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一种余热回收式膜分离制氮系统

阅读：399发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种余热回收式膜分离制氮系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及制氮机技术领域，且公开了一种余热回收式膜分离制氮系统，包括空压机，所述空压机的左侧连通有进气管，所述空压机的右侧连通有第一连接管，所述第一连接管的右侧连通有粗过滤器，所述粗过滤器的右侧连通有第二连接管，所述第二连接管的右侧连通有精过滤器，所述精过滤器的右侧连通有第三连接管，所述第三连接管的右侧连通有换热器，所述换热器右侧的顶部连通有第四连接管。该余热回收式膜分离制氮系统，通过设置有换热器，使经过冷干机处理过的低温空气与进入换热器内的高温空气进行热交换，从而使第七连接管进入冷干机的空气是被预降温的空气，从而降低了冷干机的能耗，同时从冷干机出来的冷空气被预加热。，下面是一种余热回收式膜分离制氮系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种余热回收式膜分离制氮系统，包括空压机(1)，其特征在于：所述空压机(1)的左侧连通有进气管(2)，所述空压机(1)的右侧连通有第一连接管(3)，所述第一连接管(3)的右侧连通有粗过滤器(4)，所述粗过滤器(4)的右侧连通有第二连接管(5)，所述第二连接管(5)的右侧连通有精过滤器(6)，所述精过滤器(6)的右侧连通有第三连接管(7)，所述第三连接管(7)的右侧连通有换热器(24)，所述换热器(24)右侧的顶部连通有第四连接管(8)，所述第四连接管(8)的右侧连通有冷干机(9)，所述冷干机(9)左侧的底部连通有一端与换热器(24)右侧的底部连通的第七连接管(23)，所述换热器(24)左侧的底部连通有第六连接管(22)，所述第六连接管(22)的右侧连通有第一分支管(11)，所述第六连接管(22)的右侧连通有位于第一分支管(11)底部的第二分支管(19)，所述第六连接管(22)的外部固定安装有温度传感器(21)，所述第一分支管(11)的外部固定安装有第一控制阀(10)，所述第二分支管(19)的外部固定安装有第二控制阀(20)，所述第二分支管(19)的右侧连通有加热器(18)，所述加热器(18)右侧的顶部连通有与第一分支管(11)连通的第八连接管(12)，所述第八连接管(12)的右侧连通有活性炭吸附罐(17)，所述活性炭吸附罐(17)的右侧连通有第五连接管(13)，所述第五连接管(13)的右侧连通有分离膜组(16)，所述分离膜组(16)的右侧连通有排气管(15)，所述分离膜组(16)的右侧活动安装有PLC控制器(14)。
2.根据权利要求1所述的一种余热回收式膜分离制氮系统，其特征在于：所述第一连接管(3)的外部固定安装有开关阀，所述开关阀与PLC控制器(14)电连接。
3.根据权利要求1所述的一种余热回收式膜分离制氮系统，其特征在于：所述第三连接管(7)、第四连接管(8)和第七连接管(23)的外部均固定安装有电气控制阀，所述电气控制阀与PLC控制器(14)电连接。
4.根据权利要求1所述的一种余热回收式膜分离制氮系统，其特征在于：所述第一控制阀(10)和第二控制阀(20)均与PLC控制器(14)电连接，所述温度传感器(21)与PLC控制器(14)电连接。
5.根据权利要求1所述的一种余热回收式膜分离制氮系统，其特征在于：所述换热器(24)的内部固定安装有换热管，所述换热管的两端分别与第三连接管(7)和第七连接管(23)连通。
6.根据权利要求1所述的一种余热回收式膜分离制氮系统，其特征在于：所述粗过滤器(4)内部的滤料为玻璃纤维，所述精过滤器(6)内部的滤芯为聚四氟乙烯膜。

说明书全文

一种余热回收式膜分离制氮系统

技术领域

[0001] 本实用新型涉及制氮机技术领域，具体为一种余热回收式膜分离制氮系统。

背景技术

[0002] 制氮机是指以空气为原料，利用物理方法将其中的氧和氮分离而获得氮气的设备，根据分类方法的不同，即深冷空分法、分子筛空分法和膜空分法，工业上应用的制氮机，可以分为三种，制氮机是按变压吸附技术设计和制造的氮气制取设备，制氮机以优质进口碳分子筛为吸附剂，采用常温下变压吸附原理分离空气制取高纯度的氮气，通常使用两吸附塔并联，由进口PLC控制进口气动阀自动运行，交替进行加压吸附和解压再生，完成氮氧分离，获得所需高纯度的氮气。

