CN209702305U

CN209702305U - 一种高效膜法制氧、制氮两用装置

Info

Publication number: CN209702305U
Application number: CN201920151575.1U
Authority: CN
Inventors: 姜天峰; 姜政华; 卢健友
Original assignee: Shandong Qianshangyuan Environmental Protection Technology Co Ltd
Current assignee: Shandong Qianshangyuan Environmental Protection Technology Co Ltd
Priority date: 2019-01-29
Filing date: 2019-01-29
Publication date: 2019-11-29
Anticipated expiration: 2029-01-29

Abstract

本实用新型公开了一种高效膜法制氧、制氮两用装置，包括底座和外壳，其特点是，所述的底座上设支架、真空泵、汽水分离器和折板式除湿器；在支架上设集成化膜组件，上设富氧出口和氮气出口；所述的折板式除湿器和集成化膜组件上分别连接富氧出气管路和富氧吸气连接管路；所述的底座外设自洁式空气过滤器，连接离心通风机，自洁式空气过滤器上设自洁式集箱、空气滤筒和高效板式空气过滤器；外壳外设高低压控制柜和变频装置，采用微电脑控制；是以自然界空气为原料经膜分离得到浓度为29±2%富氧空气，氧流量范围为12000m³/h~24000m³/h；燃烧设备节能率可达5％‑20％，在供富氧的前提下同时可供氮气，氮气量范围为84000m³/h‑168000m³/h，氮气浓度95%。

Description

一种高效膜法制氧、制氮两用装置

技术领域：

本实用新型涉及工业炉燃烧技术领域，具体地讲是一种高效膜法制氧、制氮两用装置；用于工业锅炉、电站锅炉或工业炉窑增氧燃烧的高效膜分离大型制氧装置，同时可供氮气。

背景技术：

膜法制氧、富氧燃烧技术在是新兴行业，全国工业炉窑有70余万台（其中水泥回转炉窑1500余台）工业锅炉有50余万台，电站锅炉有2万5千余台（中小型电站锅炉7千余台）；99.9%都是采用空气助燃；因空气中氧浓度只有21%，燃料燃烧不充分，造成能源浪费，排放污染严重；采用30%的富氧助燃强化燃烧，提高燃烧效率，可节约约10-15%燃料，降低二氧化碳、氮氧化物等大气排放污染物；富氧行业有万亿元的市场。

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）和膜分离法；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。

本实用新型内容：

本实用新型的目的是克服上述已有技术的不足，而提供一种高效膜法制氧、制氮两用装置；主要解决现有的工业锅炉、电站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。

本实用新型的技术方案是：一种高效膜法制氧、制氮两用装置，包括底座，在底座上设外壳，其特殊之处在于，所述的外壳内的底座上设支架、真空泵、汽水分离器和折板式除湿器；在支架上设集成化膜组件；所述的汽水分离器一端与真空泵连接，另一端通过吸气管路与折板式除湿器连接；所述的折板式除湿器上连接富氧出气管路，富氧出气管路与集成化膜组件上的富氧出口相通连接；所述的集成化膜组件上连接富氧吸气管路的一端，富氧吸气管路的另一端连接真空泵；所述的底座和外壳外面设自洁式空气过滤器，自洁式空气过滤器通过风道连接离心通风机，洁净风道一面安装在集成化膜组件上，一面安装在离心通风机上；所述的自洁式空气过滤器上设自洁式集箱、空气滤筒和高效板式空气过滤器，自洁式集箱和空气滤筒连接；所述的集成化膜组件上设氮气出口；在外壳外设高低压控制柜和变频装置，高低压控制柜和变频装置一端与真空泵和离心通风机连接，另一端连接微电脑。

进一步的，所述的集成化膜组件由多个板式膜组件组合而成的；所述的板式膜组件由出口集管、封板、盖板、富氧分离膜片、贴膜骨架、端板和风箱组成；所述的贴膜骨架的两面分别粘贴富氧分离膜片，由N片贴膜骨架结合后上端的四面用封板封装，其端加装盖板，盖板上设端板，端板上设出口集管；在N片贴膜骨架结合后的下端设风箱。

