CN104445106A - 一种膜分离制氮方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种膜分离制氮方法,涉及制氮技术领域。该方法具体过程是:环境空气经空压机压缩后进入储气罐储存,经过调压阀调整压力至1.25MPa,经过一级过滤器过滤杂质后进入冷干机冷却降温除水,再经过二级、三级过滤器过滤杂质,由空气流量计测试流量后进入加热器加热至40℃~45℃,加热后的空气由进气阀进入两根中空纤维膜串联而成的膜组中,废氧通过膜放出,分离出的氮气储存在缓冲罐中,然后经氮气增压机增压至15MPa灌充至氮气瓶。优点:操作方便、出氮时间短、易实现自动化控制,分离过程不发生气体状态变化,能耗低、污染少。
Description
技术领域
本发明涉及制氮技术领域,具体是一种膜分离制氮方法。
背景技术
目前常用的制氮方法主要有低温精馏法、变压吸附法和膜分离法三种。低温精馏法首先将空气冷凝成液空,然后从液空中分离出液氮后气化成气氮,整个过程工艺要求高,出氮的时间较长,能耗比较大,一般应用于大型的氮气生产装备中;变压吸附法借助于吸附剂的吸附特性,让压缩空气通过吸附剂床层,空气中的氧分子被吸附,从吸附器出口便可得到高纯度的氮气,这种方法对吸附剂的依赖性较大,吸附剂的性能直接影响生产氮气的质量。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点,本发明提供一种膜分离制氮方法,操作方便、出氮时间短、易实现自动化控制,分离过程不发生气体状态变化,能耗低、污染少。
本发明是以如下技术方案实现的:一种膜分离制氮方法,包括通过管道顺次连接的空压机、储气罐、调压阀、一级过滤器、冷干机、二级过滤器、三级过滤器、空气流量计、加热器、进气阀、过滤膜、缓冲罐和氮气增压机;储气罐上安装有空气压力表和放空阀,缓冲罐上安装有氮气压力表,在加热器和进气阀之间的管道上安装有温度计和进口压力表;过滤膜和缓冲罐之间的管路上安装有放空阀,具体过程如下:环境空气经空压机压缩后进入储气罐储存,经过调压阀调整压力至1.25MPa,经过一级过滤器过滤杂质后进入冷干机冷却降温除水,再经过二级、三级过滤器过滤杂质,由空气流量计测试流量后进入加热器加热至40℃~45℃,加热后的空气由进气阀进入两根中空纤维膜串联而成的膜组中,废氧通过膜放出,分离出的氮气储存在缓冲罐中,然后经氮气增压机增压至15MPa灌充至氮气瓶。
其进一步是:所述的过滤膜由两根中空纤维膜串联而成。
本发明的有益效果是:本装置采用的膜分离方法,利用中空纤维膜的渗透选择性,让空气中的氧气透过膜层排空,而被阻隔在一侧的氮气得到浓聚。膜分离法装置简单、操作方便、出氮时间短、易实现自动化控制,分离过程不发生气体状态变化,能耗低、污染少。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
图1是本发明结构示意图。
图中:1、空压机,2、空气压力表,3、储气罐,4、放空阀,5、调压阀,6、一级过滤器,7、冷干机,8、二级过滤器,9、三级过滤器,10、空气流量计,11、加热器,12、温度计,13、进口压力表,14、进气阀,15、过滤膜,16、氮气压力表,17、缓冲罐,18氮气增压机。
具体实施方式
如图1所示,一种膜分离制氮方法包括通过管道顺次连接的空压机1、储气罐3、调压阀5、一级过滤器6、冷干机7、二级过滤器8、三级过滤器9、空气流量计10、加热器11、进气阀14、过滤膜15、缓冲罐17和氮气增压机23;储气罐3上安装有空气压力表2和放空阀4,缓冲罐17上安装有氮气压力表16,在加热器11和进气阀14之间的管道上安装有温度计12和进口压力表13;过滤膜15和缓冲罐17之间的管路上安装有放空阀。
本实施例中,过滤膜15由两根中空纤维膜串联而成。
工作过程:环境空气经空压机1压缩后进入储气罐3储存,经过调压阀5调整压力至1.25MPa左右(多余的气量由放空阀排出),经过一级过滤器6过滤杂质后进入冷干机7冷却降温除水,再经过二级、三级过滤器过滤杂质,由空气流量计10测试流量后进入加热器11加热至40℃~45℃。加热后的空气由进气阀14进入两根中空纤维膜串联而成的膜组中,废氧通过膜放出,分离出的氮气储存在缓冲罐17中,然后经氮气增压机18增压至15MPa灌充至氮气瓶。
工作过程中,经加热器加热后的空气温度由温度计12测量,储气罐压力由空气压力表2测量,进入中空纤维膜组空气的压力由进口压力表13测量,出中空纤维膜组氮气的压力由氮气压力表16测量。冷干机7冷却出的冷凝水由冷干机下侧的排污阀排出,一级、二级、三级过滤器过滤出的杂质定期从过滤器下侧的排污阀排出。工作过程结束后,储气罐内的空气可由其下侧的放空阀4手动放出。
Claims (2)
1.一种膜分离制氮方法,其特征在于:包括通过管道顺次连接的空压机(1)、储气罐(3)、调压阀(5)、一级过滤器(6)、冷干机(7)、二级过滤器(8)、三级过滤器(9)、空气流量计(10)、加热器(11)、进气阀(14)、过滤膜(15)、缓冲罐(17)和氮气增压机(18);储气罐(3)上安装有空气压力表(2)和放空阀(4),缓冲罐(17)上安装有氮气压力表(16),在加热器(11)和进气阀(14)之间的管道上安装有温度计(12)和进口压力表(13);过滤膜(15)和缓冲罐(17)之间的管路上安装有放空阀,具体过程如下:环境空气经空压机(1)压缩后进入储气罐(3)储存,经过调压阀(5)调整压力至1.25MPa,经过一级过滤器(6)过滤杂质后进入冷干机(7)冷却降温除水,再经过二级、三级过滤器过滤杂质,由空气流量计(10)测试流量后进入加热器(11)加热至40℃~45℃;加热后的空气由进气阀(14)进入两根中空纤维膜串联而成的膜组中,废氧通过膜放出,分离出的氮气储存在缓冲罐(17)中,然后经氮气增压机(18)增压至15MPa灌充至氮气瓶。
2. 根据权利要求1所述的一种膜分离制氮方法,其特征在于:所述的过滤膜(15)由两根中空纤维膜串联而成。
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