CN201404773Y - 膜组测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种膜组测试装置，包括前端供气设备、膜组测量单元和膜组组装单元，膜组测量单元包括设备元件安装组架、空气处理系统、空气流量测量系统、氮气流量测量系统、采样检测与纯度控制系统、系统温度控制、系统压力控制及保护环节系统、进气量调节放空消声系统、废气放空消声系统、电气控制系统，膜组组装单元包括膜组安装组架、测量膜组、膜组进气汇管、膜组排气汇管、膜组选择阀门、膜组连接软管。本实用新型能够实现单根、多根膜组的测量，能够实现不同型号的膜组的测量，测量技术可靠，测量压力范围和测量流量范大，检测控制过程自动化，操作简便，测量结果精确全面。

Description

膜组测试装置

技术领域

本实用新型属于膜分离制氮技术领域，特别是涉及一种膜组测试装置，可以测试单根、多根中空纤维膜组的气体分离制氮性能参数。

背景技术

中空纤维膜分离制氮技术是在二十世纪中期发展起来的一种高新技术，近二、三十年来，在世界上得到了飞速的发展，在不同领域有着广泛的应用。膜分离制氮技术正在为人类带来巨大的利益。膜分离制氮技术正是基于中空纤维膜组对某些气体组分具有选择性渗透和扩散的特性原理来实现氮氧分离，制造生产氮气产品。在膜分离制氮设备中，膜组是核心部件，膜组的性能参数指标体现了整体设备的性能。现有技术在膜组安装使用于膜分离设备时，一般根据膜组生产厂家提供的有限压力范围的相关性能参数和小型单根低压测试设备选用膜组的型号和数量，但在实际使用中发现每根膜组的性能参数存在差异，膜组组合使用时的性能参数也不是简单的数量叠加，即膜组组合实际的实用性能指标会与单根膜组性能指标出现差异。因此在膜组的实际使用前，需要对膜组进行相关性能参数的测试，根据每个或多个膜组的性能参数指标选用膜组组合，组装成膜分离设备，使每台膜分离设备中的膜组的利用效率最佳。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是提供一种能够实现单根、多根膜组的测量，能够实现不同型号的膜组的测量，测量技术可靠，测量压力范围和测量流量范大，检测控制过程自动化，操作简便，测量结果精确全面的膜组测试装置。

为解决上述技术问题，本实用新型的膜组测试装置，包括前端供气设备、膜组测量单元和膜组组装单元，所述膜组测量单元包括设备元件安装组架、空气处理系统、空气流量测量系统、氮气流量测量系统、采样检测与纯度控制系统、系统温度控制、系统压力控制及保护环节系统、进气量调节放空消声系统、废气放空消声系统、电气控制系统，所述膜组组装单元包括膜组安装组架、测量膜组、膜组进气汇管、膜组排气汇管、膜组选择阀门、膜组连接软管，所述前端供气设备、膜组测量单元和膜组组装单元通过连接软管连接，所述电气控制系统里加入PLC，所述膜组安装组架为多种膜组组合安装架，所述膜组进气汇管、膜组排气汇管连接多根膜组。

为了提供不同的压力范围，所述前端供气设备包括空压机、空气缓冲罐和冷干机。

采用这样的结构后，由于采用PLC(可编程序控制器)以PID(比例积分)控制方式进行产气纯度的自动控制，从而纯度自动控制使系统具备实时自检功能，能实现氮气纯度在90％～99.9％之间连续的自动调节控制。由PLC通过温度传感器获得气体温度，通过压力传感器获得气体压力，使得电气控制箱上设有触摸液晶屏直观显示测试膜组的空气流量、氮气流量、氮气纯度、压力、温度等，实现膜组性能参数的测量。由于所述膜组安装组架为多种膜组组合安装架，该套膜组测试装置使用时可以实现膜组多种组合方式的测量，由于所述膜组进气汇管、膜组排气汇管连接多根膜组，可以在测试时组合使用。

由于前端供气设备的配套使用，由前端供气设施提供压缩空气，膜组测试装置与提供压缩空气的气管路接头用软管相连接后运行，可以完成膜组的纯度、流量等相关性能参数的测试，从而可实现不同膜组组合的测量。

