專利名稱：氮氣的生產方法和設備的制作方法
背景技術：
本發明一般來說涉及有關氮氣生產的方法和設備的技術，更具體地涉及低成本易于生產高純度氮氣的技術。
迄今為止，有三種關于氮氣生產方法和設備的普通技術，它們是PSA(壓力旋轉吸附)技術、膜分離技術和低溫分離技術。
PSA方法是經吸收劑傳輸壓縮空氣然后使吸收劑利用吸收劑在高壓下吸附特殊氣體并在低壓下脫附特殊氣體的性質從壓縮空氣中吸附氧等，從而分離氮氣。在這種情況下，PSA方法的原理與無熱干燥器的原理相似。完成這一方法的設備是比實施膜分離技術的設備(后面將描述)更大的兩個塔形設備。用于維持電磁閥等的負載是安裝在設備上。順便提出，氮氣純度的范圍通常是大約99％-大約99.9999％。
膜分離方法是通過向中空纖維膜中供應壓縮空氣，并利用經膜傳輸的壓縮空氣中的所含的氣體成分量的差異而分離氮氣，其中中空纖維膜是中空的纖維狀聚合物膜。這種情況下，用于實施膜分離方法的設備比實施PSA方法的設備要小。另外，維持負載也小。但是氮氣的純度范圍是約95％-約99.9％。因此，膜分離方法不適于滿足高純氮氣的要求。
低壓分離法直接針對大量生產高純氮氣的需要。這種方法通過冷卻空氣而分離和生產氮氣。例如，當空氣冷卻到約-190℃時，由于氮的沸點是-195.8℃，而氧的沸點是-183.0℃，因此氧被液化并分離。這種情況下，能獲得純度等于或高于99.999％的高純氮氣。但是，低溫分離法需要大規模的設備。另一方面，除了用槽汽車運載氮氣的方法之外，工廠構建在主要用戶工廠的位置上或在其鄰接位置上然后往其中用管道輸送生產的氮氣的方法作為供應所生產氮氣的方法來使用。
本發明概述為了解決上述問題，根據本發明提供了一種生產氮氣的方法，該方法包括以下步驟將空氣壓縮以產生壓縮空氣；提供鐵粉；并使壓縮空氣與鐵粉反應形成氧化鐵，這樣壓縮空氣中的氧含量降低而獲得剩余氮氣。
優選的生產方法進一步包括向鐵粉添加催化劑的步驟。這里，優選的催化劑由氯化鈉組成。
優選的生產方法進一步包括向鐵粉添加水的步驟。這里優選的生產方法進一步包括向鐵粉添加保濕材料的步驟。
優選的生產方法進一步包括在壓縮空氣與鐵粉反應前，通過由中空纖維膜而傳輸壓縮空氣的步驟。
這里，優選的生產方法進一步包括在壓縮空氣通經中空纖維膜之前加熱壓縮空氣的步驟。
也優選的是，中空纖維膜由聚酰亞胺構成。
優選的生產方法進一步包括在壓縮空氣流經中空纖維膜之前，根據壓力旋轉吸附技術使壓縮空氣通經氮氣發生器的步驟。
根據本發明，也提供了一種生產氮氣的設備，該設備包括生產壓縮空氣的壓縮器；和脫氧室，在其中提供鐵粉并對其供應壓縮空氣以使壓縮空氣與鐵粉反應形成氧化鐵，這樣含于壓縮空氣中的氧量降低從而獲得剩余的氮氣。
優選向鐵粉添加催化劑。這里催化劑優選由氯化鈉組成。
優選向鐵粉添加水。這里優選向鐵粉添加保濕的材料。
優選的生產設備進一步包括中空纖維膜，壓縮空氣在送入脫氧室前通經該中空纖維膜。
這里，優選的是中空纖維膜由聚酰亞胺構成。
優選的生產設備還進一步包括一個節流閥，該節流閥直接位于中空室膜的下游處并可操作地調節經過中空室膜的壓縮室的流速。
優選的生產設備還進一步包括一個熱交換器，其在壓縮空氣流經中空室膜前加熱壓縮空氣。
根據壓力旋轉吸附技術，生產設備優選進一步包括一個氮發生器，在送至脫氧室前的壓縮空氣通經該氮發生器。
這里，優選氮氣發生器包括第一氧吸附塔；第一節流閥，它可操作地以調節流經第一氧吸附塔的壓縮空氣的流速；第二氧吸附塔；和第二節流閥，它可操作地用于調節流經第二氧吸附塔的壓縮空氣的流速。
