一种正压膜法富氧制取系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种正压膜法富氧制取系统，涉及富氧制取系统技术领域，包括依次连接的第一过滤器、无油空气压缩机、干燥装置、储气罐、膜分离组件和富氧收集装置；其中，膜分离组件具有第一进气口、第一出气口和第二出气口，储气罐与第一进气口相连通，第一出气口与富氧收集装置相连通，第一进气口处设有空气压力传感器和空气流量传感器，第一出气口处设有富氧压力传感器、富氧流量传感器、富氧浓度传感器和露点温度传感器。相比于传统的正压膜法富氧制取系统，本申请不仅可以有效解决成品气中含油的问题，具有减少整个富氧制取系统的阻力，充分利用压缩余热和节省热量能源的效果，且可以实现在不同工况环境下膜分离组件运行情况的监测。情况的监测。情况的监测。

【技术实现步骤摘要】
一种正压膜法富氧制取系统


[0001]本技术涉及富氧制取系统
，具体涉及一种正压膜法富氧制取系统。

技术介绍

[0002]随着国家节能减排和降碳要求的严格推广，对于涉及燃烧环节的流程工业、污水处理领域和生物发酵领域的行业企业而言，利用膜法富氧和吸附法富氧技术，生产具有相应浓度的富氧空气，已成为企业高效生产、清洁生产和提高核心竞争力的重要途径。其中，对于空气需求量相对较小，优化供氧浓度要求不高的用户，采用膜法富氧技术提升氧浓度的流程，已在玻璃、陶瓷和水泥窑炉的富氧燃烧等方面已得到较大的推广，也取得了较为明显的经济、环境和社会效益。
[0003]目前，膜法富氧技术考虑膜组件的特征从基本层面上分为三种体系：中空纤维膜正压富氧技术、卷式膜负压富氧技术和板式膜富氧技术。其中，基于中空纤维膜分离组件的正压富氧技术，所生产的富氧空气的氧浓度在30％～50％的范围内波动；当用户需求氧浓度在这个范畴内时，该方法即开即用，开动后10min达到相应的空气指标，可随时停机，停机时间不影响系统的使用，是一种相对适用的选择。如图2所示，传统的正压膜法富氧制取系统主要包括：过滤器1、微油螺杆压缩机2、三级过滤器3、冷干机4、空气缓冲罐5、膜组件6和加热器7。在使用中，压缩空气经过过滤器1过滤，流入微油螺杆压缩机2，压缩后含油带水的压缩空气，并经过对应的三级过滤器3进行除油和初步除水，通过冷干机4除水(微除油)后，流入空气缓冲罐5(两重作用，稳定空气缓冲罐5出口压力，缓冲进口侧压力引起的波动；进一步除水/油)，然后再经膜组件6分离产生富氧空气，所产生的富氧空气由于经过冷干机4，温度相应较低，一般会应用加热器7二次升温后，进入后续的加压装置进口端，持续向系统提供具有相应浓度的富氧空气。然而，传统的基于中空纤维膜分离组件的正压富氧技术的系统在实际应用中存在以下诸多技术缺陷和不足：
[0004]1)压缩空气含油的问题，这个问题直接影响膜组件的寿命，大幅提高系统运行维护费用的同时，成品气存在含油的负面效应；
[0005]2)微油螺杆压缩机需要配套相应的多级过滤器，这一方面增加了系统运行的阻力，而且每级过滤器的阻力随着运行时间呈非线性不断增加；另一方面并不能真正意义上确保系统无油；
[0006]3)上述系统存在微油螺杆机压缩余热无法自洽利用的问题，由于成品气含油，其对应的压缩余热往往采用通过空气冷却向周围环境散热，形成热污染，同时整个流程中却同时存在着前端冷却、后端二次加热的能量重复浪费问题；
[0007]4)上述系统无法实时监测膜组件的运行情况，难以保证膜组件长期处于高效工作状态。

