一种基于膜分离技术脱除压缩空气中水分的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于压缩空气干燥技术领域，具体为一种基于膜分离技术脱除压缩空气中水分的装置。该装置包括依次连接的升压设备，缓冲罐，过滤器，一组膜分离器，背压调节阀，截止阀；此外，还包括一种负压源，串接在膜分离器的渗透气出口处；渗透气出口通过管道与升压设备的入口连接；膜分离器的吹扫气入口通过管道与大气或者膜分离器滞留气出口的干燥气体经调节阀连接。膜分离器的滞留气出口输出经分离干燥的压缩空气，渗透气出口输出带水蒸气的气体。本装置采用采用负压吸引的膜分离干燥技术，可以高效率的获得干燥的压缩空气，并且节约能源。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于压缩空气干燥
，具体涉及一种除压缩空气中水分的装置。
技术介绍
压缩空气是工业生产中应用最广泛的气体之一，如自动化控制过程的仪表气源、生产线中气动工具、气动阀门、喷漆涂装、矿用设备动力源等都离不开压缩空气；因空气压缩后均带有饱和的湿蒸汽，如不加以祛除，将造成严重的生产事故或影响产品质量，传统的干燥方法采用冷冻干燥机、吸附干燥机等，以膜分离方法进行压缩空气干燥是近十几年发展起来的新技术，它利用高分子分离膜材料优先透过水蒸气的原理，在 压力驱动下水蒸气快速透过膜而被祛除，通过简单“过滤”式的方法除掉湿气而获得干燥的空气，与传统的方法相比，膜法干燥技术具有高效、节能、洁净、设备简单、操作方便、无污染、免维护、寿命长等优点，因而，该技术一面世即受到了人们的普遍重视。实际上，所有薄膜对气体都是可以渗透的，只不过渗透的程度不同而已，气体膜分离技术是利用渗透的原理，即分子通过膜向化学势降低的方向运动，首先运动至膜的外表面层上，并溶解于膜中，然后在膜的内部扩散至膜的内表面层解吸，其推动力为膜两侧的该气体分压差，由于混合气体中不同组分的气体通过膜时的速度不同，从而达到气体分离\回收提纯气体的目的。膜法压缩空气干燥一般多采用中空纤维高分子膜材料，高分子膜对混合气体的分离效能，即分离系数以a表示，a越大越好，表明该分离膜具有对待分离组分的气体具有较高的选择性，例如，由上海傯达弗材料科技有限公司生产的中空纤维膜分离材料系通过相转化法制取的聚亚酰胺材质的中空纤维膜，其对水与空气组分的分离系数a (H20/02)达1500，a (H20/N2)达1100，在对水的分离过程中，其分离动力为单组分分压差。目前，传统的采用膜分离方法进行压缩空气干燥的技术一般采用直接渗透法，SP压缩空气增压至一定压力后，经过滤器祛除空气中的尘埃等颗粒类物质、液态水、油份等杂质，再经加热或者不加热直接进入膜分离器，在膜分离器中，因水分较空气其它组分较容易渗透而自膜分离器的渗透侧排除出系统，滞留侧较难以渗透的空气组分被收集而自滞留侧排出即是已干燥的压缩空气，为了获得露点更低(更干燥)的压缩空气，现有技术通常采用已干燥后的产品气(即干燥的压缩空气)对膜的渗透侧进行吹扫的方法，以期降低渗透侧水的分压，带出水蒸气，加强水分的渗透，以获得更干燥的压缩空气，但显然，为了获得更干燥的压缩空气，这样的方法将浪费大量的干燥后的产品(干燥空气)，间接的体现在浪费了大量的压缩空气，能源损失巨大。
技术实现思路
本技术的目的在于提出一种效率高、能耗省的有效脱除压缩空气中水分的装置。本技术提出的有效脱除压缩空气中水分的装置，它包括至少一台升压设备AB01，用以将原料气升压到一定的压力；该升压设备ABOl可以是一台压缩机；一个缓冲罐PV01，其入口通过管道与升压设备ABOl的出口连接；一台过滤器AF03 ;其入口通过管道与缓冲罐PVOl的出口连接；一组膜分离器M01，其中，每个膜分离器至少有三个开口 一个原料气入口 A0，一个滞留气出口 Al，一个渗透气出口 A2 ;还可以有一个吹扫气入口 A3 ;膜分离器中的膜分离材料(分离膜)至少分成两侧，一侧为正压侧，一侧为负压侧，正压侧也即膜分离器的原料气侦牝也称为高压侧、滞留气侧，负压侧也即膜分离器的渗透气侧，也称为低压侧、负压侧；原 料气入口 AO通过管道与过滤器AF03连接；滞留气出口 Al输出经分离干燥的压缩空气，渗透气出口 A2输出带水蒸气的气体；吹扫气入口 A3用于通入吹扫气体；一个背压调节阀WTVlOl以及一个截止阀JVOl，背压调节阀WTVlOl串接在膜分离器MOl滞留气出口 Al之后，用以稳定膜分离器的压力；截止阀JVOl串接于背压调节阀WTVlOl之后，用以调节压缩空气出口流量。本装置中，膜分离器MOl的渗透气出口 A2通过管道与升压设备ABOl的入口连接，将渗透气排出的含水蒸气的气体循环到升压设备ABOl的入口，见图1、3、5所示。