进一步的，所述的离心通风机的电机采用防爆电机，为变频可调速的，通过微电脑控制能随着炉窑、锅炉负荷变化自动调整转速，调节空气量。

进一步的，所述的真空泵为水循环、罗茨、离心真空泵，采用减速器变频可调速的，通过微电脑控制能随着炉窑、锅炉负荷变化自动调整转速，调节富氧流量。

本实用新型所述的一种高效膜法制氧、制氮两用装置与已有技术相比具有如下积极效果：1、采用本实用新型的制氧装置，是以自然界空气为原料经膜分离得到浓度为29±2%富氧空气，氧流量范围为12000m³/h~24000m³/h，燃烧设备节能率可达5％-20％；2、采用变频装置，通过微电脑控制，可以随着炉窑、锅炉负荷变化自动调整转速，调节空气和富氧流量；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；4、在供富氧的前提下同时可供氮气，氮气量范围为84000m³/h-168000m³/h，氮气浓度95%。

附图说明：

图1为本实用新型的俯视图；

图2为本实用新型的主机部分主视图；

图3为本实用新型的主机部分左视图；

图4为本实用新型的自洁式空气过滤器的主视图；

图5为本实用新型的集成化膜组件的主视图；

图6为本实用新型的板式膜组件的主视图；

图7为本实用新型的板式膜组件的俯视图；

图8为本实用新型的板式膜组件的左视图；

图9为本实用新型的贴膜骨架的结构示意图。

图中：1底座、2外壳、3支架、4集成化膜组件、5真空泵、6汽水分离器、7折板式除湿器、8吸气管道、9富氧出气管路、10富氧吸气管路、11自洁式空气过滤器、12离心通风机、13风道、14洁净风道、15富氧出口、16自洁式集箱、17空气滤筒、18高效板式空气过滤器、19氮气出口、20封板、21盖板、22富氧分离膜片、23贴膜骨架、24端板、25风箱、26板式膜组件、27出口集管。

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实用新型；所举实施例仅用于解释本实用新型，并非用于限制本实用新型的范围。

实施例1，参见图1、2、3、4、5、6，加工制成底座1，在底座1安装支架3，在支架3上安装4台集成化膜组件4，集成化膜组件4采用模块化、快组装形式，根据设计需要由多个板式膜组件26组合而成集成化膜组件4，集成化膜组件4上有富氧出口15和氮气出口19；

在贴膜骨架23的两面分别粘贴富氧分离膜片22，由48片粘贴富氧分离膜片22的贴膜骨架23组合后，上端的四面采用封板20封装，端部加装盖板21，在盖板21上安装端板24，端板24上有出口集管27，在48片粘贴富氧分离膜片22的贴膜骨架23组合后的下端安装风箱25；形成板式膜组件26；

在底座1上安装两台真空泵5、两台汽水分离器6和两台折板式除湿器7，将汽水分离器6一端与真空泵5连接，另一端通过吸气管路8与折板式除湿器7连接，将富氧出气管路9连接在折板式除湿器7上，富氧出气管路9与集成化膜组件4上的富氧出口15相通连接；将富氧吸气管路10的一端连接在集成化膜组件4上，另一端连接真空泵5；

两台自洁式空气过滤器11上下安装在底座1外面，将离心通风机12由风道13连接在自洁式空气过滤器11上，再将洁净风道14一面安装在集成化膜组件4上，另一面安装在离心通风机12上；自洁式空气过滤器11上安装自洁式集箱16、空气滤筒17和高效板式空气过滤器18，自洁式集箱16和空气滤筒17连接；最后在底座1上安装外壳2；在外壳2外按常规工艺安装高低压控制柜和变频装置，高低压控制柜和变频装置一端与真空泵5和离心通风机12连接，另一端连接微电脑；真空泵5为水循环、罗茨、离心真空泵，采用减速器变频可调速，通过微电脑控制能随着炉窑、锅炉负荷变化自动调整转速，调节富氧流量；离心通风机12的电机采用防爆电机，为变频可调速的，通过微电脑控制能随着炉窑、锅炉负荷变化自动调整转速，调节空气量；形成本实用新型的一种高效膜法制氧、制氮两用装置。