優選的生產設備進一步包括一個過濾器，其除去來自脫氧室的氮氣中的塵埃。
由于上述結構，可以低成本容易地獲取高純氮氣。
由于提供的分開的管線，可以低成本容易地獲得兩種不同純度的氮氣。
由于提供了熱交換器，可以不依賴季節而穩定地獲得高純氮氣。
由于在脫氧室下游物流處提供了過濾器，獲得的氮氣可以安全地用于其他設備。
根據PAS技術使用氮氣發生器的情況下，可以獲得與理想值沒有偏離的高純氮氣。
附圖簡述通過參照附圖詳細描述優選實施方式，本發明的上述目的和優點將變得更加明顯，其中
圖1是本發明第一實施方式的氮氣生產的設備簡圖；圖2根據本發明第二實施方式，圖示空氣供應時間與通過在氮氣生產設備中提供的氧分析儀測定的氧濃度之間的關系；圖3是本發明第三實施方式的氮氣生產的設備簡圖；圖4是本發明第四實施方式的氮氣生產的設備簡圖；圖5是本發明第五實施方式的氮氣生產的設備簡圖。
本發明的詳細描述參照附圖將在下面詳細描述本發明的優選實施方式。
如圖1所示，參考數字10代表一個壓縮器。雖然在圖上(見圖3-圖5)沒有具體表示，但壓縮器由電發動機和壓縮器殼體組成。通過一個傳輸帶將電發動機的轉動傳送到壓縮機殼體。通過吸入空氣151而產生壓縮空氣。然后將壓縮空氣存儲在空氣儲罐中(沒有具體示出)。
這里，空氣儲罐可以安排在管線101、102和103中每一個的下游部分或中部，而不是以與壓縮器10成為整體的方式形成。
存儲在空氣罐中的壓縮空氣經管線101、用于消除壓縮空氣中外來物質的前過濾器20、管線102、用于消除微小外來物質的微霧過濾器102和管線103而送入中空纖維膜40中。
用于干燥壓縮空氣的干燥器可位于壓縮器10和過濾器20之間。
在預過濾器有能力消除包含于壓縮空氣中并具有等于或大于3μm粒徑的較大外來物質的情況下，優選是，微霧過濾器30有能力以消除呈現在壓縮空氣中并具有等于或大于0.01μm粒徑的微小外來物質。在一些情況下，可在微霧過濾器30的下游提供有能力消除壓縮空氣中氣味的活性碳過濾器。順便一提的是，過濾器20和30的能力不限于前面所述的能力。
中空纖維膜40是由稻草狀的聚酯中空纖維束形成。壓縮空氣流經每個中空纖維的內部。然后設備利用含于空氣中不同種類氣體的內部滲透率的不同，通過中空纖維膜以使作為空氣最大成分的氮氣保留在其中。
壓縮空氣中成分氣體的滲透率與那些通過其中易于滲透的氣體和那些通經其中難于滲透的氣體的滲透率不同。最后，氮氣保留。特別是，在中空纖維膜由聚酯制成的情況下，濕潤蒸汽的滲透性最大。第二個最易滲透的氣體是氫氣和氦氣。第三個最易滲透的氣體是二氧化碳氣體和一氧化碳氣體。最后氧氣、氬氣和氮氣是最不易滲透的。在這些氣體中，氮氣是最不易滲透的。因此，氮氣保留下來。
因此當包含約80％氮和約20％氧的壓縮空氣送入中空纖維膜40內部時，滲透率高于氮的氧優先從中空纖維膜40內部排出到外部。這樣，距離出口越近，流入中空纖維膜40內部的空氣中的氧濃度越低。結果，獲得了高濃度氮氣。
在溫度不變的情況下，生產的氮氣的純度依賴于壓縮空氣的壓力和時間，也就是依賴于壓縮空氣的流速。
除聚酯外，聚烯烴樹脂和聚丙稀樹脂也可用作中空纖維膜材料。
作為壓縮空氣經中空纖維膜40輸送的結果而保留下來的氮氣經管線121到達分支部分122。
兩個管線系統要以由分支部分122延伸的方式而構成。一個管線系統由第一分支管線123、124和閥131組成。
另外，另一個管線系統由第二分支管線125、126、127、128、閥132和脫氧室50組成。
