[實(shí)用新型]一種中空纖維膜用于氮?dú)庵谐龤涞难b置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220190881.4
• 申請日: 2012-05-02
• 公開（公告）號: CN202508877U
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟翰武;張楊;沈強(qiáng);劉階;王棟
• 申請（專利權(quán)）人: 西梅卡亞洲氣體系統(tǒng)成都有限公司
• 主分類號: C01B21/04
• 分類號: C01B21/04
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 譚新民

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及中空纖維膜用于氮?dú)饧兓难b置，用以將氮?dú)庵械臍錃鈨舫@得高純度的氮?dú)狻Ｖ饕糜诠I(yè)氣體領(lǐng)域，具體地說，涉及一種中空纖維膜用于氮?dú)庵谐龤涞难b置。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的粗氮?dú)饧託獬跫兓迫「呒兊b置的生產(chǎn)過程包括加氫控制閥、氫氮混合器、催化反應(yīng)器、冷卻器、除水器、氣體干燥裝置。這種裝置存在的缺陷如下：

1.?????????????通常工業(yè)上要求的高純氮?dú)庵械难鹾繎?yīng)當(dāng)小于10ppm。如果當(dāng)含氧量為1%的粗氮?dú)膺M(jìn)入加氫除氧純化裝置中時(shí)，根據(jù)反應(yīng)式：O₂?+?2H₂?=?2H₂O，一份氧氣必須加入至少兩份或以上的氫氣，才能反應(yīng)后將氧氣除凈。因此，通常會過量加入氫氣，保證反應(yīng)完全，即可以徹底除氧。但導(dǎo)致的問題是，加入的氫氣過量越多，除氧反應(yīng)后最終高純氮?dú)庵袣涞暮恳矔礁撸ǔ錃夂靠赡苓_(dá)到2000ppm以上。此種情況下，對于氫氣不敏感的應(yīng)用工藝中，是可以接受的，但對于氫氣比較敏感的應(yīng)用工藝中，這么高的殘余氫含量往往是不可以接受的；

2.?????????????即使采用特殊的催化劑，進(jìn)行除氧再除氫的工藝步驟，但在用戶用高純氮量在波動的情況下，氧、氫的含量相應(yīng)地會出現(xiàn)較大幅度的波動。而通常在工藝過程中，高純氮中含氧量超標(biāo)，是最不被許可的。

因此，需要設(shè)計(jì)一種新型的氮?dú)饧兓b置，即使在用戶用氣量波動的條件下，必須確保氧含量嚴(yán)格控制在許可值以下，而氫含控制在許可的一定值范圍內(nèi)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種中空纖維膜用于氮?dú)庵谐龤涞难b置，該裝置能克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，用以制取的高純度氮?dú)庵校粌H除氧徹底，含氫量也可以控制在用戶允許的范圍以內(nèi)。尤其在某些特定的工藝過程所需要高純度氮?dú)猓藢ρ鯕庥袊?yán)格的含量要求外，對氫氣含量也有要求時(shí)。

本實(shí)用新型解決上述問題所采用的技術(shù)方案是：一種中空纖維膜用于氮?dú)庵谐龤涞难b置，主要由加氫除氧氮?dú)饩葡到y(tǒng)、以及與加氫除氧氮?dú)饩葡到y(tǒng)連接的中空纖維膜除氫系統(tǒng)構(gòu)成。

所述加氫除氧氮?dú)饩葡到y(tǒng)主要由加氫控制閥、以及依次與加氫控制閥連接的氫氮混合器、催化反應(yīng)器、冷卻器、除水器構(gòu)成；所述除水器和氫氮混合器均與中空纖維膜除氫系統(tǒng)連接。

所述中空纖維膜除氫系統(tǒng)主要由連接于除水器的中空纖維膜組、以及與中空纖維膜組連接的循環(huán)增壓器構(gòu)成；所述循環(huán)增壓器還與氫氮混合器連接。

所述中空纖維膜組主要由若干個中空纖維膜體組合構(gòu)成，每一個中空纖維膜體的底部均與除水器導(dǎo)通連接，每一個中空纖維膜體還與循環(huán)增壓器連通。

所述中空纖維膜體主要由金屬外殼、以及設(shè)置在金屬外殼內(nèi)部的高分子中空膜纖維束構(gòu)成。

所述金屬外殼外壁設(shè)置有滲透側(cè)管路，所述循環(huán)增壓器與滲透側(cè)管路相連通。

所述加氫控制閥為一種自動控制閥。

所述催化反應(yīng)器包括殼體、以及設(shè)置在殼體內(nèi)部的催化劑。

所述冷卻器是一種兩通道的換熱器，其中一個通道的兩端分別與催化反應(yīng)器和除水器連通；另一個通道的兩端與冷卻水系統(tǒng)連通。

所述除水器的底部設(shè)置有疏水器。

具體的說：一種中空纖維膜用于氮?dú)庵谐龤涞难b置，主要由加氫除氧氮?dú)饩葡到y(tǒng)、以及與加氫除氧氮?dú)饩葡到y(tǒng)連接的中空纖維膜除氫系統(tǒng)構(gòu)成。即包括加氫控制閥、氫氮混合器、催化反應(yīng)器、冷卻器、除水器、中空纖維膜組及循環(huán)增壓器等組成；

所述加氫控制閥為一種自動控制閥，用于控制加氫氣量確保粗氮中所含氧氣在反應(yīng)器中可完全催化反應(yīng)。

所述氫氮混合器從一端進(jìn)入粗氮?dú)猓鋫?cè)面與加氫控制閥控制的氫氣管道連接，在混合器內(nèi)兩種氣體可均勻混合。

所述催化反應(yīng)器包括外部的殼體和殼體內(nèi)部的催化劑，構(gòu)成一個催化反應(yīng)容器，其殼體頂部進(jìn)入由氫氮混合器來的氮?dú)浠旌蠚猓撞枯敵龇磻?yīng)后氮?dú)狻?/p>

所述冷卻器是一種兩通道的換熱，其中一個通道與氮?dú)夤艿肋B接，另一個通道與冷卻水連接。

所述除水器將反應(yīng)并冷卻后的水份收集，在其底部設(shè)置有疏水器，將游離水排除。

所述中空纖維膜組以并聯(lián)的方式將多根（也可為一根）中空纖維膜體組合，與除水器連接，通入去水后的精氮?dú)猓⑴c除去氫氣后的精氮管路連接。

所述循環(huán)增壓器與中空纖維膜體的滲透側(cè)管路相連接，滲透側(cè)管路內(nèi)的氮?dú)庠鰤汉笈c進(jìn)入氫氮混合器。即由中空纖維膜分離出來的氫氣及部分氮?dú)猓ㄟ^循環(huán)增壓器進(jìn)入氫氮混合器，實(shí)現(xiàn)氫氣的循環(huán)利用。