CN115090073A - 一种新型膜分离制氮装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型膜分离制氮装置，其特征在于包括：空压机，防爆冷干机，过滤器组件，加热器，氮气分离膜组件。所述防爆冷干机由冷媒压缩机、冷凝器、储液器、膨胀阀、蒸发热交换器、前置冷却器组成，所述防爆冷干机装置为一种风冷冷却形式的防爆型预冷回温空气干燥装置，所述冷媒压缩机为开启式活塞压缩机，所述冷凝器和前置冷却器为风冷管翅式热交换器，所述蒸发热交换器为管壳式蒸发热交换器，本发明可以解决传统矿井下膜分离制氮装置应用的局限性，只能采用循环水冷却方式对压缩空气降温干燥处理的问题，也能有效避免使用循环水冷却会引起压缩空气干燥不充分导致附带的水分损坏膜管等隐患，具有风冷冷却形式的特点。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿井下制氮装置制造技术领域，尤其是采用风冷冷却形式的防爆冷干机为压缩空气降温干燥除水的一种新型膜分离制氮装置。
背景技术
膜分离制氮装置在煤矿井下应用比较广泛，在压缩空气进入膜分离制氮装置之前需要对从空压机出来的高温压缩空气进行降温干燥除水处理，煤矿井下传统的处理方法是使用循环水冷却器对压缩空气进行降温干燥除水处理，最后进入氮气分离膜组件前还要进行升温措施，以保证制氮效率，目前市面上还没有一款针对煤矿井下应用的风冷冷却形式的膜分离制氮装置。
这种传统膜分离制氮装置存在缺点是，由于煤矿井下的环境较为恶劣且温度、湿度较高，制氮装置使用的环境较为复杂，需要使用循环水冷却器对空压机出来的高温压缩空气进行降温干燥除水处理，在应用上存在很大的局限性，且使用循环水对压缩空气进行降温干燥处理的方法效率低，会引起压缩空气干燥不充分，附带的水分也极易损坏膜管，浪费水资源，影响制氮效率。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有的技术问题，提供一种在煤矿井下应用性更强，适用更广泛的一种新型膜分离制氮装置，该制氮装置上应用的防爆冷干机是一种采用风冷冷却形式的防爆型预冷回温空气干燥装置。
所述一种新型膜分离制氮装置包括空压机，防爆冷干机，过滤器组件，加热器，氮气分离膜组件。所述空压机连接所述防爆冷干机，所述防爆冷干机连接所述过滤器组件，所述过滤器组件连接所述加热器，所述加热器连接所述氮气分离膜组件，所述氮气分离膜组件的空气出口可输出高纯度氮气。
所述防爆冷干机包括冷媒压缩机，冷凝器，储液器，膨胀阀，蒸发热交换器、前置冷却器，所述防爆冷干机设置有空气入口、空气出口和排水口。
所述压缩机为开启式活塞压缩机。
所述冷凝器和前置冷却器结构为风冷管翅式热交换器。
所述蒸发热交换器结构为管壳式热交换器。
本发明的优点在于：本发明主要体现整个制氮装置为风冷冷却形式的一种新型膜分离制氮装置，在煤矿井下适用性更强，应用更广泛，可以杜绝水资源浪费，且制氮效率更高。
附图说明
图1为本发明整体示意图；
图中：1.空压机，20.防爆冷干机，201.空气入口，202.空气出口，203.排水口，2.冷媒压缩机，3.冷凝器，4.储液器，5.膨胀阀，6.蒸发热交换器，7.前置冷却器，8.过滤器组件，9.加热器，10.氮气分离膜组件
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，但不作为本发明的限定。
如图1所示，本发明为膜分离制氮装置，空压机1连接防爆冷干机20的空气入口201，防爆冷干机20的空气出口202连接过滤器组件8，过滤器组件8连接加热器9，加热器9连接氮气分离膜组件10，所述防爆冷干机20内部还设置有排水口203。
所述防爆冷干机20包括冷媒压缩机2、冷凝器3、储液器4、膨胀阀5、蒸发器热交换器6、前置冷却器7。所述防爆冷干机20为一种风冷冷却形式的防爆型预冷回温空气干燥装置。
所述冷媒压缩机2为开启式活塞压缩机。
所述冷凝器3及前置冷却器7结构为风冷管翅式热交换器。
所述蒸发热交换器6结构为管壳式热交换器。
