[实用新型]节能环保膜法富氧制取系统

说明书

本实用新型涉及膜法富氧制取系统，具体是一种节能环保膜法富氧制取系统。该膜法富氧制取系统包括用于过滤空气源中杂质的空气过滤箱、用于传送空气的通风机、用于储存空气的正压气箱、用于分离空气中氮气和氧气的膜组装置、用于储存富氧气体的负压气箱，其特征在于：还包括用于抽取真空产生负压并输送富氧气体的螺杆真空泵，螺杆真空泵进气端连接负压气箱。本实用新型以螺杆真空泵作为核心动力设备，以一台的装配数量取代了以往同类产品需配套串联多台罗茨真空泵，并能更好的满足富氧制取条件，富氧制取设备为一体机形式，结构紧凑、占地面积小、便于安装；设备运行稳定可靠、维护周期长、可实现无人值守。

技术领域

本实用新型涉及膜法富氧制取系统，具体是一种节能环保膜法富氧制取系统。

背景技术

富氧助燃技术是一种应用于工业窑炉的新型节能燃烧技术，具有提高火焰温度、增强辐射传热能力、减少废气排放、提高热效率、节约能源等优点。既满足了窑炉产品烧成的工艺要求，提高产量和质量，又减少废烟气的排放量，节能与减排的效果显著，可以较好的解决我国工业窑炉存在的能耗高、环境污染严重等问题。

目前，公知的膜法富氧制取系统，主要是由空气过滤器、通风机、膜装置、罗茨真空泵等组成。其配套的罗茨真空泵用以抽取富氧气体，但在实际应用中存在以下诸多技术缺陷和不足：

（1）罗茨泵的工况真空度及抽气速率相对低下，故此需配套串联至少两台以上才能低限度的达到富氧制取的技术要求与条件，导致其制氧浓度低、占地面积大、无法形成机组整体化，系统造价、制氧成本及运行成本都很高。

（2）罗茨泵的运行噪音非常大，尤其是排气出口有压力时设备负荷会加大、噪音更是成倍增长，长时间高负荷运转会使转子轴承过热加速磨损、故障率增高。这是由于设备本身设计是排气出口直接向大气排空，不能有压力，而富氧制取系统的排气出口需连接几十米甚至上百米的管道将富氧气体输送至工业窑炉的燃烧器，这就会产生一定压力，而且富氧助燃技术也要求进入燃烧器的富氧气体具有一定的压力才能取得火焰燃烧的最佳状态，这就使得该罗茨泵无法保障富氧制取系统长期运行的工况稳定性。

（3）罗茨泵的排气出口压力增大时，会影响其抽取真空的效率，而制氧膜组装置的技术要求为膜渗透侧的真空度不低于-0.076MPa，真空度的下降导致制氧浓度及制氧流量的不足，将严重制约富氧助燃应用的实际效果。

（4）罗茨泵在高负荷的工作过程中会产生大量的热量，主要热量包括：设备本身的无效功率、吸入气体温度较高带来的热量、吸入气体含有可凝性气体在压缩过程中释放出相变热。温度控制就成了保障设备运行工况的关键，罗茨泵大多采用风冷降温的方式，其安装环境的首要条件必须是通风、利于散热，尤其在夏季或环境温度过高时，极易造成设备的噪声、振动变大，丧失吸气能力，甚至损坏设备。另外，针对上述问题也有采用水环冷却的方式作为改善措施，但又要解决水垢问题作软化水处理，不仅进一步加大了系统成本和能耗，也使得整体系统过于庞大，严重制约了项目的开展。

综上可见，现有配套罗茨真空泵的膜法富氧制取系统除了存在体积过大、工作效率低、真空度低、能耗高、故障率高、维护周期短等缺点之外，在根本上无法保障一个稳定的、持续的、高效的富氧气体的制取过程。这也是富氧助燃技术在我国一直以来未能真正形成产业化，进行推广应用的主要原因之一。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种节能环保膜法富氧制取系统，其采用变速驱动油润滑螺杆式真空泵作为抽取富氧气体的配套设备，由于其优异的抽气速率与真空度，一台可替代多台罗茨真空泵，并将整个膜法富氧制取系统以一台结构紧凑的整机设备的形式体现，运输和安装尤为方便，并从根本上克服了前者所存在的运行缺陷。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：