CN215905856U - 一种小型膜制氮装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及制氮设备技术领域，具体而言涉及一种小型膜制氮装置。一种小型膜制氮装置，包括：外壳，空压机，过滤装置和膜分离装置，所述的空压机，过滤装置和膜分离装置固定连接在所述的外壳内，所述的过滤装置包括除油过滤器，A级精密过滤器，冷干机，粉尘过滤器，活性炭过滤器，T级精密过滤器，所述的空压机，除油过滤器，T级精密过滤器，冷干机，粉尘过滤器，活性炭过滤器，A级精密过滤器和膜分离装置依次通过管道连接，所述的膜分离装置上设有氮气管和富氧气体管。本实用新型具有良好便携性和稳定性，能够在较为恶劣的环境中正常使用。

Description

一种小型膜制氮装置

技术领域

本实用新型涉及制氮设备技术领域，具体而言涉及一种小型膜制氮装置。

背景技术

目前空分制氮技术常用的方法有深冷法、变压吸附法、膜分离法三种。

a、深冷法

深冷法制氮是基于液体空气中各组分的挥发性不同，通过精馏将氮与其他组分分离而制取氮。因空气的液化需在低温下进行，所处的温度范围属于深冷区段，故称之为深冷空气分离制氮。此方法适合大型装备使用，其投资规模大，技术能力要求高，维护保养成本也比较高。

b.变压吸附法

变压吸附法分离空气制氮是利用氧和氮在固体吸附剂上吸附容量、吸附速率、吸附力等方面的差异及吸附剂量对氧、氮随压力不同的吸附容量的选择吸附特性，来实现氧氮分离的。变压吸附直接制取高纯氮功耗高，重量重，启动时间长，适合于24h小时不间断运行的非移动式设备。

c.膜分离法

膜分离氮气的原理为：两种或两种以上的气体混合物通过高分子膜时，由于各种气体在膜中溶解度和扩散系数的差异而导致不同气体在膜中相对渗透速率之不同。根据这一特性可将各种气体分为“快气”和“慢气”。当混合气体在膜两侧压力差作用下，渗透速率相对较快的气体如水、氧气等迅速透过中空纤维膜壁而被放掉，而渗透速率较慢的气体如氮气、氩气等被滞留在中空纤维内而被富集，从而得到较高纯度的氮气。

现有的制氮设备体积大都比较庞大，不具有良好的便携性，而需要使用氮气的时候通常采用氮气钢瓶，但是在石油开采、井下作业等工作中需要大量的氮气进行注氮操作，此时使用氮气钢瓶是不现实的，而目前所采用的方案一为是直接使用大型制氮机从地面铺设管道进行注氮，一则为使用车载制氮机，目前的车载制氮机通常需要集装箱进行搬运，其体积仍旧比较庞大，不具有良好的便携性和稳定性，无法直接运送到需要注氮的位置进行操作。因此目前需要一种具有良好便携性和稳定性，能够在较为恶劣的环境中正常使用的一种小型膜制氮装置。

实用新型内容

为了解决上述问题，提供一种具有良好便携性和稳定性，能够在较为恶劣的环境中正常使用的一种小型膜制氮装置。本实用新型采用以下技术方案。

一种小型膜制氮装置，包括：外壳，空压机，过滤装置和膜分离装置，所述的空压机，过滤装置和膜分离装置固定连接在所述的外壳内，所述的过滤装置包括除油过滤器，A级精密过滤器，冷干机，粉尘过滤器，活性炭过滤器，T级精密过滤器，所述的空压机，除油过滤器，T级精密过滤器，冷干机，粉尘过滤器，活性炭过滤器， A级精密过滤器和膜分离装置依次通过管道连接，所述的膜分离装置上设有氮气管和富氧气体管。