提供的閥131和132要使通過開啟和關閉閥131和132而選擇兩個管線系統中的一個。
在第二分支管線126末端提供脫氧室50，其目的是消除因壓縮空氣通經中空纖維膜40而留下的氮氣中所含的小量氧。在這個實施方式中，在脫氧室50中提供鐵粉、作為促進鐵氧化的催化劑氯化鈉和少量水。
脫氧室50可適于不同的情況，例如其中僅提供鐵粉的情況，其中提供鐵粉和催化劑的情況和其中提供鐵粉和水的情況。這里除了氯化鈉之外，其他材料例如氯化鉀或氯化鈣也可以用作催化劑，或代替氯化鈉用作催化劑。另外，可以添加活性碳或保濕物質例如蛭石。
通過將大約50cc水添加到包含78wt％鐵粉、8wt％氯化鈉、10wt％活性碳和4wt％保濕物質的混合物中，而獲得一個優選實施例。
另一方面，這些物質間的反應產生熱，水份因此蒸發。這樣為補償因產生的熱引起蒸發而導致的水份流失，而將水罐與脫氧室50通過水供應管道、人工操作閥和水供應管道相連接以補充水。
雖然圖3所示的設備僅有一個脫氧室50，但也可以以并列方式提供兩個脫氧室。在這種構造中，當裝在一個脫氧室的鐵粉變質的時候，另一個脫氧室可以在第一個脫氧室的填料更換時使用。因此，當使用一個脫氧室的時候，有必要關閉在另一個吸收器的出口和入口提供的閥門以阻止氮氣流入另一個脫氧室中。甚至在使用另一個脫氧室時，吸收器中的一個有必要具有相似的構造。
下面，根據實施方式描述設備的操作。
首先，通過啟動壓縮器10以吸收空氣151而產生壓縮空氣。與之伴隨的，壓縮空氣經管線101、前過濾器20、管線102和微霧過濾器30及管線103送入中空纖維膜40。這樣通過預過濾器20和微霧過濾器30除去損害中空纖維膜40的外來物質。
中空纖維膜40主要去除含于壓縮空氣中的氧和附加的濕蒸汽、氫、氦、二氧化碳氣體、一氧化碳氣體和氬氣。這樣，氮氣保留于中空纖維膜40中。其后，氮氣流出并送入管線121中。這氮氣的純度約為95％到約99.9％。因此，這氮氣稍微含有氧。
在這種情況下，從中空纖維膜40排出的氮氣通過管線121到達分支部分122。
因此，當閥131打開而閥132關閉的時候，從中空纖維膜40排出的氮氣可用作從第一分支管線124進料的氮氣153。順便提的是，這種情況下流出的氮氣153的純度為大約95％到大約99.9％。
另一方面當閥131關閉而閥133打開的時候，從中空纖維膜40流出的氮氣經第二分支管線126送入脫氧室50中。順便提的是，這里進料的氮氣稍微含有氧并與脫氧室50中的鐵反應從而獲得氧化鐵。結果氧減少，氮氣的純度得到提高。
當鐵中輕微含水的時候，促進了鐵的氧化。當向鐵加入催化劑例如氯化鈉時，也促進鐵的氧化。當向鐵加入水和催化劑的時候，就會進一步促進鐵的氧化。
這樣，從中空纖維膜40中流出并送入脫氧室50的氮氣純度得到提高。經第二分支管線127、氧分析器133和第二分支管線128進料的氮氣可用作高純度氮氣154。在這種情況下，高純氮氣的純度能提高到約99％到約99.99％。
提供氧分析器133以檢測氮氣的純度。由于隨著時間的推移，脫氧室的氧化能力退化，因此使用氧分析器以確定脫氧室中所提供的鐵、水和催化劑中的每一種應當更換的時間。
作為本發明的第二個實施方式，圖1的管線101可和脫氧室50直接相連。也就是，這個實施方式包括壓縮器10、管線101、脫氧室50、第二分支管線127、氧分析器133和第二分支管線128。通過這種結構，僅使用脫氧室50就可以獲得一定純度的氮氣。
也就是，如圖2所示，僅使用脫氧室50直到約180分鐘后就可獲得一定純度的氮氣。
