一种膜分离制氮装置的制作方法

本实用新型涉及制氮装置技术领域，更具体地说是涉及一种膜分离制氮装置。

背景技术：

氮气的密度比空气小，化学性质不活泼，常温下很难与其他物质发生反应，化学性质稳定，广泛应用于各种领域。现有制氮方法主要有3类：深冷空分制氮、变压吸附制氮和膜分离制氮，其中，膜分离制氮方法由于渗透扩散气体分离的原理，具有制氮流程更为简单、开机速度快和占地面积更小等优点，但是由于分离的膜组件价格相对较高，压缩空气中的微小杂质容易造成膜组件的损伤。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足之处，本实用新型提供了一种膜分离制氮装置，用于解决如何提供一种改善各部件使用寿命、降低气体分离复杂程度和提高制氮效率的膜分离制氮装置。

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：

一种膜分离制氮装置，包括空压系统、净化系统和膜分离系统，所述空压系统包括用于压缩空气的压缩机和用于冷却压缩空气的冷却器，所述冷却器通过管道与所述压缩机的排气口连接，所述净化系统通过管道与所述冷却器的排气口连接，所述净化系统包括用于干燥冷却空气的气液分离器、用于初滤干燥空气的一级颗粒过滤器、用于除油的油雾分离器和用于精滤的二级颗粒过滤器，所述膜分离系统通过管道与所述二级颗粒过滤器连接，所述膜分离系统包括氮气出口和放空出口。

优选地，所述膜分离系统设有氮气缓冲罐，所述氮气缓冲罐安装有氮气压力表。

优选地，所述膜分离系统由4组膜组件并联而成。

优选地，所述膜组件与氮气出口之间设有背压阀、减压阀和氮气流量计，所述背压阀、所述减压阀与所述氮气流量计依次连接。

优选地，所述冷却器、所述气液分离器、所述一级颗粒过滤器、所述雾分离器与所述二级颗粒过滤器的底端均连接有排污出口管。

本实用新型的有益效果为：

1)经过冷却器冷却的压缩气体首先进入气液分离器进行干燥，减少压缩气体中的水份对其他部件的侵蚀，提高其他部件的使用寿命；

2)干燥后的压缩气体先经一级颗粒过滤器初步去除颗粒杂质、后经油雾分离器除油、再经二级颗粒过滤器精滤去除颗粒杂质，不仅有效去除气体中的杂质，降低后续氮气分离的复杂程度，也减少杂质对膜组件的损伤，多方面提高制氮效率；

3)在膜组件未完全工作时，背压阀阻止制氮装置中未分离的气体进入氮气出口，避免未分离的气体进入氮气出口降低制氮的纯度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型保护的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件如下：

1-压缩机，2-冷却器，3-气液分离器，4-一级颗粒过滤器，5-油雾分离器，6-二级颗粒过滤器，7-膜组件，8-氮气出口，9-放空出口，10-氮气缓冲罐，11-背压阀，12-减压阀，13-氮气流量计，14-排污出口管。

具体实施方式

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种膜分离制氮装置，包括空压系统、净化系统和膜分离系统，空压系统包括用于压缩空气的压缩机1和用于冷却压缩空气的冷却器2，冷却器2通过管道与压缩机1的排气口连接，净化系统通过管道与冷却器2的排气口连接，净化系统包括用于干燥冷却空气的气液分离器3、用于初滤干燥空气的一级颗粒过滤器4、用于除油的油雾分离器5和用于精滤的二级颗粒过滤器6，膜分离系统通过管道与二级颗粒过滤器6连接，膜分离系统包括膜组件7、氮气出口8和放空出口9。经过压缩机1压缩后的空气在冷却器2中冷却，从冷却器2排气口出来的气体依次经过气液分离器3、一级颗粒过滤器4、油雾分离器5和二级颗粒过滤器6，气液分离器3首先对气体进行干燥，减少气体中的水份对其他部件的侵蚀，提高其他部件的使用寿命，干燥后的气体先经一级颗粒过滤器4初步去除颗粒杂质、后经油雾分离器5除油、再经二级颗粒过滤器6精滤去除颗粒杂质，不仅有效去除气体中的杂质，降低后续氮气分离的复杂程度，也减少杂质对膜组件7的损伤，多方面提高制氮效率；经过膜组件7分离后，水、二氧化碳和氧气等从放空出口9放出，氮气从氮气出口8放出。

