一种采用中空纤维分离膜的富氧空气助燃节能装置，是采用中空纤维分离膜得到富氧空气，通过专用喷嘴送入工业锅炉实现助燃的节能装置。通过节能装置的运行获得含氧率２３％～４０％可调节的富氧空气，根据工业锅炉运行热工状况参数，本节能装置输出的富氧空气流量为工业锅炉或窑炉助燃空气总量的０．３％～８％，送入工业锅炉为助燃空气。本装置输出的富氧空气含水率低，氧含量稳定，不受海拔高度影响，通过增加膜组件可容易地扩大装置的富氧空气产量，适用于各种工业锅炉的助燃节能。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
一种采用中空纤维分离膜的富氧空气助燃节能装置 专利技术
本技术装置涉及用中空纤维分离膜得到富氧空气、对工业锅炉或窑炉实现助 燃的节能装置，具体地说是采用空气压縮机为分离动力，中空纤维分离膜为空气分离元件， 获得含氧率大于40%的富氧空气，并根据工业锅炉或窑炉燃烧需要，掺混适量普通空气，最 终得到含氧率23% 40%的富氧空气作为工业锅炉或窑炉的助燃空气，达到提高工业锅 炉或窑炉热效率节约燃料的节能目的。技术背景 从空气中分离氧气和氮气的膜分离法，分为正压法(单侧加压)和负压法( 一侧 加低压一侧抽真空)已经得到工业应用，而采用负压法分离得到富氧空气的方法，受到分 离装置所处地的海拔高度限制，海拔高度升高，氧氮分离效果下降，这在高原缺氧地区尤为 明显。并且负压膜分离法采用水环式真空泵抽取真空得到富氧空气，造成分离后的富氧空 气中含有大量的水分。作为工业锅炉的助燃空气，所含有的大量水分直接影响了助燃节能 效果。 专利技术
技术实现思路
为了克服现有负压法膜分离工艺方法( 一侧加低压一侧抽真空)的不足，本实用 新型提出一种采用中空纤维膜正压分离法得到富氧空气，用于工业锅炉或窑炉助燃的节能 装置。本技术由普通空气进气管(1)、鼓风机(2)、空气过滤器(3)、空气压縮机(4)、气 液分离罐(5)、精密过滤器(6)、混气调节阀(7)、中空纤维分离膜箱(8)、气体混合罐(10)、 增压鼓风机(1D、富氧空气预热器(12)、富氧空气喷嘴(13)、工业锅炉(14)由空气输送管 道(15)依次连接。本技术的结构示意图见附图。 本技术装置是采用正压法中空纤维膜分离氧氮，分离效果受海拔高度影响很 小，得到的富氧空气含水率低，对工业锅炉实现富氧空气助燃，有明显节能效果。适用于各 种工业锅炉如链条炉、煤粉炉、循环流化床锅炉、抛煤机锅炉、沸腾锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉等。 产生富氧空气的过程如下经鼓风机推动空气，经空气过滤器过滤后的洁净空气 进入空气压縮机，压縮后的空气压力达到l.OMPa以上后送入中空纤维分离膜，在膜的分离 作用下，得到含氧率大于40%的富氧空气。富氧空气进入气体混合罐，普通空气与富氧空气 的混合，达到适合于助燃的23% 40%含氧浓度的富氧空气。再经过增压鼓风机的升压， 以及富氧空气预热器升温，通过富氧空气喷嘴送进工业锅炉助燃，提高燃烧温度、降低空气 过量系数，从而实现节能目的。附图说明附图为本技术的结构示意图。普通空气进气管(1)、鼓风机(2)、空气过滤器 (3)、空气压縮机(4)、气液分离罐(5)、精密过滤器(6)、混气调节阀(7)、中空纤维分离膜箱 (8)、富氮气排出口 (9)、气体混合罐(10)、增压鼓风机(11)、富氧空气预热器(12)、富氧空3气喷嘴(13)、工业锅炉(14)和空气输送管道(15)技术方案和实施范例的效果 在工业锅炉安装本技术装置，结合实施的实例进说明本技术的技术方案 和节能效果。在一台蒸发量为20吨的链排式燃煤蒸汽锅炉上安装本技术装置，其工作 过程如下给本技术装置接通电源，依次启动鼓风机(2)、空气压縮机(4)、增压鼓风机 (ll)，鼓风机(2)吸入空气并升压至2 3KPa，升压后的空气经过空气过滤器(3)滤去灰 尘，通过管道进入空气压縮机(4)，经过空气压縮机的压縮，再次升压至l.OMPa以上，压縮 机输出的高压空气通过空气输送管道(15)进入气液分离罐(5)，在气液分离罐中除去升压 过程中产生的液体微滴，然后，压縮空气经精密过滤器(6)进一步滤清，过滤干净的压縮空 气通过管道连接到中空纤维分离膜箱(8)，中空纤维分离膜箱内可以根据助燃富氧空气量 的多少，设置2根或2根以上中空纤维膜组件，每根中空纤维膜组件由数十万根中空纤维组 成，当压縮空气沿中空纤维内腔表面流动过程中，空气中的各种气体成分在膜中的溶解度 和扩散系数不同，导致不同气体在膜中的相对渗透速度不同，渗透速度相对快的气体如& 和02等，很快速地透过纤维膜壁，在膜的渗透侧富集，而渗透速度相对慢的气体如N2则在 膜的滞流侧被富集，随之通过管道被排出分离膜箱。