參照圖3描述的本發明的第三個實施方式。與第一實施方式相似的單元用相同的參考數字表示并省略重復性的解釋。
整個設備用下列單元構成并從經空氣壓縮器10存儲在罐中的壓縮空氣中生產高純氮氣。具體地，設備包括管線201、人工操作閥11、管線202、用于去除壓縮空氣中的塵埃和油霧的空氣過濾器220，管線203，加熱壓縮空氣的第一熱交換器230，管線204，去除壓縮空氣中的氧的中空纖維膜(氮氣發生器)40，管線205，調整流經中空纖維膜40的壓縮空氣流速的節流閥41，管線206，存儲氮氣的氮氣儲罐42，管線207，從氮氣中進一步脫氧的脫氧室50，管線208，除去脫氧室產生的灰塵的空氣過濾器80，管線209，人工操作閥81和管線210。
雖然這個實施方式的設備僅有一個空氣過濾器220以去除塵埃和油霧，但設備可具有分別相對于如第一實施方式的目的的多個過濾器。也就是，消除壓縮空氣中的塵埃的預過濾器，用于去除壓縮空氣中的油的霧過濾器和微霧過濾器。
在這種情況下，可對空氣過濾器的結構進行各種變換。例如在由三個過濾器構成空氣過濾器的情況下，它們由位于上游側以前過濾器、霧過濾器和微霧過濾器這一順序進行排列，可通過前過濾器、霧過濾器和微霧過濾器捕獲的最小外來物質的尺寸分別是3μm、0.1μm和0.01μm。或者，這種最小外來物質的尺寸分別是5μm、0.5μm和0.01μm。最終，能被預過濾器、霧過濾器和微霧過濾器捕獲的最小外來物質的尺寸值分別是1-5μm、0.05-0.5μm和0.01μm。
捕獲外來物質的過濾器單元適應所有過濾器殼體的每一種結構可用作空氣過濾器220或空氣過濾器220中每一個過濾器的結構例。而且，冷凝和聚集的排水可從空氣過濾器220和空氣過濾器220中的每一個過濾器中排出。順便提的是，這里描述的有關結構與空氣過濾器80相同(后面將描述)。
另外，構成空氣過濾器220的過濾器的個數既不限于一個也不限于三個。這種過濾器的個數可以是兩個、四個或更多，只要這些過濾器的安排是使過濾器的位置位于更下游的，其捕獲外來物質的能力就越強。
第一熱交換器230是用彎管構成。在這個實施方式中通過輸送由加熱器231來的熱空氣進行加熱。但是可以使用各種其他的加熱方法。例如流經彎管外表面的蒸汽或暖水。或者，在彎管外表面提供的鉻鎳合金導線然后使其通電，通過鎳鉻合金導線通電產生的熱來加熱彎管。
要恰在中空纖維膜40的下游處提供節流閥41的方式以改變壓縮空氣的流速。
雖然圖3示出了具有一個中空纖維膜40和一個節流閥41的結構，但(m×n)的構造可以平行方式連接，其中一系列“n”中的每一個是通過將“m”個中空纖維膜連續地與一個節流閥相連而構成。在這種情況下，流經“m”個中空纖維膜的壓縮空氣的流速可以僅通過一個節流閥改變。
每個“m”和“n”的值可以是1、2或更大。當然，m和n的值可以彼此不同。這種(m×n)構造可結合于管線204(連接點)和管線206(接合點)之間。
雖然僅具有中空纖維膜40和節流閥41的構造保證了氮氣的純度具體為98％到99.5％之間，但在這個實施方式中能通過第一熱交換器230加熱壓縮空氣而在不考慮季節例如夏季和冬季的情況下保證穩定地獲得純度為大約99.9％的氮氣。
如圖3所示，位于節流閥41和脫氧室50之間的存儲氮氣的氮氣儲罐42的位置并不僅限于此。氮氣儲罐42可以位于脫氧室50和空氣過濾器80(后面將描述)之間或位于空氣過濾器80和閥81之間。
提供空氣過濾器80以除去粘附于脫氧室50中氣體物質中的塵埃。
