备用或补充供气系统的方法和设备技术方案

本发明专利技术涉及一种提供压力为最低压力和组成为包括给终端应用的主组分的气体的方法，包括：ａ）给终端应用提供主组分浓度为第一浓度的第一气体；ｂ）提供测量第一气体压力的装置；ｃ）提供主组分浓度超过第一气体的第二气体；ｄ）提供主组分浓度低于第一气体的第三气体；ｅ）提供使第二和第三气体混气的装置，以产生压力至少为最低压力的第四气体；其中ｆ）当测量装置检测出第一气体压力与最低压力有差时，由加入第四气体来补足。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

Method and apparatus for alternate or supplemental gas supply system

The present invention provides a pressure minimum pressure and composition method, including gas to the main group of terminal application points include: a) to the terminal application provides the main component concentration for the first gas first concentration; b) device provides a measure of first gas pressure; C Second) provides the main component gas concentration over the first gas; d) provides the main components of the first gas gas concentration is less than third; E) providing device can make the second and third gas mixed gas, to produce a pressure of at least the minimum pressure of fourth gases; F) when measuring device to detect the first gas pressure and the minimum pressure difference, by adding fourth the gas supply.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及给选定的应用组分提供具有基本恒定浓度气体的方法和系统，更具体是涉及备用和/或补充供气系统的方法和系统。
技术介绍
近年来，工业气体如氧和氮等的需求与日俱增，例如在炼钢、炼铝、药物生产和玻璃制造等各种应用中。虽然供这些应用的气体惯常由气化现场贮存在低温贮器中的液氧(“大量”氧)或大量氮所供应，但是也常用现场真空和/或加压变压吸附(V/PSA)空气分离系统或膜空气分离系统来产生这些气体。为确保不间断地供应气体，当由于电力中断、机械故障等使产气系统中断时，这些现场产气系统典型地使用气化的液体来代替(即备用)现场产气系统。此外，这些液体气化系统也用于当应用需求超过现场工厂能力时给现场产气流以补充。遗憾的是，现场产气和备用/补充气化的液化气之间的组成差会导致这种供气系统对一些应用不适用，因而使不能实现低成本现场产气。例如当V/PSA氧产品，典型浓度为90-95vol％(其余基本上为氮和氩)，用液氧，典型浓度为至少99.5vol％。来进行补充时，从供气设备中得到的产品中的氧浓度在V/PSA装置中断时，会突然改变4.5-10vol％。这类氧浓度发生重大改变而不能接受的一个实例是玻璃加工。这些操作包括玻璃成形、抛光、熔边、磨钝和石英加工，典型地使用燃氧喷灯，其中使用手工燃烧控制。在上述操作中，燃烧氧化剂的氧浓度波动会引起火焰温度变化，因而影响玻璃成形性，并会引起火焰组成的变化，这会影响某些玻璃的颜色。尽管有可能调节正在进行的燃烧过程，以补偿氧化剂组成的变化，但因众多的手工控制、有限的操作技师，和/或事先极少或未注意到氧化剂变化等原因，使它在操作上常常不切实际。因此本领域需要一种可靠性高、成本合理的手段，以补充非低温现场供气系统，用作对组成敏感的应用。专利技术目的因此，本专利技术的目的之一是给现场产气装置提供一种改进的补气系统。本专利技术的另一目的是提供如下一种系统，确保给应用选定的气体组分的浓度在备用/补气过程实施时保持不变。本专利技术的另一目的是给气体组成敏感的应用提供一种备用/补气系统。本专利技术还有一个目的是提供一种可靠而成本合理的系统。下面将详述这些目的及其他目的，其新特点由所附的权利要求所指明。专利技术概述本专利技术包括给终端应用提供一种具有最低压力和组成中包含主组分的气体的方法。尤其是一种优选的方法包括下列步骤a)给所述终端应用提供一种具有处于第一浓度的所述主组分的第一气体；b)提供测量向所述终端应用提供第一气体的压力的装置；c)提供压力至少为所述最低压力和主组分浓度为高于所述第一气体主组分的第一浓度的第二浓度的第二气体；d)提供压力至少为最低压力，主组分浓度为低于所述第一气体主组分的第一浓度的第三浓度的第三气体；e)提供使第二第三气体混合的装置，用以产生压力至少为最低压力，主组分的浓度为第四浓度的第四气体；其中f)当在终端应用处接受的第一气体测量装置检测到低于最低压力的缺陷时，所述不足由加入第四种气体来纠正。