[0003] 膜分离气体技术是利用有些金属膜或有机膜对某些气体组分具有选择性渗透和扩散的特性，以达到气体分离和纯化的目的，膜分离制氮系统是空气经压缩机压缩过滤后进入高分子膜过滤器，当空气在膜两侧压力差的作用下，压缩空气中的氧气、二氧化碳以及少量水汽会快速地渗透过膜壁，并通过膜组压力箱侧面的排气孔在大气压条件下排出，而空气中的氮气渗透过膜壁的速度较慢，它沿着纤维孔流动并在压力箱末端的产品气集气管处流出，最后进入氮气缓冲罐，为了提高分离膜组的工作效率，一般需要配备电加热器，用来对膜前空气进行加热，增加耗电量，从而增加了生产成本，故提出一种余热回收式膜分离制氮系统以解决上述问题。实用新型内容

[0004] (一)解决的技术问题

[0005] 针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种余热回收式膜分离制氮系统，具备降低能耗的优点，解决了为了提高分离膜组的工作效率，一般需要配备电加热器，用来对膜前空气进行加热，增加耗电量，从而增加了生产成本的问题。

[0006] (二)技术方案

[0007] 为实现上述降低能耗的目的，本实用新型提供如下技术方案：一种余热回收式膜分离制氮系统，包括空压机，所述空压机的左侧连通有进气管，所述空压机的右侧连通有第一连接管，所述第一连接管的右侧连通有粗过滤器，所述粗过滤器的右侧连通有第二连接管，所述第二连接管的右侧连通有精过滤器，所述精过滤器的右侧连通有第三连接管，所述第三连接管的右侧连通有换热器，所述换热器右侧的顶部连通有第四连接管，所述第四连接管的右侧连通有冷干机，所述冷干机左侧的底部连通有一端与换热器右侧的底部连通的第七连接管，所述换热器左侧的底部连通有第六连接管，所述第六连接管的右侧连通有第一分支管，所述第六连接管的右侧连通有位于第一分支管底部的第二分支管，所述第六连接管的外部固定安装有温度传感器，所述第一分支管的外部固定安装有第一控制阀，所述第二分支管的外部固定安装有第二控制阀，所述第二分支管的右侧连通有加热器，所述加热器右侧的顶部连通有与第一分支管连通的第八连接管，所述第八连接管的右侧连通有活性炭吸附罐，所述活性炭吸附罐的右侧连通有第五连接管，所述第五连接管的右侧连通有分离膜组，所述分离膜组的右侧连通有排气管，所述分离膜组的右侧活动安装有PLC控制器。

[0008] 优选的，所述第一连接管的外部固定安装有开关阀，所述开关阀与PLC 控制器电连接。

[0009] 优选的，所述第三连接管、第四连接管和第七连接管的外部均固定安装有电气控制阀，所述电气控制阀与PLC控制器电连接。

[0010] 优选的，所述第一控制阀和第二控制阀均与PLC控制器电连接，所述温度传感器与PLC控制器电连接。

[0011] 优选的，所述换热器的内部固定安装有换热管，所述换热管的两端分别与第三连接管和第七连接管连通。

[0012] 优选的，所述粗过滤器内部的滤料为玻璃纤维，所述精过滤器内部的滤芯为聚四氟乙烯膜。

[0013] (三)有益效果

[0014] 与现有技术相比，本实用新型提供了一种余热回收式膜分离制氮系统，具备以下有益效果：

[0015] 该余热回收式膜分离制氮系统，通过设置有换热器，使经过冷干机处理过的低温空气与进入换热器内的高温空气进行热交换，从而使第七连接管进入冷干机的空气是被预降温的空气，从而降低了冷干机的能耗，同时从冷干机出来的冷空气被预加热，然后经过温度传感器检测，当温度达到预设温度时，通过PLC控制器，可将开启第一控制阀和关闭第二控制阀，再通过第八连接管进入活性炭吸附罐，然后进入分离膜组进行分离，若被预加热后的空气没有达到预设温度时，通过PLC控制器，第一控制阀关闭，第二控制阀开启，使空气被加热器加热到预设温度，再通过第八连接管进入活性炭吸附罐，然后进入分离膜组进行分离，整个过程降低了能耗，节约了成本，通过设置粗过滤器内部的滤料为玻璃纤维，又通过设置精过滤器内部的滤芯为聚四氟乙烯膜，同时设置有活性炭吸附罐，可防止空气中的杂质对分离纯度进行影响，有效提高装置的工作效率。附图说明

[0016] 图1为本实用新型结构示意图。

[0017] 图中：1空压机、2进气管、3第一连接管、4粗过滤器、5第二连接管、 6精过滤器、7第三连接管、8第四连接管、9冷干机、10第一控制阀、11第一分支管、12第八连接管、13第五连接管、14 PLC控制器、15排气管、16 分离膜组、17活性炭吸附罐、18加热器、19第二分支管、20第二控制阀、 21温度传感器、22第六连接管、23第七连接管、24换热器。