電磁閥或電操作閥可用作閥11和81，以代替人工操作閥11和81。
下面將詳細描述這個實施方式的設備的操作。
首先，當空氣壓縮器10的發動機啟動時，通過傳輸帶將發動機的轉動傳輸到壓縮器(殼體)處，以使壓縮空氣存儲在罐中。
然后存儲在罐中的壓縮空氣經管線201、閥11、管線202、空氣過濾器220、管線203、第一熱交換器230、管線204、中空纖維膜40、管線205、節流閥41和管線206而輸送入氮氣罐42中。
在這種情況下，通過開啟閥11由空氣過濾器220中除去各種外來物質例如油和塵埃。此后，凈化的壓縮空氣送入第一熱交換器230中。
在第一熱交換器230中，通過暖空氣的加熱器31加熱壓縮空氣。而且加熱溫度可設置在高于周圍溫度10℃或15℃的溫度。或者加熱溫度可以設置為總是40℃或50℃。
可以預計，通過將高溫壓縮空氣送入中空纖維膜40中，中空纖維膜40中的高純氮氣的流速是增加的。也就是當氮氣流速為常數時，通過加熱壓縮空氣可以獲得高純氮氣。當氮氣純度為常數時，氮氣的流速增加。
表1表示在將供應的壓縮空氣的壓力設定為7kg/cm2G以生產99％純度氮氣的條件下，生產的氮氣的流速比率與壓縮空氣溫度之間的關系。
表1
如表所示，當壓縮空氣溫度升高時，氮氣流速增加。
因此，提供第一熱交換器230、中空纖維膜40和節流閥41可不考慮季節例如夏季和冬季，而生產的氮氣純度約為99.9％。這種氮氣經管線206送入氮氣罐42。然后氮氣儲在在氮氣罐42中。
接著，存儲在氮氣罐42中的氮氣經管線207送入脫氧室50。
最后，打開閥81，在脫氧室50中提高純度的氮氣，其純度為99.99％，該氮氣通過空氣過濾器80完全除去在脫氧室50中粘附的塵埃，而從管線210中流出。
圖4表示本發明的第四個實施方式。這個實施方式不同于第三個實施方式，其中提供管線215、第二熱交換器290和管線216以替代第三實施方式中的管線203。
在這個實施方式中，配置第二熱交換器290以利用脫氧室50中產生的熱。因此，在脫氧室50產生熱的條件下，可以省略第一熱交換器230。而且從壓縮空氣流動的角度看，第一熱交換器230和第二熱交換器90的位置可以顛倒。
由于第三實施方式和第四實施方式操作上的區別僅是將第二熱交換器290產生的熱加到第一實施方式中第一熱交換器230產生的熱中，因此這里省略了對第四實施方式操作的描述。
圖5表示本發明的第五實施方式。與第三實施方式相似的單元用相同的參考數字表示，并省略對它們重復性的解釋。這些實施方式間的區別在于用于干燥壓縮空氣的空氣干燥器330和PAS型氮氣發生器340代替第三實施方式中的第一熱交換器230、中空纖維膜40和節流閥41。
作為干燥器330可以使用冷卻干燥器、膜干燥器、干燥劑式干燥器和其他干燥器，只要這些干燥器具有干燥壓縮空氣的功能。再者，使用干燥器330可以使冷凝和聚集的排水從這里排出。
其次，PSA氮氣發生器340包括第一吸附塔341和第二吸附塔342。另外，PSA氮氣發生器340包括電磁閥343、344、345、346、347、348和349、第一節流閥281、第二節流閥282和內管線241、242、243、244、245、246、247、248、249、250、251、252、253、254、255、256、257、258、259和260。
更具體地，內管線241和246與管線204相連并使管線204分叉。另外，內管線254和259整體形成并與管線206相連。
