CN2913326Y - 常温空气分离制氮发生器 - Google Patents

Abstract

一种常温空气分离制氮发生器，由圆筒形壳体、圆形栅板、丝网、下层瓷球区、分子筛、瓷球区、圆形隔板、自动调隙压紧装置、进气分流管、出气管、排气管、支腿组成。在壳体内部从下向上逐序设有栅板、一级丝网、下层瓷球区、二级丝网、分子筛区、三级丝网、上层瓷球区、四级丝网、隔板、和由压簧、限位管、法兰组成的自动调隙压紧装置，在壳体底部设有进气分流管。在隔板上部壳体周侧设有出气管。本发生器结构简单，运行可靠，制氮效率高，从常温空气中制取氮气注入油井的油层中驱油，能降低注气成本，提高油井的采收率。

Description

常温空气分离制氮发生器

一、技术领域

本实用新型涉及一种陆上油田采用注氮气泡沫开发油气田、提高原油采收率工艺时，在常温下直接从空气中制取氮气原料的常温空气分离制氮发生器。

二、背景技术

随着我国陆上油田相继进入中、后期开发阶段，各油田在广泛应用了如注水、注气等二次采油技术的基础上，又开始采用如热力、混相驱和泡沫注氮等三次采油新技术，以增强驱油效果，提高采收率，其中，泡沫注氮技术已显示出较好的发展前景。泡沫注氮技术，就是将氮气与泡沫充分混合形成泡沫流体，注入井内，利用泡沫流体较大的阻尼作用，有效封堵油藏中的气孔、水道，克服气窜、水窜影响，迫使注入剂深入油层，提高驱油效果。但目前应用的制氮设备工艺复杂，能耗高，而开发低成本、高效率制取氮气原料的装置是推广泡沫注氮技术的关键因素。

三、发明内容

本实用新型的目的是提供一种空气分离制氮发生器，通过制氮发生器能够在常温下直接从空气中连续制取氮气，简化制氮工艺，降低生产氮气成本，提高空气制氮效率。

本实用新型的技术方案是通过以下方式实现的：

本实用新型由制氮发生器圆筒形壳体、圆形栅板、丝网、下层瓷球区、分子筛、上层瓷球区、圆形隔板、自动调隙压紧装置、进气分流管、出气管、排气管、支腿组成，其特征在于在制氮发生器壳体下端设有进气分流管，进气分流管一端伸进壳体内部，其顶端焊有一盖板，封住进气分流管顶端管口，在盖板下面进气管周侧设有两个或多个进气孔，进气分流管伸出壳体外部，在伸出壳体进气分流管周侧设有排气管；在进气分流管上部设有一栅板，焊在壳体内壁，栅板开有多个小孔，栅板起支撑和均匀分布气流的作用；在壳体内部从下向上逐序设有栅板、一级丝网、下层瓷球区、二级丝网、分子筛区、三级丝网、上层瓷球区、四级丝网、隔板、和由压簧、限位管、法兰组成的自动调隙压紧装置，限位管焊在法兰中心，压簧套在限位管上，上顶法兰，下压隔板，隔板上部的壳体侧壁上设有一出气孔，丝网、瓷球、分子筛、隔板与壳体是动配合。

本实用新型所设计的常温空气分离制氮发生器具有以下优点：

1、设备内部设有进气分流管、栅板、多层丝网、上下瓷球区等结构，用以改变气流运动方向、有效改善气体分布、降低对分子筛的冲击力、消除气体附壁现象造成的影响，提高装置的运行稳定性和制氮效率；

2、设备设置了分子筛自动调隙压紧装置，防止在强气流吹扫下，分子筛因产生快速位移而引发的沸腾效应和隧道效应并导致分子筛表面剥落和粉化，降低其功效，通过分子筛自动调隙压紧装置确保分子筛紧密填充，提高装置使用寿命和运行效率；

