一种膜分离制氮装置的制作方法

本实用新型涉及制氮领域，具体涉及到一种膜分离制氮装置。

背景技术：

氮气，通常状况下是一种无色无味的气体，氮气比空气密度小，其化学性质不活泼，常温下很难跟其他物质发生反应。由于氮气的化学稳定性，其广泛应用于很多领域，例如，在汽车轮胎领域，氮气能起到提高轮胎行驶的稳定性和舒适性、防止爆胎和缺气碾行、延长轮胎使用寿命等作用。制氮方法有三类：即深冷空分制氮、变压吸附制氮和膜分离制氮。其中，变压吸附制氮是以空气为原料，用碳分子筛作吸附剂，利用碳分子筛对空气中的氧和氮选择吸附的特性，运用变压吸附原理而在常温下使氧和氮分离制取氮气。变压吸附制氮由于其便捷性而被广泛使用。目前膜分离制氮技术由于其渗透扩撒气体分离的原理更为简单，与变压吸附制氮相比，具有流程更为简单，开机更加的迅速，膜组占地面积更小，不需要电磁阀及气动阀门等运动部件，维修简单，更易小型化等特点，膜分离技术及装置正在得到越来越多的应用。

技术实现要素：

为了解决上述不足的缺陷，本实用新型提供了一种膜分离制氮装置，本实用新型制备的氮气纯度可以达到97％以上，产氮量可以达到10-1200m³/h，而且噪声小于85dB。

本实用新型提供了一种膜分离制氮装置，包括空压机，所述空压机用于空气的压缩，所述空压机连接有冷却器，所述冷却器用于压缩空气的冷却，所述冷却器依次连接有若干个第一过滤器，所述若干个第一过滤器用于冷却后空气的初步过滤，所述第一过滤器连接有干燥机，所述干燥机用于对初步过滤后的空气进行干燥，所述干燥机依次连接有若干个第二过滤器，所述第二过滤器用于对干燥后的空气进行再次过滤，所述第二过滤器连接有若干膜组，所述膜组一侧设置有氮气出口和放空出口，所述氮气出口、放空出口与膜组之间设置有分析仪、流量计、背压阀和所述冷却器依次连接有两个第一过滤器，所述干燥机依次连接有两个第二过滤器减压阀。

上述的制氮装置，其中，所述背压阀设置在膜组与减压阀之间，所述分析仪、流量计设置在减压阀与氮气出口之间。

上述的制氮装置，其中，所述减压阀与分析仪之间还设置有一闸阀。

上述的制氮装置，其中，包括若干个空压机，所述若干个空压机之间通过并联的方式相连，所述若干膜组之间并联设置。

上述的制氮装置，其中，所述冷却器与所述第一过滤器之间还设置有一缓存罐，用于对冷却后空气的缓存，所述冷却器上端设置有冷却水进口，下端设置有冷却水出口。

上述的制氮装置，其中，所述冷却器依次连接有两个第一过滤器，所述干燥机依次连接有两个第二过滤器。

上述的制氮装置，其中，所述第一过滤器连接有两个干燥机，所述两个干燥机之间并联设置。

上述的制氮装置，其中，所述第一过滤器、第二过滤器、冷却器和干燥机下端通过管道与排污口相连。

本实用新型具有以下有益效果：1、本实用新型制备的氮气纯度可以达到97％以上，产氮量可以达到10-1200m3/h，而且噪声小于85dB；2、本实用新型中通过设置有干燥器，可以将压缩空气中的油和水进行除去，可以保证膜组的长期使用；3、本实用新型在氮气的出口上设置有背压阀，可以保证在出口管道上，当压力达到设定压力时，阀门才打开，可以避免膜组在刚开机时，由于压缩空气有升压过程，此时能保证升压时不生产氮气，达到设定压力值时，才生产氮气，保证生产氮气的产量和纯度。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型及其特征、外形和优点将会变得更明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。

图1为本实用新型的工作流程图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本实用新型的技术方案。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。

参照图1所示，本实用新型提供了一种膜分离制氮装置，包括空压机1，空压机1用于空气的压缩，具体为将空气压缩至1.0-1.2MPa，当将空气压缩至1.0-1.2MPa时，此时的空气温度在50-80度，需要对压缩空气进行冷却，空压机1连接有冷却器2，冷却器2用于压缩空气的冷却，冷却器2上端设置有冷却水进口3，下端设置有冷却水出口4，冷却水进口的温度小于或等于25度，出水口的温度小于30度，冷却器2依次连接有若干个第一过滤器5，优选为两个，其中前面一个过滤器用于除去冷凝水和除去杂质在0.3um以上的杂质，以及第二个过滤器进一步除去在0.1um以上的杂质，可以提到制备氮气的纯度，若干个第一过滤器5用于冷却后空气的初步过滤；