管線中，內管線241依次與電磁閥343、內管線242、內管線243、第一吸附塔341、內管線251、第一節流閥281、內管線252、內管線253、電磁閥348和內管線254相連。
另外，內管線246依次與電磁閥344、內管線247、內管線248、第二吸附塔342、內管線256、第二節流閥282、內管線257、內管線258、電磁閥349和內管線259相連。
此外，內管線244連接到與內管線242和243之間的連接部分。內管線249連接到內管線247和248之間的連接部分。內管線244依次與電磁閥345、內管線245、內管線250、電磁閥346和內管線249相連。排氣管270連接到內管線245和250之間的連接部分。
另一方面，內管線255連接到內管線252和253之間的連接部分。內管線260連接到內管線257和258之間的連接部分。內管線255依次與電磁閥47和內管線260相連。
第一和第二吸附塔341和342中的每一個都容納了一種氧吸附能力大的活性碳，該碳對氧和氮的吸附速率方面有很大不同，在壓力條件下它能在短時間內通過優選吸附氧的方式從空氣中移去氮氣，并能通過恢復壓力到正常值的方式容易地將吸附的氧脫附。
下面將詳細描述這個實施方式的設備操作。
首先，當啟動空氣壓縮器10的發動機時，通過傳輸帶將發動機的轉動傳送到壓縮器(殼體)處，以使壓縮空氣存儲在塔中。
通過開啟閥11從空氣過濾器220中除去各種外來物質例如油和塵埃。然后將干凈的壓縮空氣送入到干燥器330中。
接著，干燥器330向后面的PAS氮氣發生器340輸送干燥的壓縮空氣。
PAS氮氣發生器340從壓縮空氣中分離提取氮氣，它是通過將一種氧吸附能力大并對氧和氮的吸附速率有很大不同的某種活性碳分別供于第一和第二吸附塔341和342中，并構成第一和第二吸附塔并利用吸附材料在高壓下吸附氧氣而在低壓下脫附氧氣的性質而進行的。
然后，每個都容納吸附劑的第一和第二吸附塔341和342從壓縮空氣中分離提取高純氮氣，并然后通過電磁閥343、344、345、346、347、348和349的操作交替并反復地進行壓縮操作(即增加壓力的操作)和減壓操作(即減小壓力的操作)，從而供應提取的氮氣。
在這種情況下，第一吸附塔341通過提供壓縮空氣而進行增壓，同時第二吸附塔342減壓至正常壓力。由于吸附劑在吸附初始階段具有吸附大量氧氣并在高壓下吸附量大的性質，第一吸附塔341的吸附劑將高純氮氣送至管線206。第二吸附塔342的吸附劑通過分離和脫附吸附的氧，主要將氧從排氣管270排出。
為交替實施增壓和減壓操作，有必要開啟和關閉安裝在內管線241、242、243、244、245、246、247、248、249、250、251、252、253、254、255、256、257、258、259和260的中間部分的電磁閥343、344、345、346、347、348和349。這是已知的技術。因此在這里不再詳細描述。
另外，在第一和第二吸附塔341和342的下游處分別直接配置第一和第二節流閥281和282，以改變和調節流經第一和第二吸附塔341和342的壓縮空氣的流速。這樣，由于季節因素和吸附塔341和342在管線耐蝕性、長度和尺寸上的稍微不同而導致的氮氣純度的不同和變化可通過這種方式調節，以達到增加氮氣純度和減小其變化并獲得高純氮氣。
順便提的是，第一和第二節流閥281和282不必總是分別位于第一和第二吸附塔341和342的下游處。第一和第二節流閥281和282可以分別位于第一和第二吸附塔341和342的上游處。