压縮空气通过膜分离得到的富氧空气 含氧率在40X以上，压力降低到20KPa以下，直接进入气体混合罐(IO)，与从鼓风机(2)并 经过空气过滤器(3)、混气调节阀(7)分流送过来的部分空气在气体混合罐(10)内混合，得 到氧气体积含量23% 40%之间可调的富氧空气，混合后富氧空气的氧含量由混气调节 阀(7)的开度大小控制调节。混合后的富氧空气从气体混合罐(10)的出口管道进入增压 鼓风机(11)，升压到6Kpa以上，通过管道送入富氧空气预热器(ll)，利用锅炉烟道的烟气 余热，将富氧空气加热升温到IO(TC以上，用管道连接至富氧空气喷嘴(13)，送进工业锅炉 (14)助燃。混合后的富氧空气流量控制在锅炉燃烧空气总流量的8%以下。实测该台锅炉 的燃烧情况，没有富氧空气助燃前，煤层的燃烧温度约为130CTC ，采用富氧空气助燃后，煤 层的燃烧温度升到140(TC，富氧空气喷嘴四周的火焰温度达到160(TC。当燃煤的低发热值 在18MJ/Kg时，锅炉的吨煤产蒸汽量从原来的4. 97吨，提高到5. 51吨，排烟温度从210°C 下降到19(TC，鼓风机和引风机的综合耗电量下降了 15%，锅炉的热效率由65. 67%提高至 79. 2%，每天节约燃煤7吨以上。 本技术并不限于上述举例，它还有一些变化和改型，而不超出本技术的 实质范围。权利要求一种采用中空纤维分离膜的富氧空气助燃节能装置，其特征是由鼓风机(1)、空气过滤器(2)、空气压缩机(3)、压力空气管道(4)、气液分离罐(5)、精密过滤器(6)、中空纤维膜分离箱(7)、气体混合罐(8)、混气调节阀(9)、增压鼓风机(10)、富氧空气预热器(11)、富氧空气喷嘴(12)和工业锅炉(13)由空气管道依次连接，将分离得到的富氧空气由喷嘴(12)送进工业锅炉作为助燃空气。2. 根据权利要求1所述的一种采用中空纤维分离膜的富氧空气助燃节能装置，其特征 是富氧空气喷嘴为金属、陶瓷或复合材料制成的圆管，富氧空气喷嘴出口的形状是圆锥形 或扁平形，喷嘴出口的截面积不小于0. 1平方厘米。3. 根据权利要求1所述的一种采用中空纤维分离膜的富氧空气助燃节能装置，其特 征是气体混合罐为圆形低压金属容器，内部装有气体分配喷嘴、伞形混合器，容器体积在 0. lm3 lm3之间。专利摘要一种采用中空纤维分离膜的富氧空气助燃节能装置，是采用中空纤维分离膜得到富氧空气，通过专用喷嘴送入工业锅炉实现助燃的节能装置。通过节能装置的运行获得含氧率23％～40％可调节的富氧空气，根据工业锅炉运行热工状况参数，本节能装置输出的富氧空气流量为工业锅炉或窑炉助燃空气总量的0.3％～8％，送入工业锅炉为助燃空气。本装置输出的富氧空气含水率低，氧含量稳定，不受海拔高度影响，通过增加膜组件可容易地扩大装置的富氧空气产量，适用于各种工业锅炉的助燃节能。文档编号B01D53/22GK201507941SQ20092011111公开日2010年6月16日 申请日期2009年3月26日 优先权日2009年3月26日专利技术者本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种采用中空纤维分离膜的富氧空气助燃节能装置，其特征是由鼓风机（１）、空气过滤器（２）、空气压缩机（３）、压力空气管道（４）、气液分离罐（５）、精密过滤器（６）、中空纤维膜分离箱（７）、气体混合罐（８）、混气调节阀（９）、增压鼓风机（１０）、富氧空气预热器（１１）、富氧空气喷嘴（１２）和工业锅炉（１３）由空气管道依次连接，将分离得到的富氧空气由喷嘴（１２）送进工业锅炉作为助燃空气。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴仲贤，邓卉戎，李芃，
申请(专利权)人：吴仲贤，邓卉戎，
类型：实用新型
国别省市：53[中国|云南]
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