其中，膜分离系统设有氮气缓冲罐10，氮气缓冲罐10安装有氮气压力表。氮气缓冲罐10用于缓存经膜组件7分离的氮气。

其中，膜分离系统由4组膜组件7并联而成，提高分离、制备氮气的效率。

其中，膜组件7与氮气出口8之间设有背压阀11、减压阀12和氮气流量计13，背压阀11、减压阀12与氮气流量计13依次连接。在膜组件7未完全工作时，背压阀11阻止未分离的气体进入氮气出口8，避免未分离的气体进入氮气出口8降低制氮的纯度。

其中，冷却器2、气液分离器3、一级颗粒过滤器4、油雾分离器5与二级颗粒过滤器6的底端均连接有排污出口管14。

本实用新型的工作原理：膜分离制氮装置刚开始运转，背压阀11阻止未分离的气体进入氮气出口8，经过压缩机1压缩后的空气在冷却器2中冷却，从冷却器2排气口出来的气体依次经过气液分离器3、一级颗粒过滤器4、油雾分离器5和二级颗粒过滤器6，去除水分、初步去除颗粒杂质、除油和精滤去除颗粒杂质的气体进入膜组件7，经过膜组件7分离后，水、二氧化碳和氧气等从放空出口9放出，氮气从氮气出口8进入氮气缓冲罐10。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

技术特征：

1.一种膜分离制氮装置，其特征在于：包括空压系统、净化系统和膜分离系统，所述空压系统包括用于压缩空气的压缩机(1)和用于冷却压缩空气的冷却器(2)，所述冷却器(2)通过管道与所述压缩机(1)的排气口连接，所述净化系统通过管道与所述冷却器(2)的排气口连接，所述净化系统包括用于干燥冷却空气的气液分离器(3)、用于初滤干燥空气的一级颗粒过滤器(4)、用于除油的油雾分离器(5)和用于精滤的二级颗粒过滤器(6)，所述膜分离系统通过管道与所述二级颗粒过滤器(6)连接，所述膜分离系统包括膜组件(7)、氮气出口(8)和放空出口(9)。

2.根据权利要求1所述的膜分离制氮装置，其特征在于：所述膜分离系统设有氮气缓冲罐(10)，所述氮气缓冲罐(10)安装有氮气压力表。

3.根据权利要求1所述的膜分离制氮装置，其特征在于：所述膜分离系统由4组膜组件(7)并联而成。

4.根据权利要求3所述的膜分离制氮装置，其特征在于：所述膜组件(7)与氮气出口(8)之间设有背压阀(11)、减压阀(12)和氮气流量计(13)，所述背压阀(11)、所述减压阀(12)与所述氮气流量计(13)依次连接。

5.根据权利要求1所述的膜分离制氮装置，其特征在于：所述冷却器(2)、所述气液分离器(3)、所述一级颗粒过滤器(4)、所述油雾分离器(5)与所述二级颗粒过滤器(6)的底端均连接有排污出口管(14)。

技术总结
本实用新型涉及制氮装置技术领域，更具体地说是涉及一种膜分离制氮装置，包括空压系统、净化系统和膜分离系统，空压系统包括用于压缩空气的压缩机和用于冷却压缩空气的冷却器，冷却器通过管道与压缩机的排气口连接，净化系统包括用于干燥冷却空气的气液分离器、用于初滤干燥空气的一级颗粒过滤器、用于除油的油雾分离器和用于精滤的二级颗粒过滤器，膜分离系统通过管道与二级颗粒过滤器连接，膜分离系统包括氮气出口和放空出口；本实用新型通过气液分离器先对压缩空气进行干燥，减少水份对其他部件的侵蚀，改善各部件使用寿命，通过净化系统有效去除气体中的杂质，降低气体分离复杂程度和提高制氮效率。

技术研发人员：郭会军;杨辉;张玉学;陈阳
受保护的技术使用者：安徽中科皖能科技有限公司
技术研发日：2019.11.19
技术公布日：2020.10.02