[发明专利]用于氮气生产的膜分离方法及系统

权利要求书

1、一种在现场从空气中生产高纯N₂的方法，包括：

(a)把原料空气通到第一膜分离或变压吸附分离系统，原料空气在此进行分离；

(b)从上述第一分离系统排出初步纯化过的含残余O₂的N₂流和一富O₂排出气流；

(c)把在现场可得到的不纯的H₂通到第二膜分离、变压吸附分离或低温分离系统，不纯的H₂流在此得到纯化；

(d)使上述纯化过的H₂与初步纯化过的N₂中的残余O₂在一催化燃烧系统中进行反应；

(e)从上述的催化燃烧系统回收含所希望低含量残留O₂的高纯的N₂流。

2、根据权利要求1的方法，其特征是上述的第一分离系统为一膜分离系统。

3、根据权利要求1的方法，其特征是上述的第二分离系统为一膜分离系统。

4、根据权利要求1的方法，其特征是上述的第一和第二分离系统，都由膜分离系统构成。

5、根据权利要求1的方法，其特征是上述的第一分离系统为一膜分离系统，而上述的第二分离系统为一低温分离系统。

6、根据权利要求1的方法，其特征是上述的第一分离系统为一变压吸附分离系统，而第二分离系统为一低温分离系统。

7、根据权利要求1的方法，其特征是上述的第一分离系统为一变压吸附分离系统。

8、根据权利要求1的方法，其特征是上述的第二分离系统为一变压吸附系统。

9、根据权利要求1的方法，其特征是上述的第一和第二分离系统都由变压吸附分离系统构成。

10、根据权利要求1的方法，其特征是初步纯化过的N₂流中的O₂含量为1000ppm到50000ppm。

11、根据权利要求1的方法，其特征是上述的O₂含量从10000ppm到30000ppm。

12、根据权利要求1的方法，其特征是上述的高纯N₂流中残留的O₂含量低于50000ppm。

13、根据权利要求12的方法，其插征是上述的残留的O₂含量低于10000ppm。

14、一种用于实施权利要求1-13的方法的在现场从空气中生产高纯N₂的系统，包括：

（a）一个能把空气分离成一初步纯化过的含残余O₂的N₂流和一富O₂的排出气流的第一膜分离或变压吸附分离系统;

（b）向上述的第一膜分离或变压吸附分离系统供应原料气以便在此进行分离的装置;

（c）能从一种含较高浓度杂质的不纯的H₂流分离出较纯的H₂的第二膜分离系统、变压吸附系统或低温分离系统，以便得到一种含所要求的低浓度杂质的纯化过的H₂流;

（d）把在现场可得到的不纯的H₂原料气供给上述的第二膜分离系统、变压吸附系统或低温分离系统以便在此纯化不纯的H₂原料气的装置;

（e）一种适合于上述纯化过的H₂流与初步纯化过的N₂流中残余的O₂起反应的催化燃烧系统;

（f）把初步纯化过的N₂和纯化过的H₂从上述的第一和第二分离系统通到上述的催化燃烧系统的装置;

（g）从上述的催化燃烧系统回收高纯N₂流的装置。

15、根据权利要求14的系统，其特征是上述的第一分离系统为一膜分离系统。

16、根据权利要求14的系统，其特征是上述的第二分离系统为一膜分离系统。

17、根据权利要求14的系统，其特征是第一和第二分离系统都由膜分离系统组成。