一种氮气真空灌装方法
技术领域
本发明涉及气体灌装技术领域，特别涉及一种氮气真空灌装方法。
背景技术
氮气，化学式为N2，通常状况下是一种无色无味的气体，而且一般氮气比空气密度小。氮气占大气总量的78.08％(体积分数)，是空气的主要成份之一。在标准大气压下，氮气冷却至-195.8℃时，变成无色的液体，冷却至-209.8℃时，液态氮变成雪状的固体。氮气的化学性质不活泼，常温下很难跟其他物质发生反应，所以常被用来制作防腐剂。但在高温、高能量条件下可与某些物质发生化学变化，用来制取对人类有用的新物质。
在工艺制氮的过程中，需要对氮气进行灌装；然而，工业中，对氮气的灌装时，由于系统的复杂性及灌装时的排空处理不当，容易导致灌装得到的氮气不纯，且由于高压的存在，还存在安全隐患，容易导致人身事故。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种氮气真空灌装方法，该方法便于得到高纯度的氮气，有助于保证系统及人身的安全。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种氮气真空灌装方法，包括以下步骤：
S1：氮气的选取：选取工业纯氮气，备用；
S2：氮气瓶的准备：选取无破损内部无油污干净的工业用氮气瓶，备用；
S3：氮气瓶的抽真空处理：将氮气瓶加热至90-100度，随后将氮气瓶进行抽真空处理，关闭氮气瓶阀门，冷却备用；
S4：充氮前准备：选取具有安全阀、压力调节表、排气阀及流量阀的灌装管，连接氮气瓶；
S5：灌装管排空气处理：将工业纯氮气接入灌装管内部，开启流量阀、排气阀1-2min，随后关闭排气阀；
S6：灌装前安全准备：调节安全阀的开启压力，设定压力调节表灌装压力；
S7：氮气灌装：开启氮气瓶阀门，对氮气瓶进行氮气灌装，当氮气瓶内部压力与压力调节表压力一致时，关闭氮气瓶阀门，停止充氮；
S8：安全拆卸：开启排气阀，关闭流量阀，将灌装管内部压力降至安全压力，拆除氮气瓶，灌装完成。
所述工业纯氮气的制备过程为：抽取压缩空气，去除二氧化碳后用干燥剂干燥得到干燥气体，之后经粉尘过滤后进行液化压缩，随后进入精馏塔分离出液氧、NO及NO2，随后经分子过滤筛将稀有气体过滤掉，随后得到氮气。
所述去除二氧化碳的过程为采用氢氧化钙溶液吸收，其过程是将氢氧化钙溶液盛装在密封槽内部，并让压缩空气通过，对压缩空气中二氧化碳的进行吸收。
所述干燥剂为采用浓硫酸或生石灰中的一种。
所述精馏塔分离过程主要利用沸点不同，除去空气中高沸点的液氧、NO及NO2。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本申请中，由于液氮的制取过程中去除了二氧化碳、水蒸气、粉尘、液氧、NO、NO2及稀有气体，从而保证了制取的氮气的纯净度；而且，氮气瓶加热90-100度，有助于氮气瓶内部空气膨胀，进行抽真空之后有助于降低氮气瓶内部的空气含量，有效的提高氮气瓶充氮时的氮气纯净度；安全阀有助于提高保证灌装过程中各设备的灌装压力，从而保证灌装安全，压力调节表有助于提高灌装压力，从而保证装置的灌装安全；排气阀有助于排空气，便于提升灌装氮气的纯度，流量阀便于控制灌装流量，便于拆卸时截流，从而保证拆卸时截流。灌装管排空气处理便于便于排出灌装管内部的空气，有助于提升氮气瓶内部的氮气纯度。灌装前安全准备便于保证灌装的正常压力，从而保证灌装的安全，避免系统出现爆炸事件；氮气灌装过程保证拆卸后氮气瓶内部氮气的截流，保证氮气的灌装灌满；安全拆卸过程有助于保证人身安全，避免高压气体伤人。
附图说明