采用上述结构的膜组测试装置的可以实现以下测试范围与检测参数：

表一：膜组测量组合形式(膜组1/膜组2/膜组3)

	组合形式
		测量膜组组合1	1根膜组1
测量膜组组合2	2根膜组1
		测量膜组组合3	2根膜组1+1根膜组3
测量膜组组合4	3根膜组2+2根膜组3
		测量膜组组合5	3根膜组3+2根膜组2

表二：膜组测量参数范围

	压力bar	温度℃	氮气纯度％	空气流量NM3/h	氮气流NM3/h	精度
							数值	16-22	25-45	90-99.9	600-1650	80-750	1.5级

附图说明

图1是膜组测试装置与前端设备连接示意图。

图2是膜组测试装置测量原理框图。

图3是膜组测试装置膜组组装单元结构示意图。

图中编号说明：

空压机1、空气缓冲罐2、冷干机3、膜组测量单元4、膜组组装单元5、膜组安装组架6、膜组进气汇管7、膜组排气汇管8、多根膜组9、10、11。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1和图2所示，使用膜组测试装置时，先启动前端配套供气设备，包括空压机1，空气缓冲罐2，冷干机3，来自前端供气设施提供的压力露点温度为3-10℃的压缩空气进入膜组测量单元4，先经过空气除水罐除水后进入空气流量测量系统进行空气流量测量，并将测量值传输到PLC控制系统，由安装在电气控制箱上触摸液晶屏显示测试数据。然后压缩空气进入空气处理系统过滤进行除油除水的净化处理，经过空气加热器进行升温，使压缩空气的纯净度、温度均达到膜组进气的技术指标要求后通过连接软管进入膜组组装单元中的测量膜组进行氮氧分离。

该装置在测量膜组出口管路上设有取样检测、纯度控制、温度控制及系统保护系统，通过氧分析仪连续在线监测产品气中的氧含量，并把氧气含量信号输入PLC。PLC根据设定值比较后驱动纯度调节阀调节氮气流量以保证产品氮气的纯度，当纯度达到设定测量值后PLC给出信号，使电动三通阀打开输送氮气并进入安装在氮气管路上的氮气流量测量系统进行氮气流量测量，并将测量值传输到PLC控制系统，由安装在电气控制箱上触摸液晶屏显示测试数据。当氮气纯度调节测试达不到设定测量值时，PLC给出信号使电动三通阀废气排放口打开，进入氮气放空消声系统排空。

该测量装置路系统中空气进口、膜组进出口管路还设有温度控制和压力控制，可以保护膜组和设备安全，可以实现膜组在不同温度与压力下的纯度、气体流量、分离效率的测量，所有测试数据均可精确显示在安装在电器控制箱上的触摸液晶屏上。

如图3所示，膜组组装单元5中的膜组安装组架6为多种膜组组合安装架，可以实现表一中膜组组合的安装形式，膜组进气汇管7、膜组排气汇管8均为可以连接多根膜组9、10、11的形式，便于测试时组合使用，从而该套膜组测试装置使用时可以实现膜组多种组合方式的测量。膜组测量单元管道、气体流量计量设施等选用适合的范围产品，同时在测试装置空气进口设有空气调节放空消声系统，来满足测试不同膜组组合时气体测试的需要。

Claims (2)

1.一种膜组测试装置，包括前端供气设备、膜组测量单元和膜组组装单元，所述膜组测量单元包括设备元件安装组架、空气处理系统、空气流量测量系统、氮气流量测量系统、采样检测与纯度控制系统、系统温度控制、系统压力控制及保护环节系统、进气量调节放空消声系统、废气放空消声系统、电气控制系统，所述膜组组装单元包括膜组安装组架、测量膜组、膜组进气汇管、膜组排气汇管、膜组选择阀门、膜组连接软管，所述前端供气设备、膜组测量单元和膜组组装单元通过连接软管连接，所述电气控制系统里加入PLC，所述膜组安装组架为多种膜组组合安装架，所述膜组进气汇管、膜组排气汇管连接多根膜组。

2.根据权利要求1所述的一种膜组测试装置，其特征在于：所述前端供气设备包括空压机、空气缓冲罐和冷干机。