本实用新型在使用过程中，首先由空压机从外部吸入空气，由于本实用新型需要使用于较为恶劣的环境中，需要去除空气中的粉尘，油滴等杂质，本实用新型通过除油过滤器去除空气中的酯类杂质，然后采用T级精密过滤器初步去除空气中的细小颗粒，再通过粉尘过滤器，通过冷干机去除水分，此时空气中的未处理的细小颗粒因为冷冻的作用相互粘附，再通过活性炭过滤器， A级精密过滤器去除，最后进入膜分离装置内完成膜分离法制氮步骤，本实用新型通过上述结构，防止空气中的杂质进入到膜分离装置内，使得本实用新型可以适用于严苛的环境中，同时本实用新型在膜过滤装置上同时设有氮气管和富氧气体管，可以同时产生氮气和氧含量较高的气体，氧含量较高的气体可通过气罐保存，进一步纯化，防止由于在封闭空间内直接排氧导致局部氧含量过高造成风险。

作为优选，所述的外壳顶部固定连接有角钢，所述的膜分离装置的顶部固定连接在所述的角钢上，所述的T级精密过滤与冷干机间管道，空压机与除油过滤器间管道固定连接在角钢上。

作为优选，所述的外壳顶部设有槽钢，所述的槽钢上设有若干根支杆，所述的角钢固定连接在所述的支杆上。

本实用新型在外壳的顶部设置槽钢和角钢，并通过该结构固定膜分离装置，通过该结构可以使得外壳内一侧安装较大体积的空压机，另一侧则采用立体化利用空间，将内部分为三部分，顶部安装膜分离装置，中部安装过滤装置，底部安装冷干机，充分利用空间，满足了本实用新型小型化，便携化和高稳定性的要求。

作为优选，膜分离装置包括第一膜单元和第二膜单元，所述的第一膜单元和第二膜单元，所述的第一膜单元和第二膜单元均包括进气端和出气端，所述的富氧气体管与所述的第一膜单元和第二膜单元的进气端连接，所述的氮气管固定连接在第一膜单元和第二膜单元的出气端。

本实用新型同时使用了两个膜单元，一方面可以提高生产效率，另一方面便于在使用过程中进行膜单元的更换和检修。

作为优选，所述的活性炭过滤器和 A级精密过滤器之间固定连接有加热器，所述的加热器和所述的A级精密过滤器之间固定连接且相互平行。

本实用新型采用了加热器的结构，可以将冷干机出来的冷空气加热后送入到膜分离装置内，由于经过加热器可能会从加热器中带出其他颗粒杂质，本实用新型采用了A级精密过滤器进一步过滤，保证空气中不带有其他颗粒杂质，加热器和所述的A级精密过滤器之间固定连接且相互平行的结构则可以减少该结构所占的内部空间，有助于本实用新型的小型化。

作为优选，所述的加热器和所述的A级精密过滤器之间形成的平面和所述的第一膜单元和第二膜单元之间形成的平面相互垂直。

本实用新型采用上述结构，有助于提高外壳内侧的空间利用率，有助于立体化利用空间，将内部分为三部分，顶部安装膜分离装置，中部安装过滤装置，底部安装冷干机，充分利用空间，满足了本实用新型小型化，便携化和高稳定性的要求。

作为优选，所述的粉尘过滤器和所述的加热器之间的管道上设有温度表，所述的A级精密过滤器和所述的膜分离装置之间设有温度表。

本实用新型采用温度表，有助于实时监控空气温度，保证冷干机和加热器的正常使用。

作为优选，所述的外壳的底部设有集中排污管，所述的集中排污管通过支管分别和所述的空压机，除油过滤器，T级精密过滤器，冷干机，粉尘过滤器，活性炭过滤器， A级精密过滤器和膜分离装置连接。