图1为本发明灌装管的工艺连接图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
一种氮气真空灌装方法，包括以下步骤：
S1：氮气的选取：选取工业纯氮气，备用；
S2：氮气瓶的准备：选取无破损内部无油污干净的工业用氮气瓶，备用；
S3：氮气瓶的抽真空处理：将氮气瓶加热至90-100度，随后将氮气瓶进行抽真空处理，关闭氮气瓶阀门，冷却备用；氮气瓶加热90-100，有助于氮气瓶内部空气膨胀，进行抽真空之后有助于降低氮气瓶内部的空气含量，有效的提高氮气瓶充氮时的氮气纯净度。
S4：充氮前准备：选取具有安全阀、压力调节表、排气阀及流量阀的灌装管，连接氮气瓶(如图1所示)；安全阀有助于提高保证灌装过程中各设备的灌装压力，从而保证灌装安全，压力调节表有助于提高灌装压力，从而保证装置的灌装安全；排气阀有助于排空气，便于提升灌装氮气的纯度，流量阀便于控制灌装流量，便于拆卸时截流，从而保证拆卸时截流。
S5：灌装管排空气处理：将工业纯氮气接入灌装管内部，开启流量阀、排气阀1-2min，随后关闭排气阀；该过程便于便于排出灌装管内部的空气，有助于提升氮气瓶内部的氮气纯度。
S6：灌装前安全准备：调节安全阀的开启压力，设定压力调节表灌装压力；该过程便于保证灌装的正常压力，从而保证灌装的安全，避免系统出现爆炸事件。
S7：氮气灌装：开启氮气瓶阀门，对氮气瓶进行氮气灌装，当氮气瓶内部压力与压力调节表压力一致时，关闭氮气瓶阀门，停止充氮；该过程主要是保证拆卸后氮气瓶内部氮气的截流，保证氮气的灌装灌满。
S8：安全拆卸：开启排气阀，关闭流量阀，将灌装管内部压力降至安全压力，拆除氮气瓶，灌装完成。该过程有助于保证人身安全，避免高压气体伤人。
所述工业纯氮气的制备过程为：抽取压缩空气，去除二氧化碳后用干燥剂干燥得到干燥气体；去除二氧化碳，主要是避免二氧化碳杂质影响氮气的纯度，干燥主要是为了去除水蒸气，减少水蒸气影响氮气的纯度；进行粉尘过滤，主要是消除干燥时带有的以及空气中本身含有的粉尘，避免粉尘影响后期得到的氮气的纯度；之后进行液化压缩，随后进入精馏塔分离出液氧、NO及NO2，随后经分子过滤筛将稀有气体过滤掉，随后得到氮气；精馏塔分馏的原理是，氧气、NO及NO2的沸点相对于氮气较高，精馏塔内进行精馏时，首先液化分溜出的是氧气、NO及NO2等气体；最后留下的是氮气以及空气中含有的稀有气体；之后通过分子过滤筛将稀有气体分子过滤掉，随后得到的是纯净的氮气。
所述去除二氧化碳的过程为采用氢氧化钙溶液吸收，其过程是将氢氧化钙溶液盛装在密封槽内部，并让压缩空气通过，对压缩空气中二氧化碳的进行吸收。氢氧化钙溶液比较容易吸收二氧化碳，空气经过密闭的密封槽时，充分与氢氧化钙溶液接触，从而便于对空气中的二氧化碳进行吸收，而空气带走的水蒸气及固体杂质，通过干燥及过滤即可除掉，从而有效的消除水蒸气及固体杂质对后期得到的氮气质量产生影响。
所述干燥剂为采用浓硫酸或生石灰中的一种。浓硫酸具有强烈的吸水性，采用浓硫酸时由于浓硫酸较重，不易被空气带走，干燥质量相对较好，然而使用浓硫酸时，浓硫酸容易被稀释，稀释后的稀硫酸具有强烈的腐蚀性，选用设备需根据实际需求进行选择；生石灰，又称烧石灰，主要成分为氧化钙，生石灰是采用化学吸收法除去水蒸气的常用干燥剂，生石灰吸水后生成氢氧化钙，具有强碱性；因此，在实际生产过程中，干燥剂的选择应该根据实际需求进行选择，以保氮气灌装的顺利进行。
所述精馏塔分离过程主要利用沸点不同，除去空气中高沸点的液氧、NO及NO2。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。
