[發明專利]一種小型膜制氮裝置

在審

• 申請號: 202110088768.9
• 申請日: 2021-01-22
• 公開（公告）號: CN112520712A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 王國祥;黃媛玫
• 申請（專利權）人: 杭州天躍氣體設備制造有限公司
• 主分類號: C01B21/04
• 分類號: C01B21/04;C01B13/02;B01D53/22
• 代理公司: 杭州天欣專利事務所(普通合伙) 33209
• 代理人: 陳農

本發明涉及制氮設備技術領域，具體而言涉及一種小型膜制氮裝置。一種小型膜制氮裝置，包括：外殼，空壓機，過濾裝置和膜分離裝置，所述的空壓機，過濾裝置和膜分離裝置固定連接在所述的外殼內，所述的過濾裝置包括除油過濾器，A級精密過濾器，冷干機，粉塵過濾器，活性炭過濾器，T級精密過濾器，所述的空壓機，除油過濾器，T級精密過濾器，冷干機，粉塵過濾器，活性炭過濾器，A級精密過濾器和膜分離裝置依次通過管道連接，所述的膜分離裝置上設有氮氣管和富氧氣體管。本發明具有良好便攜性和穩定性，能夠在較為惡劣的環境中正常使用。

技術領域

本發明涉及制氮設備技術領域，具體而言涉及一種小型膜制氮裝置。

背景技術

目前空分制氮技術常用的方法有深冷法、變壓吸附法、膜分離法三種。

a、深冷法

深冷法制氮是基于液體空氣中各組分的揮發性不同，通過精餾將氮與其他組分分離而制取氮。因空氣的液化需在低溫下進行，所處的溫度范圍屬于深冷區段，故稱之為深冷空氣分離制氮。此方法適合大型裝備使用，其投資規模大，技術能力要求高，維護保養成本也比較高。

b.變壓吸附法

變壓吸附法分離空氣制氮是利用氧和氮在固體吸附劑上吸附容量、吸附速率、吸附力等方面的差異及吸附劑量對氧、氮隨壓力不同的吸附容量的選擇吸附特性，來實現氧氮分離的。變壓吸附直接制取高純氮功耗高，重量重，啟動時間長，適合于24h小時不間斷運行的非移動式設備。

c.膜分離法

膜分離氮氣的原理為：兩種或兩種以上的氣體混合物通過高分子膜時，由于各種氣體在膜中溶解度和擴散系數的差異而導致不同氣體在膜中相對滲透速率之不同。根據這一特性可將各種氣體分為“快氣”和“慢氣”。當混合氣體在膜兩側壓力差作用下，滲透速率相對較快的氣體如水、氧氣等迅速透過中空纖維膜壁而被放掉，而滲透速率較慢的氣體如氮氣、氬氣等被滯留在中空纖維內而被富集，從而得到較高純度的氮氣。

現有的制氮設備體積大都比較龐大，不具有良好的便攜性，而需要使用氮氣的時候通常采用氮氣鋼瓶，但是在石油開采、井下作業等工作中需要大量的氮氣進行注氮操作，此時使用氮氣鋼瓶是不現實的，而目前所采用的方案一為是直接使用大型制氮機從地面鋪設管道進行注氮，一則為使用車載制氮機，目前的車載制氮機通常需要集裝箱進行搬運，其體積仍舊比較龐大，不具有良好的便攜性和穩定性，無法直接運送到需要注氮的位置進行操作。因此目前需要一種具有良好便攜性和穩定性，能夠在較為惡劣的環境中正常使用的一種小型膜制氮裝置。

發明內容

為了解決上述問題，提供一種具有良好便攜性和穩定性，能夠在較為惡劣的環境中正常使用的一種小型膜制氮裝置。本發明采用以下技術方案。

一種小型膜制氮裝置，包括：外殼，空壓機，過濾裝置和膜分離裝置，所述的空壓機，過濾裝置和膜分離裝置固定連接在所述的外殼內，所述的過濾裝置包括除油過濾器，A級精密過濾器，冷干機，粉塵過濾器，活性炭過濾器，T級精密過濾器，所述的空壓機，除油過濾器，T級精密過濾器，冷干機，粉塵過濾器，活性炭過濾器， A級精密過濾器和膜分離裝置依次通過管道連接，所述的膜分離裝置上設有氮氣管和富氧氣體管。

本發明在使用過程中，首先由空壓機從外部吸入空氣，由于本發明需要使用于較為惡劣的環境中，需要去除空氣中的粉塵，油滴等雜質，本發明通過除油過濾器去除空氣中的酯類雜質，然后采用T級精密過濾器初步去除空氣中的細小顆粒，再通過粉塵過濾器，通過冷干機去除水分，此時空氣中的未處理的細小顆粒因為冷凍的作用相互粘附，再通過活性炭過濾器， A級精密過濾器去除，最后進入膜分離裝置內完成膜分離法制氮步驟，本發明通過上述結構，防止空氣中的雜質進入到膜分離裝置內，使得本發明可以適用于嚴苛的環境中，同時本發明在膜過濾裝置上同時設有氮氣管和富氧氣體管，可以同時產生氮氣和氧含量較高的氣體，氧含量較高的氣體可通過氣罐保存，進一步純化，防止由于在封閉空間內直接排氧導致局部氧含量過高造成風險。