在一个优选实施方案中，第一气体包括氧作为主组分。在另一个优选实施方案中，第二气体包括氧，更优选气化的液氧。在另一个优选实施方案中，第一气体包括氮作为主组分。在另一个优选实施方案中，第二气体包括氮，更优选气化的液氮。在其他优选实施方案中，第三气体可为气化的液氮、气化的液氧或气化的液氩。在其他优选实施方案中，第一气体是得自V/PSA系统的氧产品，或得自膜系统的氮产品。本专利技术的另一实施方案包括给终端应用提供一种具有最低压力和组成中包含主组分(即选定的组分)的气体的系统。具体而言，一种优选的系统包括a)给所述终端应用提供第一气体的装置，该第一气体中的主组分处于第一浓度；b)测量向所述终端应用提供第一气体的压力的装置；c)提供压力至少为所述最低压力，主组分浓度为高于所述第一气体主组分的第一浓度的第二浓度的第二气体的装置；d)提供压力至少为最低压力，主组分浓度为低于所述第一气体主组分的第一浓度的第三浓度的第三气体的装置；e)提供使第二第三气体混合的装置，用以产生压力至少为最低压力，主组分的浓度为第四浓度的第四气体的装置；其中f)当在终端应用处接受的第一气体测量装置检测到低于最低压力的缺陷时，所述不足由加入第四种气体来纠正。附图简述从对下述优选实施方案和附图的描述，本领域的技术人员将会明白本专利技术的其他目的、特点和优点。附图说明图1是显示本专利技术系统具体操作方式的实施方案的流程图。图2是显示本专利技术另一操作方式的实施方案的流程图。专利技术详述本专利技术改进了用作非低温现场供气装置的备用或补气的常规大量液体贮存或气化系统。这一改进确保备用/补气系统使用时供给应用的选定气体组分的压力和浓度实质上保持不变。虽然选定组分浓度的变化容易由使用本专利技术的系统降至最小，但本领域的技术人员明白，不同终端用途的应用一般将会有不同灵敏度，并且浓度变化应降至最低的程度因此取决于具体过程的容许程度。在一优选实施方案中，氧浓度变化小于4.5vol％(例如低于常规V/PSA备用或补气系统所经历的最小变化)。在一特定的优选实施方案中，一V/PSA氧装置装备有常用的大量氧贮存/气化补给系统，也装备有小量氮贮存/气化系统以及混气设备。气化的小量氮和气化的大量氧以合适比例混合进入缓冲贮罐，产生出具有名义体积百分数的某V/PSA氧产品的气体。然后将该混合气泵送到将V/PSA氧产品送入用气管道的压力调节器的入口。该压力调节器被设定为传送的压力略低于该管道的名义压力。因此，当出现由于V/PSA装置故障引起管道压力全部或局部损失时，混合气流就自动根据恢复管道压力的需要加到该管道中。另一方面，本专利技术的方法如装置也可用于空气膜分离氮装置的备用或补给。这些装置典型地是由大量氮贮存/气化设施补给的。本领域的技术人员明白，这些系统可按相似于上述对V/PSA系统的改进的方法来改进。本专利技术的系统可在宽的所需压力范围内将该混合气供给终端应用，这取决于用气处所需的终端应用。这类压力一般为约10-210psig，更典型为约40-100psig。由该系统可输送的最大压力由供应大量气体贮罐的操作压力所设定，典型为210psig，但本领域技术人员明白低温贮罐也可以在更高压力下操作。本专利技术的一个优选系统是将气化的液氧与气化的液氮混合，产生富氧或富氮气。但本专利技术也不限氧与氮的混合。例如，可用干燥清洁的压缩空气或气化的液氩来代替氮，与具有液态纯度的气化氧混合，产生富氧气体。相类似地，用干燥清洁的压缩空气或气化的液氩也可与具有液态纯度的气化氮混合，产生富氮气体。应当指出，较后的实施方案不大优选，因为当V/PSA或膜装置因断电而停工时，可能在电补给设备中为了确保压缩空气的可用性，用压缩空气作为氧或氮的稀释气涉及在空气清洁、压缩、和干燥设备方面的巨大投资。这种巨大投资在大部分时间中闲置，使这种选择方式不经济。用气化液氩作为稀释气，除非应用需要，现在也不优选，因为其与液氧或液氮相比费用大为增加。也应指出，术语“富氧”或“富氮”气是指氧浓度为约21-100％，氮浓度为约78-100％(体积)。对于富氧气体，优选其体积浓度大于约90％，小于99.5％，更优选90-95％。对于富氮气体，优选其体积浓度为约95-100％。本专利技术的混气设备可利用压力略低于大量液体贮罐的工作压力的过程气体，从而由于混气设备较紧凑而使投资本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提供具有压力为最低压力和组成为包括给终端应用的主组分的气体的方法，该方法包括如下步骤：ａ）给所述终端应用提供所述主组分浓度为第一浓度的第一气体；ｂ）提供测量传送给所述终端应用的第一气体的压力的装置；ｃ）提供主组分浓度为第二浓 度的第二气体，该第二浓度超过第一气体主组分的第一浓度；ｄ）提供主组分浓度为第三浓度的第三气体，该第三浓度低于第一气体主组分的第一浓度；ｅ）提供使所述第二和第三气体混气的装置，以产生压力至少为最低压力、主组分浓度为第四浓度；其中ｆ ）当被所述终端接收的第一气体压力的测量装置检测出第一气体压力与所述最低压力相比有差时，由加入第四气体来纠正这种不足。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：FN斯泰曼，LC考维斯，
申请(专利权)人：普莱克斯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]