技术实现思路

[0008]1、技术要解决的技术问题
[0009]针对传统的正压膜法富氧制取系统存在成品气含油、压缩余热利用率低、系统阻力大以及无法实时监测膜分离组件运行情况的技术问题，本技术提供了一种正压膜法富氧制取系统，它不仅可以实现无油的成品气，具有降低系统阻力、提高压缩余热利用率和节省热量能源的效果，且可以实时监测膜分离组件的运行情况，保证膜分离组件长期处于高效工作状态。
[0010]2、技术方案
[0011]为解决上述问题，本技术提供的技术方案为：
[0012]一种正压膜法富氧制取系统，包括依次连接的第一过滤器、无油空气压缩机、干燥装置、储气罐、膜分离组件和富氧收集装置；其中，膜分离组件具有第一进气口、第一出气口和第二出气口，所述储气罐与所述第一进气口相连通，所述第一出气口与所述富氧收集装置相连通，第一进气口处设有空气压力传感器和空气流量传感器，第一出气口处设有富氧压力传感器、富氧流量传感器、富氧浓度传感器和露点温度传感器。
[0013]在本申请中，空气经第一过滤器除去大部分的灰尘后，进入无油空气压缩机进行压缩，然后压缩空气在无油空气压缩机的作用下，进入干燥装置进行除湿与净化，接着进入到储气罐进行压力的缓冲，保证后续工艺压力的稳定性，然后由第一进气口进入到膜分离组件中进行氧气和氮气的分离，氧气由第一出气口进入到富氧收集装置内；而氮气则通过第二出气口排出。相比于传统的正压膜法富氧制取系统，本申请采用无油空气压缩机替代传统的微油螺杆压缩机，不仅可以有效解决成品气中含油的问题，且避免了需配套多级过滤器来降低含油量的问题，进而减少了整个富氧制取系统的阻力。同时，本申请经过无油空气压缩机的压缩空气直接进入干燥装置进行除湿与净化并常温冷却，而不是冷干机，该设置不仅可以充分利用压缩余热并通过压缩余热对干燥装置内的干燥剂进行加热，提高干燥剂的除湿效果，且经膜分离组件分离出的氧气无需因经过冷干机，温度相应较低，再通过设置加热装置进行二次升温处理，进而再次节省了热量能源。此外，本申请通过设置空气压力传感器和空气流量传感器用于监测进入膜分离组件压缩空气的压力和流量以及通过设置富氧压力传感器、富氧流量传感器、富氧浓度传感器和露点温度传感器用来监测第一出气口氧气的压力、流量、浓度和露点，来实现在不同工况环境下膜分离组件运行情况的监测。由此可知，本申请的正压膜法富氧制取系统，不仅可以实现无油的成品气，具有降低系统阻力、提高压缩余热利用率和节省热量能源的效果，且可以实时监测膜分离组件的运行情况，保证膜分离组件长期处于高效工作状态。
[0014]可选的，所述储气罐通过第一管道与所述第一进气口相连通，所述空气压力传感器和空气流量传感器设于所述第一管道上，所述第一出气口通过第二管道与所述富氧收集装置相连通，所述富氧压力传感器、富氧流量传感器、富氧浓度传感器和露点温度传感器均设于所述第二管道上。
[0015]可选的，还包括富氮收集装置，所述富氮收集装置与所述第二出气口相连通，所述第二出气口处设有富氮压力传感器和富氮流量传感器。
[0016]可选的，还包括第二过滤器，所述第二过滤器的一端与所述干燥装置相连接，所述第二过滤器的另一端与所述储气罐相连接。
[0017]可选的，还包括无油压缩机监测装置，所述无油压缩机监测装置包括进气口压力传感器、进气口流量传感器、进气口温度传感器、进气口湿度传感器、出气口压力传感器、出
气口流量传感器、出气口温度传感器和出气口湿度传感器。
[0018]可选的，还包括控制系统，所述控制系统分别与所述第一过滤器、无油压缩机、干燥装置、空气压力传感器、空气流量传感器、富氧压力传感器、富氧流量传感器、富氧浓度传感器和露点温度传感器相连接。
[0019]可选的，所述干燥装置包括第一吸附筒、第二吸附筒、鼓风机、加热装置、一级冷却系统和二级冷却系统；所述鼓风机、所述加热装置、所述第一吸附筒、所述第二吸附筒、所述一级冷却系统和所述二级冷却系统之间均通过第三管道相连，所述第一吸附筒和第二吸附筒均设有干燥吸附剂。
[0020]可选的，还包括一级分离器和二级分离器，所述一级分离器分别与所述一级冷却系统、所述第一吸附筒和第二吸附筒相连，所述二级分离器分别与所述二级冷却系统、所述第一吸附筒和第二吸附筒相连。
[0021]可选的，所述第三管道上设有多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种正压膜法富氧制取系统，其特征在于，包括依次连接的第一过滤器、无油空气压缩机、干燥装置、储气罐、膜分离组件和富氧收集装置；其中，膜分离组件具有第一进气口、第一出气口和第二出气口，所述储气罐与所述第一进气口相连通，所述第一出气口与所述富氧收集装置相连通，第一进气口处设有空气压力传感器和空气流量传感器，第一出气口处设有富氧压力传感器、富氧流量传感器、富氧浓度传感器和露点温度传感器。2.根据权利要求1所述的正压膜法富氧制取系统，其特征在于，所述储气罐通过第一管道与所述第一进气口相连通，所述空气压力传感器和空气流量传感器设于所述第一管道上，所述第一出气口通过第二管道与所述富氧收集装置相连通，所述富氧压力传感器、富氧流量传感器、富氧浓度传感器和露点温度传感器均设于所述第二管道上。3.根据权利要求1或2所述的正压膜法富氧制取系统，其特征在于，还包括富氮收集装置，所述富氮收集装置与所述第二出气口相连通，所述第二出气口处设有富氮压力传感器和富氮流量传感器。4.根据权利要求1所述的正压膜法富氧制取系统，其特征在于，还包括第二过滤器，所述第二过滤器的一端与所述干燥装置相连接，所述第二过滤器的另一端与所述储气罐相连接。5.根据权利要求1所述的正压膜法富氧制取系统，其特征在于，还包括无油压缩机监测装置，所述无油压缩机监测装置包括进气口压力传感器、进气口...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小华，赵凯，潘德茂，曾璆，何欣辰，
申请(专利权)人：杭州哲达科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：