进一步，如果该气体循环到升压设备ABOl入口，则至少应在升压设备ABOl的入口处设置一个调节阀V02，用以调节自大气进入升压设备ABOl的气体流量，该调节阀V02应串接在原料空气入口并且与来自渗透侧的含水蒸气的气体混合后进入压缩机ABOl的入口。此外，本装置还包括一种负压源AB02，该负压源AB02串接在膜分离器MOl的渗透气出口 A2处，用于将渗透气排出的含水蒸气的气体直接抽走，排向大气；或者该负压源AB02通过管道与升压设备ABOl的入口连接，将渗透气排出的水蒸气气体循环到升压设备ABOl的入口。并且，进一步，如果该气体循环到升压设备ABOl入口，应在升压设备ABOl的A 口处设置一个调节阀V02，用以调节自大气进入升压设备ABOl的气体流量，该调节阀V02应串接在原料空气入口并且与来自渗透侧的水蒸气混合后进入压缩机ABOl的入口。优选但非必要的，在升压设备ABOl之前设置一台过滤器AF02，用以过滤掉原料空气中的尘埃等颗粒物。本技术装置采用采用负压吸引的膜分离干燥技术，可以具有效率的获得干燥的压缩空气。主要通过在膜分离器的渗透侧(也称为低压侧、负压侧)建立一定程度的负压，来实现以膜分离技术进行压缩空气干燥。在膜分离器渗透侧施加一定程度的负压可降低渗透侧的水蒸气分压，加强膜分离的渗透过程，相较消耗干燥的压缩空气实施吹扫，可以节约能源；尤其结合采用原料空气压缩机施加一定程度的负压，使得系统简单，同时因为不采用或者尽量少用已经干燥的压缩空气(产品气)吹扫渗透侧的水蒸气以降低渗透侧的水蒸气分压，从而更可以节约能源。采用本技术装置，在对仅需要满足_40°C露点以内，更典型的，在实现10 -30°C露点要求的干燥系统中，可以负压吸引并结合采用空气(经过滤处理的)作为吹扫气。这时，吹扫气入口 A3通过管道连接一过滤器AFOl，用于对空气进行过滤，其中，还设有一调节阀VOI。采用本技术装置，在对满足_40°C露点以上，更典型的，在实现-30 -70V露点要求的干燥系统中，可以负压吸引并结合采用少量产品气作为吹扫气。这时，可以将膜分离器MOl的滞留气出ロ Al处与吹扫气入口 A3通过管道连接，并在该管道上设置调节阀V01，用于调节控制产品气作为吹扫气的量，见图5、图6所示。附图说明图I为ー种不用吹扫气的压缩空气膜分离干燥装置。图2为ー种不用吹扫气仅靠外部负压吸引的压缩空气膜分离干燥装置。图3为ー种以大气作为吹扫气的压缩空气膜分离干燥装置。图4为ー种以大气作为吹扫气并外部抽真空的压缩空气膜分离干燥装置。图5为ー种以干燥后介质气体为吹扫气的压缩空气膜分离干燥装置。图6为ー种以干燥后介质气体为吹扫气并外部抽真空的压缩空气膜分离干燥装置。具体实施方式下面通过实施例进ー步介绍本技术。如附图1、2所示，膜分离器组MOl是三ロ薄膜分离器，每个膜分离器至少有I个原料气入口 A0，ー个渗透气出口 A2，ー个滞留气出口 Al即干燥的压缩气出口，膜分离器中的膜分离材料至少分成了两侧，一侧为正压侧，一侧为负压侧，正压侧也即膜分离器的原料气侦牝也称为高压侧、滞留气侧，负压侧也即膜分离器的滲透气侧，也称为低压侧、负压侧。如附图3、4、5、6所示，膜分离器MOl是四ロ薄膜分离器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于膜分离技术脱除压缩空气中水分的装置，其特征在于它包括 一台升压设备AB01，用以将原料气升压到一定的压カ； ー个缓冲罐PVOl，其入口通过管道与升压设备ABOl的出口连接； 一台过滤器AF03 ;其入口通过管道与缓冲罐PVOl的出口连接； ー组膜分离器M01，其中，每个膜分离器至少有三个开ロ ー个原料气入ロ A0，ー个滞留气出口 Al，ー个渗透气出口 A2 ;膜分离器中的分离膜至少分成两侧，一侧为正压侧，ー侧为负压侧，正压侧也即膜分离器的原料气侧，也称为滞留气侧，负压侧也即膜分离器的滲透气侧；原料气入口 AO通过管道与过滤器AF03连接；滞留气出ロ Al输出经分离干燥的压缩空气，渗透气出口 A2输出带水蒸气的气体； 一个背压调节阀WTVlOl以及ー个截止阀JV01，背压调节阀WTVlOl串接在膜分离器MOl滞留气出口 Al之后，用以稳定膜分离器的压カ；截止阀JVOl串接于背压调节阀WTVlOl之后，用以调节压缩空气出口流量。2.根据权利要求I所述的基于膜分离技术脱除压缩空气中水分的装置，其特征在于膜分离器MOl的渗透气出ロ A2通过管道与升压设备ABOl的入口连接，将渗透气排出的含水蒸气的气体循环到升压...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁艳宾，贾吉来，张敏，林峰，陈如真，
申请(专利权)人：上海奕材环保科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：