[发明专利]一种组合式膜分离制备氮气的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备氮气的装置，尤其是涉及一种组合式膜分离制备氮气的装置。

背景技术

变压吸附空分制氮(简称P.S.A制氮)是一种先进的气体分离技术，以优质进口碳分子筛(CMS)为吸附剂，采用常温下变压吸附原理(PSA)分离空气制取高纯度的氮气，具体而言，氧、氮两种气体分子在分子筛表面上的扩散速率不同，直径较小的气体分子(O₂)扩散速率较快，较多的进入碳分子筛微孔，直径较大的气体分子(N₂)扩散速率较慢，进入碳分子筛微孔较少。利用碳分子筛对氮和氧的这种选择吸附性差异，导致短时间内氧在吸附相富集，氮在气体相富集，如此氧氮分离，在PSA条件下得到气相富集物氮气。

气体分离膜是近年来发展很快的一项新技术。不同的高分子膜对不同种类的气体分子的透过率和选择性不同，因而可以从气体混合物中选择分离某种气体。如从空气中收集氧，从合成氨尾气中回收氢，从石油裂解的混合气中分离氢、一氧化碳等。目前市面上一种氮气发生器采用膜分离方法制得氮气，即采用一个纤维膜进行氮气与氧气的分离，使用分离膜时，通过一个固定架直接将分离膜固定在机器上面。这种固定方法不够灵活，当用户需要更大的流量的时候，只用原先的固定架达不到氮气的纯度与流量，只能换其他固定装置。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种组合式膜分离制备氮气的装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种组合式膜分离制备氮气的装置，包括若干个用于氮气与氧气分离的膜组 件、U形箍及膜固定支架，多个膜组件由上到下平行设置，每个膜组件上均固定有U形箍，相邻两个膜组件上对应的U形箍通过螺柱连接固定，且最下面的膜组件上的U形箍还通过螺柱固定在膜固定支架上。

进一步地，所述的膜组件设有2-5个，优选设置为2个或3个。所述的膜组件采用常规的气体分离膜结构。

进一步地，所述的膜组件设有氮气与氧气混合气的入口，以及分离后氮气与氧气的单独出口。

进一步地，每个膜组件上设有两个U形箍，两个U形箍沿膜组件的长度等分位置设置。

进一步地，所述的U形箍包括上半箍与下半箍，上半箍与下半箍相对形成圆形，且上半箍与下半箍之间通过螺柱及螺帽连接。

进一步地，最下面的膜组件上的U形箍的下半箍与膜固定支架之间通过螺柱及螺帽连接。

进一步地，最下面的膜组件上的U形箍的下半箍与膜固定支架之间设有垫片。

进一步地，所述的膜固定支架包括两个支腿及一个支板，其中支板水平设置，两个支腿分别竖直设置在支板的左右两端，且两个支腿与一个支板为一体成型结构。

与现有技术相比，本发明将多个膜组件之间通过U形箍及螺柱连接起来，使得多个膜组件之间相互固定，并且将其中一个膜组件与膜固定支架也通过U形箍与螺柱连接，这样使得膜固定支架上面可通过螺柱继续叠加多个U形箍与膜组件。即，本发明将膜组件通过U形箍来连接，并且通过U形箍来叠加多个膜组件，这种结构更好的将膜组件固定在膜固定支架上，组装更方便，而且容易满足用户的要求，可以在用户需要的情况下，叠加多个膜组件，来满足后续设备的氮气流量要求。

附图说明

图1为本发明组合式膜分离制备氮气的装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

一种组合式膜分离制备氮气的装置，如图1所示，包括2个用于氮气与氧气分离的膜组件1、U形箍3及膜固定支架2，2个膜组件1由上到下平行设置，每个膜组件1上设有两个U形箍3，两个U形箍3沿膜组件1的长度等分位置设置，U形箍3包括上半箍与下半箍，上半箍与下半箍相对形成圆形，且上半箍与下半箍之间通过螺柱4及螺帽6连接。相邻两个膜组件2上对应的U形箍3通过螺柱4连接固定，且最下面的膜组件1上的U形箍3的下半箍与膜固定支架2之间通过螺柱4及螺帽6连接，同时最下面的膜组件1上的U形箍3的下半箍与膜固定支架2之间设有垫片5。

本实施例中，膜组件1设有2个，膜组件1采用常规的气体分离膜结构。膜组件1设有氮气与氧气混合气的入口，以及分离后氮气与氧气的单独出口。

本实施例中，膜固定支架2包括两个支腿及一个支板，其中支板水平设置，两个支腿分别竖直设置在支板的左右两端，且两个支腿与一个支板为一体成型结构。