专利名称：节能型中空纤维膜分离制氮机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种制氮系统，尤其涉及一种中空纤维膜制氮系统。
背景技术：
现有的中空纤维膜制氮系统一般采用手动控制氮气纯度工艺，由于在产生氮气管路中 没有设置背压阀，因此，在手动控制氮气纯度工艺中，需要人工不断地观看纯度显示器， 同时，根据纯度显示器上的信息手动调节阀门，该手动控制氮气纯度调节方式存在的不足 之处是调节时间较长，在每次纯度变化时都需要手动调节阓门，操作起来非常不便。另 外，氮气纯度会因为用户的用气量不同而经常产生波动，用气纯度不能得到保证。
实用新型内容
为了解决现有技术中中空纤维膜分离制氮机所存在的氮气纯度不能自动调节，因此造 成氮气产品纯度不稳定的技术问题，本实用新型提供一种节能型中空纤维膜分离制氮机， 其结构新颖、能自动调节氮气产品纯度，调节可靠、稳定、精度高，氮气纯度不会因为用 户用气量的大小而产生波动。
本实用新型节能中空纤维膜分离制氮机的目的是通过以下技术方案予以实现的:该系 统包括空压机组、压縮空气预处理装置、中空纤维膜分离制氮装置和氮气储罐；所述压縮 空气预处理装置包括自空气进口用管道依次连接的多级过滤器组、碳床过滤器、加热器和 过滤器并在所述多级过滤器与所述碳床过滤器之间设置有进气控制阀；所述中空纤维膜 制氮装置包括可编程控制器PLC，和用管道连接的膜组件、自动调节阀和背压阀，由所 述背压阀分出两条支路，第一条支路通过排空阀连至系统的排空口，第二条支路通过出气 电气阀、单向阀和压力开关连至系统的氮气出口；上述可编程控制器PLC分别连接采样 检测支路、中空纤维膜制氮装置中的阀体和开关。
本实用新型节能型中空纤维膜分离制氮机，其中，所述多级过滤器为二级过滤器；所 述进气控制阀为进气电磁阀或气动阀，所述进气电磁阀采用德国宝得公司的常开型二位二 通电磁阀；所述压力开关采用日本SMC公司的ISG-130-031双触点压力开关；所述可编
程控制器PLC釆用日本欧姆龙公司的CPM1A-10CDR-A型控制器；所选用的纯度自动调 节阀采用德国西门子公司的MXG461型电动针阀；所述背压阀采用美国Kimray公司的 5-280psig压力范围气体背压阀。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是由于在本实用新型中空纤维膜分离制氮
装置中采用纯度自动调节阀、背压阀，从而在可编程控制器PLC的控制下，可以实现氮 气纯度的自动调节，减轻了人员的工作量，保证了产品氮气的稳定输出。另外，通过进气 阀门和双触点压力开关的控制实现了氮气储罐的自动灌充，节约了能耗，延长了设备的使 用寿命。
附图是本实用新型中空纤维膜分离制氮机的结构示意图, 下面是说明书附图中主要部位附图标记的说明
1-
4-
10-13-
-加热器
-背压阓
-碳床过滤器
一单向阀
一过滤器
2——进气电磁阀
-纯度自动调节阀
8——出气电磁阀 11——排空电磁阀
3-6-9~
-二级过滤器组
-膜组件
-压力开关
12——PLC控制器
具体实施方式
以下结合附图和具体实例对本实用新型做进一步详细的描述。
本实用新型中空纤维膜分离制氮机是一种以空气为原料由空压机组、压縮空气预处理 装置、中空纤维膜分离制氮装置和氮气储罐组成的用以制取氮气的成套设备。该系统包括 空压机组、所述压縮空气预处理装置包括自空气进口用管道依次连接的二级过滤器组3、 碳床过滤器7、加热器1和过滤器13;并在所述二级过滤器组3与所述碳床过滤器7之间 设置有进气电磁阀2或气动阀；所述中空纤维膜制氮装置包括PLC (可编程控制器)12， 和用管道连接的膜组件6、纯度自动调节阀5和背压阀4，由所述背压阀4分出两条支路， 第一条支路通过排空电磁阀11连至系统的排空口，第二条支路通过出气电气阀8、单向 阀10和压力开关9连至系统的氮气出口；上述PLC12分别连接采样检测支路、中空纤维 膜制氮装置中的阀体和开关。为了使本系统达到更好的制氮效果，上述进气电磁阀2最好 采用德国宝得公司的常开型二位二通电磁阀，所述气动阀最好采用德国宝得公司的角座式 阀；所述压力开关9为双触点压力开关，所述双触点压力幵关为日本SMC公司的 ISG-130-031型产品；所述PLC12采用日本欧姆龙公司的CPM1A-10CDR-A型控制器； 所选用的纯度自动调节阀5采用德国西门子公司的MXG461型电动针阀；所述背压阀4 采用美国Kimray公司的5-280psig压力范围气体背压阀。
在本系统中的进行氮气纯度自动调节的工作过程是通过PLC12预设定氮气纯度值 后，系统通过PLC12和纯度自动调节阀5的自动调节，达到所设定的纯度值，如系统遇
