一种带能量回收的膜富氧气体站装置的制作方法

本发明涉及气体能量回收，尤其涉及一种带能量回收的膜富氧气体站装置。

背景技术：

1、气体膜分离技术是一种利用半透膜实现气体混合物分离的先进技术。该技术基于不同气体在半透膜上的溶解和扩散系数差异，从而实现选择性分离。在气体膜分离过程中，气体在压力差的作用下通过半透膜时，优先透过半透膜的气体为快气，被滞留的气体为慢气。由于快气和慢气的透过率不同，透过膜的气体混合物中各组分的比例发生变化，从而实现混合物的分离。气体膜分离技术具有高效、节能、环保等优点，被广泛应用于氢气、氮气、氧气、二氧化碳等气体的分离，以及工业尾气的处理和有害气体的治理等领域。

2、现有富氧气体站中，经富氧膜分离得到的带压富氮气体通常被直接排入大气中，富氮气体的能量没有得到有效的回收使用，造成了富氮气体利用效率低、动能浪费的情况。

技术实现思路

1、发明目的：本发明的目的是提供一种既能充分利用带压富氮气体又能提高富氧气体制取量的带能量回收的膜富氧气体站装置。

2、技术方案：为了实现上述发明目的，本发明的一种带能量回收的膜富氧气体站装置，包括第一压缩空气管路(101)、富氧气体管路(102)及第一富氮气体管路(103)，

3、所述第一压缩空气管路(101)上依次连接有第一压缩机(4)、第二压缩机(6)及膜富氧撬装装置(7)；

4、所述富氧气体管路(102)与所述膜富氧撬装装置(7)的富氧输出端连接；

5、所述第一富氮气体管路(103)与所述膜富氧撬装装置(7)的富氮输出端连接，所述第一富氮气体管路(103)上设有透平膨胀机(10)，所述透平膨胀机(10)通过传动轴(11)与所述第二压缩机(6)连接。

6、进一步地，所述第一压缩空气管路(101)上还设有过滤器(2)、干燥机(5)，所述过滤器(2)与所述第一压缩机(4)连接，所述干燥机(5)分别与所述第一压缩机(4)和所述第二压缩机(6)连接。

7、更进一步地，所述过滤器(2)与所述第一压缩机(4)之间设有一个或多个第一调节阀(301)。

8、更进一步地，所述干燥机(5)与所述第一压缩机(4)之间设有一个或多个第二调节阀(302)。

9、更进一步地，所述第二压缩机(6)与所述膜富氧撬装装置(7)之间设有一个或多个第三调节阀(303)。

10、更进一步地，所述膜富氧撬装装置(7)与所述透平膨胀机(10)之间设有一个或多个第四调节阀(304)。

11、进一步地，第一富氮气体管路(103)在所述第四调节阀(304)和所述膜富氧撬装装置(7)之间连接有第二富氮气体管路(104)。

12、更进一步地，所述第二富氮气体管路(104)上设有一个或多个第五调节阀(305)。

13、进一步地，所述第一压缩空气管路(101)在所述干燥机(5)与所述第二压缩机(6)之间连接有第二压缩空气管路(105)。

14、更进一步地，所述第二压缩空气管路(105)上沿气体流出方向依次设有一个或多个第六调节阀(306)、旁通阀组(8)及压缩气体储罐(9)。

15、有益效果：本发明的有益之处在于，在富氧气体站中，压缩空气经膜富氧撬装装置进行膜分离得到的富氮气体，既可以用于制取纯氮气体或与压缩空气掺混使用，还可以通过透平膨胀机进行绝热膨胀对外做功消耗富氮气体本身的内能，压缩空气在相同气量条件下，通过对富氮气体内能的回收利用可以产出更多的富氧气体，从而进一步的提高富氧气体站的综合效率。

16、本发明的有益之处在于，当第二压缩空气管路中阀门故障时或需要更换时，通过旁通阀组的设置，可以把主管道阀门关闭，打开旁通阀组中的另一个阀门让压缩空气继续流通，可以实现互为备份切换使用以方便设备维护或更换备件，也可以在第二压缩空气管路负荷要求高时同时使用，保证了气体站整体的安全、可靠度。

技术特征：

1.一种带能量回收的膜富氧气体站装置，其特征在于，包括第一压缩空气管路(101)、富氧气体管路(102)及第一富氮气体管路(103)，

2.根据权利要求1所述的带能量回收的膜富氧气体站装置，其特征在于，所述第一压缩空气管路(101)上还设有过滤器(2)、干燥机(5)，所述过滤器(2)与所述第一压缩机(4)连接，所述干燥机(5)分别与所述第一压缩机(4)和所述第二压缩机(6)连接。

3.根据权利要求2所述的带能量回收的膜富氧气体站装置，其特征在于，所述过滤器(2)与所述第一压缩机(4)之间设有一个或多个第一调节阀(301)。

4.根据权利要求2所述的带能量回收的膜富氧气体站装置，其特征在于，所述干燥机(5)与所述第一压缩机(4)之间设有一个或多个第二调节阀(302)。

5.根据权利要求2所述的带能量回收的膜富氧气体站装置，其特征在于，所述第二压缩机(6)与所述膜富氧撬装装置(7)之间设有一个或多个第三调节阀(303)。

6.根据权利要求1所述的带能量回收的膜富氧气体站装置，其特征在于，所述膜富氧撬装装置(7)与所述透平膨胀机(10)之间设有一个或多个第四调节阀(304)。

7.根据权利要求6所述的带能量回收的膜富氧气体站装置，其特征在于，第一富氮气体管路(103)在所述第四调节阀(304)和所述膜富氧撬装装置(7)之间连接有第二富氮气体管路(104)。

8.根据权利要求7所述的带能量回收的膜富氧气体站装置，其特征在于，所述第二富氮气体管路(104)上设有一个或多个第五调节阀(305)。

9.根据权利要求2所述的带能量回收的膜富氧气体站装置，其特征在于，所述第一压缩空气管路(101)在所述干燥机(5)与所述第二压缩机(6)之间连接有第二压缩空气管路(105)。

10.根据权利要求9所述的带能量回收的膜富氧气体站装置，其特征在于，所述第二压缩空气管路(105)上沿气体流出方向依次设有一个或多个第六调节阀(306)、旁通阀组(8)及压缩气体储罐(9)。

技术总结
本发明公开了一种带能量回收的膜富氧气体站装置，包括第一压缩空气管路、富氧气体管路及第一富氮气体管路，第一压缩空气管路上依次连接有第一压缩机、第二压缩机及膜富氧撬装装置；富氧气体管路与膜富氧撬装装置的富氧输出端连接；第一富氮气体管路与膜富氧撬装装置的富氮输出端连接，第一富氮气体管路上设有透平膨胀机，透平膨胀机通过传动轴与第二压缩机连接。制得的富氮气体既可以用于制取纯氮气体或与压缩空气掺混使用，还可以通过透平膨胀机进行绝热膨胀对外做功消耗富氮气体本身的内能，同时通过对富氮气体内能的回收利用产出更多的富氧气体，从而进一步的提高富氧气体站的综合效率。

技术研发人员：杨华波,郁辉球,沈天昱,李创,单宝明,唐萌,贺海浪
受保护的技术使用者：杭州哲达科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17