CN100410168C - 一种高效膜分离制氧机 - Google Patents

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本发明公开了一种用于工业锅炉或工业炉窑增氧燃烧用的高效膜分离制氧机，它包括箱体底座(1)、外箱体(9)，其特点是在外箱体(9)上设空气过滤器(2)、自动控制柜(10)、左门、右门和富氧出口(8)，空气过滤器(2)、通风机(3)、膜分离装置(4)、水环式真空泵(5)、汽水分离器(6)、富氧稳压罐与富氧出口(8)依次连接，自动控制柜(10)上的仪表与自动控制系统的传感器连接，自动控制系统的电脑集成芯片的输入端与传感器连接，其输出端与通风机(3)、水环式真空泵(5)的自动控制连接，该高效膜分离制氧机是以自然界空气为原料经膜分离得到浓度为28%-40%富氧空气，是一种安装简单、结构紧凑、占地面积小、能随着炉窑负荷变化自动调整、耗能低、无任何污染的膜分离制氧机。

Description

一种高效膜分离制氧机
技术领域：
本发明涉及工业炉燃烧技术领域，具体地讲是一种用于工业锅炉或工业炉窑增氧燃烧用的高效膜分离制氧机。
背景技术：
目前，常用的空气分离制氧方法有三种：深冷法、变压吸附分离法(分子筛法)、膜分离法。深冷法制氧优点是：可获得99.6％的高纯度氧气；缺点是设备投资大、启动时间长。变压吸附分离法制氧可获得浓度为93％的氧气，但存在耗能高、噪音大等缺点。膜分离制氧优点是无相变、能耗低、操作方便、启动十分钟即可产生氧气、设备造价低；但还存在不能随着负荷变化而自动调整，耗能较高等问题。
发明内容：
本发明的目的是克服上述已有技术的不足，而提供一种高效膜分离制氧机，主要解决了现有的工业锅炉或工业炉窑燃烧时采用的普通空气助燃热效率低、浪费能源，采用膜分离制氧燃烧时不能随着负荷变化而能自动调整、耗能较高等问题。
为了达到上述目的，本发明是这样实现的：一种高效膜分离制氧机，它包括箱体底座1，在箱体底座1上设外箱体9，其特殊之处在于在外箱体9上设空气过滤器2、自动控制柜10、左门、右门和富氧出口8，外箱体9上的空气过滤器2与外箱体9内的通风机3连接，通风机3通过排气管道11与分气罩26连接，分气罩26与膜分离装置4固定连接，膜分离装置4的富氧出口24与集气管28连接，集气管28与水环式真空泵5的真空泵进气管道25连接，水环式真空泵5的真空泵出口管道12与汽水分离器6连接，汽水分离器6通过富氧稳压进气管道13与富氧稳压罐7连接，富氧稳压罐7与外箱体9上的富氧出口8连接，自动控制柜10上的仪表与自动控制系统的炉窑炉膛温度传感器、炉膛负压传感器、炉膛出口温度传感器、烟气检测传感器、蒸汽压力传感器、炉膛空气过剩系数传感器连接，自动控制系统包括电脑集成芯片，电脑集成芯片的输入端分别与炉窑炉膛温度传感器、炉膛负压传感器、炉膛出口温度传感器、烟气检测传感器、蒸汽压力传感器、炉膛空气过剩系数传感器连接，其输出端与通风机3、水环式真空泵5的自动控制连接。
本发明的一种高效膜分离制氧机，其所述的膜分离装置4由多个膜组件27组成，膜组件27的一端设封头23，封头23与富氧出口24连接，膜组件27由多个膜元件16组成，膜元件16由膜板21和分离膜20组成，膜板21上设富氧出口17和富氧孔19，在膜板21的上下两面分别粘贴分离膜20，形成膜元件16，膜分离装置4的富氧浓度为28％-40％，氧流量范围为25m3/h-15000m3/h。
本发明的一种高效膜分离制氧机，其所述的通风机3采用变频可调速的，通过自动控制系统可以随着炉窑负荷变化自动调整转速，调节空气量。
本发明的一种高效膜分离制氧机，其所述的水环式真空泵5采用变频可调速的，通过自动控制系统可以随着炉窑负荷变化自动调整转速，调节富氧流量。
本发明所述的一种高效膜分离制氧机与已有技术相比具有突出的实质性特点和显著进步：1、采用本发明的制氧机燃烧，是以自然界空气为原料经膜分离得到浓度为28％-40％富氧空气，节能率可达5％-20％；2、采用自动控制系统可以随着炉窑负荷变化自动调整转速，调节富氧流量；3、膜分离装置采用模块化、快组装形式，安装简单、结构紧凑、占地面积小，节约空间、耗能低、无任何污染。
附图说明：
图1为本发明的主视图；
图2为本发明的俯视图；
图3为本发明的左视图；
图4为图3的A向视图；
图5为本发明的膜元件图；
图6为本发明的膜组件图；
图7为本发明的膜分离装置主视图；
图8为本发明的膜分离装置俯视图。
具体实施方式：
为了更好地理解与实施，下面结合附图给出具体实施例详细说明本发明一种高效膜分离制氧机。
实施例1，参见图1、2、3、4、5、6、7、8，加工制成箱体底座1和外箱体9，将外箱体9固定安装在箱体底座1上，在外箱体9上安装空气过滤器2、自动控制柜10，在外箱体9上开设左门、右门和富氧出口8，左门、右门可用于检修时进出，空气过滤器2与外箱体9内的通风机3连接，通风机3采用变频可调速的，通风机3通过排气管道11与分气罩26连接，分气罩26与膜分离装置4固定连接，膜分离装置4由多个膜组件27组成，膜组件27的一端安装封头23，封头23与富氧出口24连接，膜组件27由多个膜元件16组成，膜元件16由膜板21和分离膜20组成，膜板21上有富氧出口17和富氧孔19，在膜板21的上下两面分别粘贴分离膜20，形成膜元件16，膜分离装置4的富氧浓度为28％-40％，氧流量范围为25m3/h-15000m3/h；膜分离装置4的富氧出口24与集气管28连接，集气管28与水环式真空泵5的真空泵进气管道25连接，水环式真空泵5采用变频可调速的，水环式真空泵5的真空泵出口管道12与汽水分离器6连接，汽水分离器6通过富氧稳压进气管道13与富氧稳压罐7连接，富氧稳压罐7与外箱体9上的富氧出口8连接，自动控制柜10上的仪表与自动控制系统的炉窑炉膛温度传感器、炉膛负压传感器、炉膛出口温度传感器、烟气检测传感器、蒸汽压力传感器、炉膛空气过剩系数传感器连接，自动控制系统包括电脑集成芯片，电脑集成芯片的输入端分别与炉窑炉膛温度传感器、炉膛负压传感器、炉膛出口温度传感器、烟气检测传感器、蒸汽压力传感器、炉膛空气过剩系数传感器连接，其输出端与通风机3、水环式真空泵5的自动控制连接。
本发明所述的一种高效膜分离制氧机，工作原理和过程如下：膜法分离制氧是利用空气中各组分透过膜时的渗透速率不同，在压力差驱动下使空气中的氧气优先通过膜得到富氧空气。
本发明所述的一种高效膜分离制氧机，其入口端接空气过滤器，过滤净化后的清洁空气被吸入通风机内，高速运转的通风机将空气压入膜分离装置，经过膜分离装置内膜组件将渗透速度较快的氧气过滤出，形成富氧空气，并由水环式真空泵抽出，因为水环式真空泵采用液态水作为密封液，所以富氧空气中含有大量水汽，经汽水分离器分离得到较为干燥的富氧空气，干燥的富氧空气将被存储在富氧稳压罐中，从富氧出口输出的富氧空气可经预热装置预热经富氧喷嘴喷进锅炉炉膛内进行富氧燃烧。其自动控制系统主要为一块电脑集成芯片，它的输入端分别是炉窑炉膛温度传感器、炉膛负压传感器、炉膛出口温度传感器、烟气检测传感器、蒸汽压力传感器、炉膛空气过剩系数传感器，集成芯片从输入端得到的信号与变频调速通风机、变频调速水环式真空泵信号比较，信号从输出端输出控制变频调速通风机、变频调速水环式真空泵的变频调速装置，调节空气量和富氧空气量的大小。
本发明的一种高效膜分离制氧机，还可用于医疗保健、水产养殖等领域。