第一过滤器5连接有干燥机6，干燥机6用于对初步过滤后的空气进行干燥，在本实用新型中通过在制备氮气的过程中添加了干燥器6，其中干燥器中设置有活性炭，可以将压缩空气中的油和水进行除去，具体为将油份脱出到0.001ppm以下，可以保证膜组的长期使用，延长膜组的使用寿命，干燥机6依次连接有若干个第二过滤器7，用于对干燥后的空气进行再次过滤，第二过滤器7连接有若干膜组8，跟现有的制备模具的工作原理相同，膜组8一侧设置有氮气出口9和放空出口10，氮气出口9、放空出口10与膜组8之间设置有分析仪11、流量计12、背压阀13和减压阀14；

在本实用新型中，通过在氮气的出口上设置有背压阀，可以保证在出口管道上，当压力达到设定压力时，阀门才打开，可以避免膜组在刚开机时，由于压缩空气有升压过程，此时能保证升压时不生产氮气，达到设定压力值时，才生产氮气，保证生产氮气的产量和纯度，以及设置有分析仪11可以将产生的不合格的氮气从放空出口10进行排放。

在本实用新型中，通过设置有若干个第一过滤器和干燥器，达到的技术指标为：压缩空气的压力维持在1.0-1.2MPa，露点在-20度，油份小于0.001ppm，过滤精度控制在0.001um以内，从而可以实现制备氮气的纯度控制在97％以上。还可以延长膜组的使用寿命，若除去干燥器，则膜组在10天以内就会失去制氮效果。

在本实用新型一优选而非限制性的实施例中，减压阀14与分析仪11之间还设置有一闸阀15，用于控制氮气的输出。

在本实用新型一优选而非限制性的实施例中，包括若干个空压机，所述若干个空压机之间通过并联的方式相连，所述若干膜组之间并联设置，可以根据需要进行添加。

在本实用新型一优选而非限制性的实施例中，冷却器2与第一过滤器5之间还设置有一缓存罐16，用于对冷却后空气的缓存，通过设置有缓存罐，可以起到缓存的作用，可以提高制备氮气的纯度，冷却器2上端设置有冷却水进口，下端设置有冷却水出口。

在本实用新型一优选而非限制性的实施例中，第一过滤器连接有两个干燥机，所述两个干燥机之间并联设置。

在本实用新型中，空压机1与冷却器之间通过球阀17相连。

在本实用新型一优选而非限制性的实施例中，第一过滤器、第二过滤器、冷却器和干燥机下端通过管道与排污口18相连，可以起到排污的作用。

以下提供本实用新型的具体实施方式；

实施例1

参照图1所示，本实用新型提供了一种膜分离制氮装置，包括空压机1，空压机1连接有冷却器2，冷却器2上端设置有冷却水进口3，下端设置有冷却水出口4，冷却水进口的温度小于25度，出水口的温度小于30度，冷却器2依次连接有两个第一过滤器5，其中前面一个过滤器用于除去冷凝水和除去杂质在0.3um以上的杂质，以及第二个过滤器进一步除去在0.1um以上的杂质；第一过滤器5连接有两个并联的干燥机6，干燥机6依次连接有若干个第二过滤器7，第二过滤器7连接有若干膜组8，膜组8一侧设置有氮气出口9和放空出口10，氮气出口9、放空出口10与膜组8之间设置有分析仪11、流量计12、背压阀13和减压阀14，减压阀14与分析仪11之间还设置有一闸阀15，冷却器2与第一过滤器5之间还设置有一缓存罐16。

对比实施例1

该实施例与实施例1的区别在于，没有设置干燥机。

对比实施例2

该实施例与实施例1的区别在于，没有设置背压阀。

对比实施例3

该实施例与实施例1的区别在于，没有设置冷却器。

以下提供本实用新型的实施例制备氮气与现有的设备制备氮气的数据如表1所示，其中在设备的起始阶段空气的进气量基本相近，误差在0.5％以内；

表1

参照表1所示，本实用新型的实施例1在制备氮气的纯度，以及噪音方面明显具有优势，而且在膜组的使用寿命和产量也具有一定的优势。

以上对本实用新型的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本实用新型的实质内容。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。