到外部条件变化时，能够自动调整各部件随变化而变化，保证纯度参数不随外部条件的变 化而波动。其工作的基本原理是通过产品气采样检测支路，由氧传感器在线检测产品气 含氧量，并通过氧分析仪显示当时气体含氧量(即反馈当前产品气纯度值与设定值的比 较)通过PLC12向纯度自动调节阀5发出指令，当含氧量高于设定值时，纯度自动调节
阀5自动关小,这样通过纯度自动调节阀5的调节使得膜组件6获得合理的压差和流量来 达到产品气设定纯度的稳定。
本实用新型中氮气储气压力联控功能是这样实现的当氮气储罐压力大于压力开关设 定上限时，空压机组和中空纤维膜分离制氮装置自动卸载直至延时后停机；当氮气储罐压 力小于压力开关设定下限时，空压机组和中空纤维膜分离制氮装置自动启动和加载，并运 行，开始重新制氮。整个过程无需人为干预，具有自动化程度高，节省电力的优点。这样 可以达到无需人工守侯，实现自动化控制，节约人力。
使用本实用新型节能型中空纤维膜分离制氮机，前期准备工作是获得洁净的压縮空 气首先，洁净的空气经压縮机压缩后，进入空气缓冲罐，稳压后并除去大部分液态水； 其次，经过冷冻干燥机使压縮空气露点达到2 10°C;再次，通过四级高效除油过滤器(即 如附图中的二级过滤器3、碳床过滤器7和接在膜组入口的过滤器13构成)，使压縮空气 的含油量小于0.01卯m;经过以上处理后的压縮空气的含油量颗粒度达到膜组的入口要
求，洁净的压缩空气进入膜组中，实现了氮氧分离，达到生产合格氮气的目的。
尽管上面结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述,但是本实用新型并不局限 于上述的具体实施方式
，上述的实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的。本领域的普 通技术人员在本实用新型的启事下,在不脱离本实用新型的宗旨和权利要求所保护的范围 情况下，还可以做出更多形式的，这些均属于本实用新型的范围内。
权利要求1.一种节能型中空纤维膜分离制氮机，包括空压机组、压缩空气预处理装置、中空纤维膜分离制氮装置和氮气储罐；所述压缩空气预处理装置包括自空气进口用管道依次连接的多级过滤器组、碳床过滤器、加热器和过滤器；其特征在于所述多级过滤器与所述碳床过滤器之间设置有进气控制阀；所述中空纤维膜制氮装置包括可编程控制器PLC，和用管道连接的膜组件、自动调节阀和背压阀，由所述背压阀分出两条支路，第一条支路通过排空阀连至系统的排空口，第二条支路通过出气电气阀、单向阀和压力开关连至系统的氮气出口；上述可编程控制器PLC分别连接采样检测支路、中空纤维膜制氮装置中的阀体和开关。
2. 根据权利要求l所述节能型中空纤维膜分离制氮机，其特征在于所述多级过滤 器为二级过滤器。
3. 根据权利要求l所述节能型中空纤维膜分离制氮机，其特征在于所述进气控制 阔为进气电磁阀或气动阀，所述进气电磁阀采用德国宝得公司的常开型二位二通电磁阀。
4. 根据权利要求1所述节能型中空纤维膜分离制氮机，其特征在于所述压力开关 为双触点压力开关，所述双触点压力开关采用日本SMC公司的ISG-130-031型产品。
5. 根据权利要求l所述节能型中空纤维膜分离制氮机，其特征在于所述可编程控制器PLC釆用日本欧姆龙公司的CPM1A-10CDR-A型产品。
6. 根据权利要求1所述节能型中空纤维膜分离制氮机，其特征在于所述纯度自动 调节阀采用德国西门子公司的MXG461型电动针阀。
7. 根据权利要求1所述节能型中空纤维膜分离制氮机，其特征在于所述背压阀采 用美国Kimray公司的5-280psig压力范围气体背压阀。
专利摘要本实用新型公开了一种中空纤维膜分离制氮机，包括空压机组、压缩空气预处理装置、中空纤维膜分离制氮装置和氮气储罐；压缩空气预处理装置包括自空气进口用管道依次连接的多级过滤器组、碳床过滤器、加热器和过滤器；并在多级过滤器与碳床过滤器之间设置有进气控制阀；中空纤维膜制氮装置包括可编程控制器PLC，和用管道连接的膜组件、自动调节阀和背压阀，由背压阀分出两条支路，第一条支路通过排空阀连至系统的排空口，第二条支路通过出气电气阀、单向阀和压力开关连至系统的氮气出口；上述可编程控制器PLC分别连接采样检测支路、中空纤维膜制氮装置中的阀体和开关。本实用新型制氮机供气纯度没有波动，可靠性高，而且节省能耗，自动化程度高，使用寿命长。
文档编号C01B21/04GK201002974SQ20072009493
公开日2008年1月9日 申请日期2007年1月12日 优先权日2007年1月12日
发明者梁亚文, 赵之强, 高连振 申请人:天津市纽森科技有限公司