[实用新型]船用移动式膜分离制氮机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种制氮机，尤其是一种船用移动式膜分离制氮机。

背景技术

制氮机是指以空气为原料，利用物理的方法,将其中的氧和氮分离而获得。工业中有三种，即深冷空分法、分子筛空分法(PSA)和膜空分法。膜空分法以空气为原料，在一定压力条件下，利用氧和氮等不同性质的气体在膜中具有不同的渗透速率来使氧和氮分离。和其它制氮设备相比它具有结构更为简单、体积更小、无切换阀门、维护量更少、产气更快(≤3分钟)、增容方便等优点，它特别适宜于氮气纯度≤98%的中、小型氮气用户，有最佳功能价格比。而氮气纯度在98%以上时，它与相同规格的PSA制氮机相比价格要高出15%以上。

发明内容

本实用新型要解决上述现有技术的缺点，提供一种安全性更高的船用移动式膜分离制氮机。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案：这种船用移动式膜分离制氮机，主要包括空气压缩机、空气缓冲罐、精密过滤器、碳床过滤器、膜分离器和氮气储气罐，空气压缩机、空气缓冲罐、精密过滤器、碳床过滤器、膜分离器及氮气储气罐依次连接，空气缓冲罐和精密过滤器之间连接有后冷却器和油水分离器。

所述膜分离器的入口设有无热再生干燥机。

所述膜分离器的入口设有电加热器。

所述膜分离器的出口处设有氧分析仪。

所述膜分离器内的膜组由一个圆筒状的高分子材料制成的中空纤维膜束组成。

所述氮气储气罐的出口处设有双隔离放空装置和P/V断路器。

所述双隔离放空装置由3个气动阀组成。

本实用新型有益的效果是：本实用新型结构的安全性更高，其各项防腐、防护、防爆等级可以满足海上钻井平台一类二区防爆区域使用，产氮气方便快捷，使用方便，也更经济自动化。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是双隔离放空装置和P/V断路器结构示意图。

附图标记说明：空气压缩机1，空气缓冲罐2，后冷却器3，油水分离器4，精密过滤器5，碳床过滤器6，电加热器7，膜分离器8，氮气储气罐9，氧分析仪10，双隔离放空装置11，P/V断路器12，无热再生干燥机13。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图所示，这种船用移动式膜分离制氮机，主要包括空气压缩机1、空气缓冲罐2、精密过滤器5、碳床过滤器6、膜分离器8和氮气储气罐9，空气压缩机1、空气缓冲罐2、精密过滤器5、碳床过滤器6、膜分离器8及氮气储气罐9依次连接，空气缓冲罐2和精密过滤器5之间连接有后冷却器3和油水分离器4，膜分离器8的出口处设有氧分析仪10，膜分离器8内的膜组由一个圆筒状的高分子材料制成的中空纤维膜束组成。膜分离器8的入口设有无热再生干燥机13和电加热器7。配置无热再生干燥机13除水，不会降低进口压缩空气温度而影响膜的产氮效率，其除水后露点达-40℃，远远低于冷冻式干燥机的-20℃露点，且不会象冷干机处理后会降低空气温度，使膜吸附效率更好，负荷更轻，无热再生干燥机13控制箱防爆等级dIIBT4，防护等级IP56。由于膜分离器8的最佳操作温度是在35～45℃，膜组需要在一定的温度范围内，方能发挥最佳的产氮量和回收率，由于用氮安装现场最低温度在-30℃（按最低温度工况设计），经过空气压缩机1压缩升温后，虽然配置无热再生干燥机13，不会降低空气压缩机温度，也有可能会低于35℃，因此，在进气管路中设有能自动控温的电加热器7，温度控制由Pt-100热电阻来检测，当进膜分离器8前的空气温度低于35℃，则开启电加热器7，当温度达到50℃，则停止加热器工作。使温度始终控制在35～50℃之间，选用优质电加热管材料，达到ExdIIBT4防爆等级。氮气储气罐9的出口处设有双隔离放空装置11和P/V断路器12，双隔离放空装置11由3个气动阀组成。

薄膜对某些气体组分具有选择、渗透和扩散的特性，以达到气体分离和纯化的目的。膜分离器8内的膜组是一个圆筒状的高分子材料制成的中空纤维膜束，每束象列管式换热器包含上百万根中空纤维，每根纤维直径约几十微米，就象人的头发丝一样细，压缩空气由纤维束的一端进入，气体分子在压力作用下，首先在膜的高压侧接触，然后是吸附、溶解、扩散、脱溶、逸出。每种气体都含有不同的渗透速率，氧、二氧化碳、水蒸汽等渗透速率“快”，由高压内侧纤维壁向低压外侧渗出，由膜组件一侧的开口排出；渗透速率小的“慢气”－氮气被富集在高压内侧，由膜组件的另一端排出，从而实现了氧－氮的分离。