3、设备采用分子筛变压吸附技术实现常温下空气中的氮、氧分离，制取氮气，并可以配套仪表、检测控制元件实现装置连续、自动、高效运行：

4、设备结构紧凑、体积小、占地少、造价低。

四、附图说明

图1-本实用新型的结构示意图。

图中序号说明：

1、制氮发生器壳体  2、进气分流管   3、盖板       4、栅板

5、一级丝网        6、下层瓷球区   7、二级丝网   8、分子筛区

9、三级丝网        10、上层瓷球区  11、四级丝网  12、隔板

13、自动调隙压紧装置  14、限位管   15、平焊钢法兰盖

16、出气管         17、排气管      18、支腿

五、实施例

为进一步公开本实用新型的技术方案，下面结合，通过实施例作详细阐述；

本实用新型涉及一种用于生产氮气的常温空气分离制氮发生器，由壳体1、栅板4、丝网5、7、9、11、下层瓷球区6、分子筛8、上层瓷球区9、隔板12、自动调隙压紧装置13、限位管14、进气分流管2、出气管16、排气管17、支腿18组成，其特征在于在制氮发生器壳体下端设有进气分流管2，进气分流管一端伸进壳体内部，其顶端焊有一盖板3，封住进气分流管顶端管口，在盖板下面进气分流管侧壁设有两个长方形孔，作为进气孔，进气分流管另一端伸出壳体外部，在壳体外部进气分流管一侧设有排气管17；在进气分流管2上部设有一栅板4，焊在壳体内壁，栅板开有多个小孔，栅板起支撑和均匀分布气流的作用；从壳体内部隔板12上方至下方逐序设有四级丝网11、上层瓷球区10、三级丝网9、分子筛8、二级丝网7、下层瓷球区6、一级丝网5、栅板4，上方设有由压簧、限位管14、法兰15组成的自动调隙压紧装置13，限位管焊在法兰中心，压簧套在限位管上，上顶法兰，下压隔板，自动调隙压紧装置左边的壳体侧壁设有一出气管16。常温空气分离制氮发生器其工作原理及工作过程为：压缩空气干燥后经进气分流管进入制氮发生器壳体1，空气经栅板4、一级丝网5、下层瓷球区6、二级丝网7后进入分子筛区8，在分子筛区利用分子筛的吸附特性实现空气中的氮气、氧气分离，由于氮气和氧气在分子筛表面上的扩散速率不同，较小直径的氧气分子扩散速率较快，较多地进入分子筛微孔中，较大直径的氮气分子扩散速率较慢，进入分子筛微孔的量较少，这样，在气相中得到氮气的富集成份；空气中分离出的氮气经过三级丝网9、上层瓷球区10、四级丝网11后通过出气管16排出；分子筛对空气中氧和氮吸附量的差别在某一时间内比较明显，随着时间的延长，这一差别逐渐减弱，排出氮气中氧气含量不断增加，在排出氮气中氧气含量未达到规定值的某一时间内，通过程序控制器控制出气管16、进气管2、排气管17处气动阀门，关闭出气管气动阀门、进气管气动阀门，打开排气管气动阀门，利用分子筛加压吸附、减压解吸的特性将制氮发生器内的空气排出；排气过程完毕后，关闭排气管气动阀门，打开进气管气动阀门、出气管气动阀门，进行分子筛变压吸附制氮循环过程，实现氮气的连续生产。制氮发生器内上层瓷球5、下层瓷球10的作用是均匀分布流经瓷球的气体，并防止在吸附制氮、解吸排气过程中吹跑分子筛；分子筛区8顶部和底部的丝网9、7是防止分子筛漏出，栅板4上的一级丝网5防止瓷球漏下堵塞管道。制氮发生器内的分子筛自动调隙压紧装置13是防止在强气流吹扫下，分子筛因产生快速位移而引发的沸腾效应和隧道效应并导致分子筛表面剥落和粉化，降低其功效，通过分子筛自动调隙压紧装置确保分子筛紧密填充，提高装置使用寿命和运行效率。

Claims (4)

1、一种常温空气分离制氮发生器，由圆筒形壳体、圆形栅板、丝网、下层瓷球区、分子筛、瓷球区、圆形隔板、自动调隙压紧装置、进气分流管、出气管、排气管、支腿组成，其特征在于在壳体内部从下向上逐序设有圆形栅板、一级丝网、下层瓷球区、二级丝网、分子筛区、三级丝网、上层瓷球区、四级丝网、圆形隔板、和由压簧、限位管、法兰组成的自动调隙压紧装置，在壳体底部设有进气分流管，在隔板上部壳体周侧设有出气管。

2、根据权利要求1所述的常温空气分离制氮发生器，其特征在于圆形焊在壳体中下部的内壁上，其上部的丝网、瓷球、分子筛和圆形隔板与壳体是动配合。

3、根据权利要求1所述的常温空气分离制氮发生器，其特征在于自动调隙压紧装置的限位管焊在法兰中心，压簧套在限位管上，上顶法兰，下压隔板。

4、根据权利要求1所述的常温空气分离制氮发生器，其特征在于进气分流管一端伸进壳体内部，其顶端焊有一盖板，封住进气分流管顶端管口，在盖板下面进气管周侧设有两个或多个进气孔，进气分流管伸出壳体外部，在伸出壳体进气分流管周侧设有排气管。