[發明專利]一種帶有能量回收功能的離子傳導膜制氧裝置

有效

• 申請號: 201610329979.6
• 申請日: 2016-05-18
• 公開（公告）號: CN106006563B
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 黨曉民;劉毅玲
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司西安飛機設計研究所
• 主分類號: C01B13/02
• 分類號: C01B13/02
• 代理公司: 北京航信高科知識產權代理事務所(普通合伙)11526
• 代理人: 劉麗萍

技術領域

本發明涉及制氧裝置設計，特別涉及一種帶有能量回收功能的離子傳導膜制氧裝置。

背景技術

離子傳導膜制氧技術是目前最先進的一種制氧技術，是一種由氧離子-電子混合導體陶瓷材料制成的致密膜。當膜兩邊的氧氣濃度不同時，氧氣將以氧離子的形式從高濃度的一邊透過膜到達低濃度的一邊，從而達到分離氧的目的。離子傳導膜制氧技術是將空氣溫度加熱至450℃以上時，空氣中的氧氣接觸離子傳導膜即被離解成氧離子，離子繼續在膜內遷移，繼而在膜的另外一側(具有較低的氧氣濃度)擴散出來，氧離子與氧離子再結合成氧分子。并且理論上除了氧，其他氣體無法透過此膜，從而獲得純氧。

此方法透氧速率快，工藝簡單，壽命長，穩定性好，但是空氣加熱至高溫時需要消耗較多的能量，所得純氧溫度較高還需再次降溫又浪費了一定的能量。

發明內容

本發明的目的是提供了一種帶有能量回收功能的離子傳導膜制氧裝置，以至少解決離子傳導膜制氧裝置能量消耗多、制氧成本高的問題。

本發明的技術方案是：

一種帶有能量回收功能的離子傳導膜制氧裝置，包括制氧箱以及由左至右設置在所述制氧箱內部的電加熱器和離子傳導膜，還包括：

第一熱交換器，設置在所述制氧箱內部，且位于所述制氧箱左端內側面與所述電加熱器之間，所述第一熱交換器與所述制氧箱左端內側面之間構成空氣預加熱腔；

第二熱交換器，設置在所述制氧箱內部，且位于所述制氧箱右端內側面與所述離子傳導膜之間，所述第二熱交換器與所述制氧箱右端內側面之間構成氧氣集氣腔；

氧氣排氣口，開設在所述制氧箱右側，與所述氧氣集氣腔連通；

室溫空氣進氣口，設置在所述第二熱交換器的冷邊進口，用于將外界空氣導通至所述第二熱交換器內部；

第一通氣管道，一端連通至所述第二熱交換器的冷邊出口，另一端連通至所述空氣預加熱腔；

廢氣腔，位于所述電加熱器與所述離子傳導膜之間；

第二通氣管道，一端連通至所述廢氣腔，另一端連通至所述第一熱交換器的熱邊進口，用于將所述廢氣腔中的廢氣導通至所述第一熱交換器；

廢氣排氣口，設置在所述第一熱交換器的熱邊出口，用于將所述第一熱交換器中的廢氣排出。

可選的，所述制氧箱采用耐高溫材料制成。

發明效果：

本發明的帶有能量回收功能的離子傳導膜制氧裝置，離子傳導膜透氧速率快，工藝較簡單，大大縮小制氧系統的體積，降低制氧成本；其次，通過熱交換器的布置使得室溫空氣兩次預熱、同時將制成的氧氣及廢氣進行降溫，能夠將由電能轉化成的熱能充分利用在整個裝置工作的各個步驟，帶有能量回收功能，提高能源的利用率，降低消耗，節約成本。

附圖說明

圖1是本發明帶有能量回收功能的離子傳導膜制氧裝置的結構示意圖。

具體實施方式

為使本發明實施的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行更加詳細的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。下面結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明。

在本發明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明保護范圍的限制。

下面結合附圖1對本發明帶有能量回收功能的離子傳導膜制氧裝置做進一步詳細說明。

本發明提供了一種帶有能量回收功能的離子傳導膜制氧裝置，包括制氧箱1以及由左至右設置在制氧箱1內部的電加熱器5和離子傳導膜6，還包括第一熱交換器2、第二熱交換器4、第一通氣管道、第二通氣管道等部件。其中，制氧箱1優選采用耐高溫材料制成。