具体实施方式

[0018] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

[0019] 请参阅图1，一种余热回收式膜分离制氮系统，包括空压机1，空压机1 的左侧连通有进气管2，空压机1的右侧连通有第一连接管3，第一连接管3 的外部固定安装有开关阀，开关阀与PLC控制器14电连接，第一连接管3的右侧连通有粗过滤器4，粗过滤器4内部的滤料为玻璃纤维，粗过滤器4的右侧连通有第二连接管5，第二连接管5的右侧连通有精过滤器6，精过滤器6 内部的滤芯为聚四氟乙烯膜，聚四氟乙烯膜具有疏水性强、过滤精度高、压降低、耐温高和使用寿命长等特点，精过滤器6的右侧连通有第三连接管7，第三连接管7的右侧连通有换热器24，换热器24右侧的顶部连通有第四连接管8，第四连接管8的右侧连通有冷干机9，冷干机9左侧的底部连通有一端与换热器24右侧的底部连通的第七连接管23，第三连接管7、第四连接管8 和第七连接管23的外部均固定安装有电气控制阀，电气控制阀与PLC控制器 14电连接，换热器24的内部固定安装有换热管，换热管的两端分别与第三连接管7和第七连接管23连通，换热器24左侧的底部连通有第六连接管22，第六连接管22的右侧连通有第一分支管11，第六连接管22的右侧连通有位于第一分支管11底部的第二分支管
19，第六连接管22的外部固定安装有温度传感器21，温度传感器21与PLC控制器14电连接，第一分支管11的外部固定安装有第一控制阀10，第二分支管19的外部固定安装有第二控制阀20，第一控制阀10和第二控制阀20均与PLC控制器14电连接，第二分支管19 的右侧连通有加热器18，加热器18右侧的顶部连通有与第一分支管11连通的第八连接管12，第八连接管12的右侧连通有活性炭吸附罐17，活性炭吸附罐17的右侧连通有第五连接管13，第五连接管13的右侧连通有分离膜组 16，分离膜组16的右侧连通有排气管15，分离膜组16的右侧活动安装有PLC 控制器14，PLC控制器14采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性，空压机1、粗过滤器4、精过滤器6、冷干机9、PLC控制器14、分离膜组16、活性炭吸附罐17、加热器18、温度传感器21和换热器24均与PLC控制器14电连接， PLC控制器14能够利用电脑编程对这些部件进行控制，空压机1、粗过滤器4、精过滤器6、冷干机9、PLC控制器14、分离膜组16、活性炭吸附罐17、加热器18、温度传感器21和换热器24均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知，通过设置有换热器
24，使经过冷干机9处理过的低温空气与进入换热器24内的高温空气进行热交换，从而使第七连接管23进入冷干机9 的空气是被预降温的空气，从而降低了冷干机9的能耗，同时从冷干机9出来的冷空气被预加热，然后经过温度传感器21检测，当温度达到预设温度时，通过PLC控制器14，可将开启第一控制阀10和关闭第二控制阀20，再通过第八连接管12进入活性炭吸附罐17，然后进入分离膜组16进行分离，若被预加热后的空气没有达到预设温度时，通过PLC控制器14，第一控制阀10关闭，第二控制阀20开启，使空气被加热器18加热到预设温度，再通过第八连接管12进入活性炭吸附罐17，然后进入分离膜组16进行分离，整个过程降低了能耗，节约了成本，通过设置粗过滤器4内部的滤料为玻璃纤维，又通过设置精过滤器6内部的滤芯为聚四氟乙烯膜，同时设置有活性炭吸附罐 17，可防止空气中的杂质对分离纯度进行影响，有效提高装置的工作效率。

[0020] 综上所述，该余热回收式膜分离制氮系统，通过设置有换热器24，使经过冷干机9处理过的低温空气与进入换热器24内的高温空气进行热交换，从而使第七连接管23进入冷干机9的空气是被预降温的空气，从而降低了冷干机9的能耗，同时从冷干机9出来的冷空气被预加热，然后经过温度传感器21检测，当温度达到预设温度时，通过PLC控制器14，可将开启第一控制阀 10和关闭第二控制阀20，再通过第八连接管12进入活性炭吸附罐17，然后进入分离膜组16进行分离，若被预加热后的空气没有达到预设温度时，通过 PLC控制器14，第一控制阀10关闭，第二控制阀20开启，使空气被加热器 18加热到预设温度，再通过第八连接管12进入活性炭吸附罐17，然后进入分离膜组16进行分离，整个过程降低了能耗，节约了成本，通过设置粗过滤器4内部的滤料为玻璃纤维，又通过设置精过滤器6内部的滤芯为聚四氟乙烯膜，同时设置有活性炭吸附罐17，可防止空气中的杂质对分离纯度进行影响，有效提高装置的工作效率，解决了为了提高分离膜组16的工作效率，一般需要配备电加热器，用来对膜前空气进行加热，增加耗电量，从而增加了生产成本的问题。

[0021] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

[0022] 尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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