本实用新型采用集中排污管，避免了多次拆卸清洗本实用新型的过滤装置，提高了本实用新型的生产效率。

作为优选，所述的氮气管位于所述的空压机的侧面，所述的氮气管包括进气段，冷却段和出气段，所述的进气段，冷却段和出气段相互连接，所述的冷却段为U形。

本实用新型采用了U形的冷却段，可以使得氮气充分冷却后排出，且冷却段和集中排污管相接触，热量通过热传导传递到集中排污管，防止由于外界温度过低导致集中排污管内的酯类杂质等发生凝固，造成管道堵塞，提高了本实用新型的使用稳定性。

本实用新型的有益效果在于：1.本实用新型体积小，具有良好便携性；2.本实用新型内部结构稳定3.本实用新型能够在较为恶劣的环境中正常使用。

附图说明

图1为本实用新型的流程图；

图2为本实用新型的正视图；

图3为本实用新型的后视图；

图4为本实用新型的俯视图。

具体实施方式

下面结合具体实施案例对本实用新型作进一步解释。

实施例1

一种小型膜制氮装置，包括：外壳1，空压机2，过滤装置3和膜分离装置4，所述的空压机2，过滤装置3和膜分离装置4固定连接在所述的外壳1内，所述的过滤装置3包括除油过滤器5，A级精密过滤器6，冷干机7，粉尘过滤器8，活性炭过滤器9，T级精密过滤器10，所述的空压机2，除油过滤器5，T级精密过滤器10，冷干机7，粉尘过滤器8，活性炭过滤器9， A级精密过滤器6和膜分离装置4依次通过管道连接，所述的膜分离装置4上设有氮气管11和富氧气体管12，所述的外壳1顶部固定连接有角钢13，所述的膜分离装置4的顶部固定连接在所述的角钢13上，所述的T级精密过滤与冷干机7间管道，空压机2与除油过滤器5间管道固定连接在角钢13上，所述的外壳1顶部设有槽钢14，所述的槽钢14上设有若干根支杆15，所述的角钢13固定连接在所述的支杆15上。膜分离装置4包括第一膜单元16和第二膜单元17，所述的第一膜单元16和第二膜单元17，所述的第一膜单元16和第二膜单元17均包括进气端18和出气端19，所述的富氧气体管12与所述的第一膜单元16和第二膜单元17的进气端18连接，所述的氮气管11固定连接在第一膜单元16和第二膜单元17的出气端19。本实用新型同时使用了两个膜单元，一方面可以提高生产效率，另一方面便于在使用过程中进行膜单元的更换和检修。所述的活性炭过滤器9和 A级精密过滤器6之间固定连接有加热器20，所述的加热器20和所述的A级精密过滤器6之间固定连接且相互平行。所述的加热器20和所述的A级精密过滤器6之间形成的平面和所述的第一膜单元16和第二膜单元17之间形成的平面相互垂直。所述的粉尘过滤器8和所述的加热器20之间的管道上设有温度表21，所述的A级精密过滤器6和所述的膜分离装置4之间设有温度表21。所述的外壳1的底部设有集中排污管22，所述的集中排污管22通过支管分别和所述的空压机2，除油过滤器5，T级精密过滤器10，冷干机7，粉尘过滤器8，活性炭过滤器9， A级精密过滤器6和膜分离装置4连接。所述的氮气管11位于所述的空压机2的侧面，所述的氮气管11包括进气段23，冷却段24和出气段25，所述的进气段23，冷却段24和出气段25相互连接，所述的冷却段24为U形。