然后，保證具有約99.9％高純度的氮氣經管線206送入氮氣儲罐42中并儲存其中。
另外，存儲在氮氣罐42中的氮氣可以通過管線207送入脫氧室50中。
在脫氧室50中，通過氧化其中的鐵粉并同時產生熱量的方式從混有氧的氮氣中除去氧。這樣，氮氣純度進一步提高。
最后，開啟閥81，從脫氧室50獲得的偏差很小的99.99％純度的氮氣經空氣過濾器80可從管線210中供應。
雖然本發明參照具體優選的實施方式進行表示和描述，但各種變換、修正和組合對經過學習的本領域熟練的技術人員來說是顯而易見的。認為這種明顯的變換和修正屬于下面權利要求書定義的本發明的精神、范圍和設想之內。
權利要求
1.一種氮氣的生產方法，該方法包括以下步驟將空氣壓縮以產生壓縮空氣；提供鐵粉；并使壓縮空氣與鐵粉反應形成氧化鐵，這樣含于壓縮空氣中的氧降低以獲得剩余的氮氣。
2.根據權利要求1的生產方法，進一步包括向鐵粉添加催化劑的步驟。
3.根據權利要求2的生產方法，其中催化劑由氯化鈉組成。
4.根據權利要求1的生產方法，進一步包括向鐵粉添加水的步驟。
5.根據權利要求4的生產方法，進一步包括向鐵粉添加保濕材料的步驟。
6.根據權利要求1的生產方法，進一步包括在壓縮空氣與鐵粉反應前，通過中空纖維膜而流輸壓縮空氣的步驟。
7.根據權利要求6的生產方法，進一步包括在壓縮空氣流經中空纖維膜之前加熱壓縮空氣的步驟。
8.根據權利要求6的生產方法，其中，中空纖維膜由聚酰亞胺構成。
9.根據權利要求1的生產方法，進一步包括在壓縮空氣流經中空纖維膜之前，根據壓力旋轉吸附技術使壓縮空氣流經氮氣發生器的步驟。
10.一種氮氣的生產設備，包括生產壓縮空氣的壓縮器；和脫氧室，其中，提供鐵粉并對其供應壓縮空氣以使壓縮空氣與鐵粉反應以形成氧化鐵，這樣含于壓縮空氣中的氧量降低從而獲得剩余的氮氣。
11.根據權利要求10的生產設備，其中，向鐵粉添加催化劑。
12.根據權利要求11的生產設備，其中，催化劑由氯化鈉組成。
13.根據權利要求10的生產設備，其中，向鐵粉添加水。
14.根據權利要求13的生產設備，其中向鐵粉添加保濕材料。
15.根據權利要求10的生產設備，進一步包括中空纖維膜，壓縮空氣在送入脫氧室前流經該中空纖維膜。
16.根據權利要求15的生產設備，進一步包括一個熱交換器，其在壓縮空氣流經中空纖維膜之前加熱壓縮空氣。
17.根據權利要求15的生產設備，其中，中空纖維膜由聚酰亞胺構成。
18.根據權利要求10的生產設備，進一步包括一個根據壓力旋轉吸附技術的氮發生器，壓縮空氣在供入脫氧室前流經該氮發生器。
19.根據權利要求15的生產設備，進一步包括一個節流閥，該節流閥位于中空室膜的直接下游處，并能可操作地調節流經中空室膜的壓縮室的流速。
20.根據權利要求10的生產設備，進一步包括一個過濾器，該過濾器除去來自脫氧室的氮氣中的塵埃。
21.根據權利要求18的生產設備，其中，氮氣發生器包括第一氧吸附塔；可操作第一節流閥，它調節流經第一氧吸附塔的壓縮空氣的流速；第二氧吸附塔；和可操作第二節流閥，它調節流經第二氧吸附塔的壓縮空氣的流速。
全文摘要
壓縮器產生壓縮空氣。在脫氧室中提供鐵粉。將壓縮空氣送入脫氧室中以使壓縮空氣與鐵粉反應形成氧化鐵，以致使含于壓縮空氣中的氧含量降低從而獲得剩余的氮氣。
文檔編號C01B21/00GK1502550SQ20031011794
公開日2004年6月9日 申請日期2003年11月26日 優先權日2002年11月26日
發明者福原廣 申請人:株式會社福原