Claims (4)

1. 一种高效膜分离制氧机，它包括箱体底座(1)，在箱体底座(1)上设外箱体(9)，其特征在于在外箱体(9)上设空气过滤器(2)、自动控制柜(10)、左门、右门和富氧出口(8)，外箱体(9)上的空气过滤器(2)与外箱体(9)内的通风机(3)连接，通风机(3)通过排气管道(11)与分气罩(26)连接，分气罩(26)与膜分离装置(4)固定连接，膜分离装置(4)的富氧出口(24)与集气管(28)连接，集气管(28)与水环式真空泵(5)的真空泵进气管道(25)连接，水环式真空泵(5)的真空泵出口管道(12)与汽水分离器(6)连接，汽水分离器(6)通过富氧稳压进气管道(13)与富氧稳压罐(7)连接，富氧稳压罐(7)与外箱体(9)上的富氧出口(8)连接，自动控制柜(10)上的仪表与自动控制系统的炉窑炉膛温度传感器、炉膛负压传感器、炉膛出口温度传感器、烟气检测传感器、蒸汽压力传感器、炉膛空气过剩系数传感器连接，自动控制系统包括电脑集成芯片，电脑集成芯片的输入端分别与炉窑炉膛温度传感器、炉膛负压传感器、炉膛出口温度传感器、烟气检测传感器、蒸汽压力传感器、炉膛空气过剩系数传感器连接，其输出端与通风机(3)、水环式真空泵(5)的自动控制连接。
2. 根据权利要求1所述的一种高效膜分离制氧机，其特征在于所述的膜分离装置(4)由多个膜组件(27)组成，膜组件(27)的一端设封头(23)，封头(23)与富氧出口(24)连接，膜组件(27)由多个膜元件(16)组成，膜元件(16)由膜板(21)和分离膜(20)组成，膜板(21)上设富氧出口(17)和富氧孔(19)，在膜板(21)的上下两面分别粘贴分离膜(20)。
3. 根据权利要求1所述的一种高效膜分离制氧机，其特征在于所述的通风机(3)采用变频可调速的。
4. 根据权利要求1所述的一种高效膜分离制氧机，其特征在于所述的水环式真空泵(5)采用变频可调速的。
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