本实用新型一种高效膜法制氧、制氮两用装置，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。

本实用新型一种高效膜法制氧、制氮两用装置，其入口端接空气过滤器，过滤净化后的清洁空气被吸入离心通风机内，高速运转的离心通风机将空气压入集成化膜组件，经过集成化膜组件内的板式膜组件将渗透速度较快的氧气过滤出，形成富氧空气，并由真空泵抽出，因为真空泵采用液态水作为密封液，所以富氧空气中含有水汽，经汽水分离器分离后通过折板式除湿器，得到较为干燥的富氧空气；采用微电脑进行自动控制，微电脑与安装高低压控制柜和变频装置连接，高低压控制柜和变频装置与真空泵和离心通风机连接，另一端连接；通过微电脑控制炉窑、锅炉随着负荷变化自动调整转速，调节空气量和富氧流量；同时集成化膜组件在能分离出空气中的氮气，即在供富氧的前提下同时可供氮气，氮气量范围为84000m³/h-168000m³/h，氮气浓度95%；氮气可用于发电设备的维修保养，仓储保鲜（粮库、果品），油田用往地下注氮气采油。

本实用新型的一种高效膜法制氧、制氮两用装置，还可用于医疗保健、水产养殖等领域。

Claims

1.一种高效膜法制氧、制氮两用装置，包括底座（1），在底座（1）上设外壳（2），其特征在于，所述的外壳（2）内的底座（1）上设支架（3）、真空泵（5）、汽水分离器（6）和折板式除湿器（7）；在支架（3）上设集成化膜组件（4）；所述的汽水分离器（6）一端与真空泵（5）连接，另一端通过吸气管路（8）与折板式除湿器（7）连接；所述的折板式除湿器（7）上连接富氧出气管路（9），富氧出气管路（9）与集成化膜组件（4）上的富氧出口（15）相通连接；所述的集成化膜组件（4）上连接富氧吸气管路（10）的一端，富氧吸气管路（10）的另一端连接真空泵（5）；所述的底座（1）和外壳（2）外面设自洁式空气过滤器（11），自洁式空气过滤器（11）通过风道（13）连接离心通风机（12），洁净风道（14）一面安装在集成化膜组件（4）上，一面安装在离心通风机（12）上；所述的自洁式空气过滤器（11）上设自洁式集箱（16）、空气滤筒（17）和高效板式空气过滤器（18），自洁式集箱（16）和空气滤筒（17）连接；所述的集成化膜组件（4）上设氮气出口（19）；在外壳（2）外设高低压控制柜和变频装置，高低压控制柜和变频装置一端与真空泵（5）和离心通风机（12）连接，另一端连接微电脑。

2.根据权利要求1所述的一种高效膜法制氧、制氮两用装置，其特征在于，所述的集成化膜组件（4）由多个板式膜组件（26）组合而成的；所述的板式膜组件（26）由出口集管（27）、封板（20）、盖板（21）、富氧分离膜片（22）、贴膜骨架（23）、端板（24）和风箱（25）组成；所述的贴膜骨架（23）的两面分别粘贴富氧分离膜片（22），由N片贴膜骨架（23）结合后上端的四面用封板（20）封装，其端加装盖板（21），盖板（21）上设端板（24），端板（24）上设出口集管（27）；在N片贴膜骨架（23）结合后的下端设风箱（25）。

3.根据权利要求1所述的一种高效膜法制氧、制氮两用装置，其特征在于，所述的离心通风机（12）的电机采用防爆电机，为变频可调速的，通过微电脑控制能随着炉窑、锅炉负荷变化自动调整转速，调节空气量。

4.根据权利要求1所述的一种高效膜法制氧、制氮两用装置，其特征在于，所述的真空泵（5）为水循环、罗茨、离心真空泵，采用减速器变频可调速的，通过微电脑控制能随着炉窑、锅炉负荷变化自动调整转速，调节富氧流量。