所述膜分离制氮装置工作时，空压机1产生的高温压缩空气需经过空气入口201进入防爆冷干机20内进行降温干燥除水处理；防爆冷干机20在工作时，冷媒压缩机2将吸入的制冷剂气体压缩，制冷剂经过压缩后，压力温度同时升高，形成高温高压的制冷剂蒸汽；高温高压的制冷剂蒸汽输送至冷凝器3，经冷凝器3冷凝液化后变为低温高压的制冷剂液体；制冷剂液体被输送至储液器4，经储液器4补液后进入膨胀阀5，经过膨胀阀5节流后变成低温低压的制冷剂液体进入蒸发热交换器6；同时空压机1产生的高温压缩空气经过防爆冷干机20的空气进口201先进入前置冷却器7进行预降温处理；预降温后的压缩空气随后进入蒸发热交换器6；在蒸发热交换器6内，低温低压的制冷剂液体吸收压缩空气的热量而汽化，压缩空气经过冷却后凝结出大量的水从排水口203排出，降温干燥后的压缩空气会在蒸发热交换器6内再次进行空气热交换回温处理，从而达到降温干燥处理压缩空气的目的；且在蒸发热交换器6内的制冷剂蒸汽会被重新吸收回到冷媒压缩机2内利用，从而实现整个防爆冷干机20的循环工作；最后降温干燥处理后的压缩空气经过防爆冷干机20的空气出口202输送到过滤器组件8内除尘除油处理，再经过加热器9进行升温，最终送入氮气分离膜组件10进行氮气分离，产生的高纯度氮气被送入用户的用气设备。
与传统的膜分离制氮装置相比，本发明体现在整个膜分离制氮装置采用的风冷冷却形式，可以杜绝水资源浪费，在煤矿井下适用性更强，应用更广泛，且对压缩空气降温干燥除水处理更充分，制氮效率更高。
以上所述为本发明的一种实施例，并非因此限制本发明的申请专利范围，凡运用本发明说明书及图示内容作出的等效结构变化均包含在本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种新型膜分离制氮装置，包括空压机(1)、防爆冷干机(20)、过滤器组件(8)、加热器(9)、氮气分离膜组件(10)，其特征在于：所述防爆冷干机(20)，包括冷媒压缩机(2)、冷凝器(3)、储液器(4)、膨胀阀(5)、蒸发热交换器(6)、前置冷却器(7)，所述防爆冷干机(20)设置有空气入口(201)、空气出口(202)、排水口(203)，所述空压机(1)连接所述防爆冷干机(20)，所述防爆冷干机(20)连接所述过滤器组件(8)，所述过滤器组件(8)连接所述加热器(9)，所述加热器(9)连接所述氮气分离膜组件(10)。
2.根据权利要求1所述的一种新型膜分离制氮装置，其特征在于：所述防爆冷干机(20)为一种风冷冷却形式的防爆型预冷回温空气干燥装置。
3.根据权利要求1所述的一种新型膜分离制氮装置，其特征在于：所述冷媒压缩机(2)为开启式活塞压缩机。
4.根据权利要求1所述的一种新型膜分离制氮装置，其特征在于：所述冷凝器(3)及前置冷却器(7)结构为风冷管翅式热交换器。
5.根据权利要求1所述的一种新型膜分离制氮装置，其特征在于：所述蒸发热交换器(6)结构为管壳式热交换器。
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| CN115090073A true CN115090073A (zh) | 2022-09-23 |
Family
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Family Applications (1)
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| CN202210734282.2A Pending CN115090073A (zh) | 2022-06-27 | 2022-06-27 | 一种新型膜分离制氮装置 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN115090073A (zh) |
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2022
- 2022-06-27 CN CN202210734282.2A patent/CN115090073A/zh active Pending
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