本实用新型在使用过程中，首先由空压机2从外部吸入空气，由于本实用新型需要使用于较为恶劣的环境中，需要去除空气中的粉尘，油滴等杂质，本实用新型通过除油过滤器5去除空气中的酯类杂质，然后采用T级精密过滤器10初步去除空气中的细小颗粒，再通过粉尘过滤器8，通过冷干机7去除水分，此时空气中的未处理的细小颗粒因为冷冻的作用相互粘附，再通过活性炭过滤器9，随后通过加热器20加热， A级精密过滤器6去除杂质后，最后进入膜分离装置4内完成膜分离法制氮步骤，本实用新型通过上述结构，防止空气中的杂质进入到膜分离装置4内，使得本实用新型可以适用于严苛的环境中，同时本实用新型在膜过滤装置3上同时设有氮气管11和富氧气体管12，可以同时产生氮气和氧含量较高的气体，氧含量较高的气体可通过气罐保存，进一步纯化，防止由于在封闭空间内直接排氧导致局部氧含量过高造成风险。外壳1的顶部设置槽钢14和角钢13，并通过该结构固定膜分离装置4，通过该结构可以使得外壳1内一侧安装较大体积的空压机2，另一侧则采用立体化利用空间，将内部分为三部分，顶部安装膜分离装置4，中部安装过滤装置3，底部安装冷干机7，充分利用空间，满足了本实用新型小型化，便携化和高稳定性的要求。

同时本实用新型采用了U形的冷却段24，可以使得氮气充分冷却后排出，且冷却段24和集中排污管22相接触，热量通过热传导传递到集中排污管22，防止由于外界温度过低导致集中排污管22内的酯类杂质等发生凝固，造成管道堵塞，提高了本实用新型的使用稳定性。

Claims (9)

1.一种小型膜制氮装置，包括：外壳，空压机，过滤装置和膜分离装置，其特征在于：所述的空压机，过滤装置和膜分离装置固定连接在所述的外壳内，所述的过滤装置包括除油过滤器，A级精密过滤器，冷干机，粉尘过滤器，活性炭过滤器，T级精密过滤器，所述的空压机，除油过滤器，T级精密过滤器，冷干机，粉尘过滤器，活性炭过滤器， A级精密过滤器和膜分离装置依次通过管道连接，所述的膜分离装置上设有氮气管和富氧气体管。

2.根据权利要求1所述的一种小型膜制氮装置，其特征在于：所述的外壳顶部固定连接有角钢，所述的膜分离装置的顶部固定连接在所述的角钢上，所述的T级精密过滤与冷干机间管道，空压机与除油过滤器间管道固定连接在角钢上。

3.根据权利要求2所述的一种小型膜制氮装置，其特征在于：所述的外壳顶部设有槽钢，所述的槽钢上设有若干根支杆，所述的角钢固定连接在所述的支杆上。

4.根据权利要求3所述的一种小型膜制氮装置，其特征在于：膜分离装置包括第一膜单元和第二膜单元，所述的第一膜单元和第二膜单元，所述的第一膜单元和第二膜单元均包括进气端和出气端，所述的富氧气体管与所述的第一膜单元和第二膜单元的进气端连接，所述的氮气管固定连接在第一膜单元和第二膜单元的出气端。

5.根据权利要求4所述的一种小型膜制氮装置，其特征在于：所述的粉尘过滤器和 A级精密过滤器之间固定连接有加热器，所述的加热器和所述的A级精密过滤器之间固定连接且相互平行。

6.根据权利要求5所述的一种小型膜制氮装置，其特征在于：所述的加热器和所述的A级精密过滤器之间形成的平面和所述的第一膜单元和第二膜单元之间形成的平面相互垂直。

7.根据权利要求6所述的一种小型膜制氮装置，其特征在于：所述的粉尘过滤器和所述的加热器之间的管道上设有温度表，所述的A级精密过滤器和所述的膜分离装置之间设有温度表。

8.根据权利要求7所述的一种小型膜制氮装置，其特征在于：所述的外壳的底部设有集中排污管，所述的集中排污管通过支管分别和所述的空压机，除油过滤器，T级精密过滤器，冷干机，粉尘过滤器，活性炭过滤器， A级精密过滤器和膜分离装置连接。

9.根据权利要求8所述的一种小型膜制氮装置，其特征在于：所述的氮气管位于所述的空压机的侧面，所述的氮气管包括进气段，冷却段和出气段，所述的进气段，冷却段和出气段相互连接，所述的冷却段为U形。

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