[发明专利]一种带有能量回收功能的离子传导膜制氧装置

说明书

技术领域

本发明涉及制氧装置设计，特别涉及一种带有能量回收功能的离子传导膜制氧装置。

背景技术

离子传导膜制氧技术是目前最先进的一种制氧技术，是一种由氧离子-电子混合导体陶瓷材料制成的致密膜。当膜两边的氧气浓度不同时，氧气将以氧离子的形式从高浓度的一边透过膜到达低浓度的一边，从而达到分离氧的目的。离子传导膜制氧技术是将空气温度加热至450℃以上时，空气中的氧气接触离子传导膜即被离解成氧离子，离子继续在膜内迁移，继而在膜的另外一侧(具有较低的氧气浓度)扩散出来，氧离子与氧离子再结合成氧分子。并且理论上除了氧，其他气体无法透过此膜，从而获得纯氧。

此方法透氧速率快，工艺简单，寿命长，稳定性好，但是空气加热至高温时需要消耗较多的能量，所得纯氧温度较高还需再次降温又浪费了一定的能量。

发明内容

本发明的目的是提供了一种带有能量回收功能的离子传导膜制氧装置，以至少解决离子传导膜制氧装置能量消耗多、制氧成本高的问题。

本发明的技术方案是：

一种带有能量回收功能的离子传导膜制氧装置，包括制氧箱以及由左至右设置在所述制氧箱内部的电加热器和离子传导膜，还包括：

第一热交换器，设置在所述制氧箱内部，且位于所述制氧箱左端内侧面与所述电加热器之间，所述第一热交换器与所述制氧箱左端内侧面之间构成空气预加热腔；

第二热交换器，设置在所述制氧箱内部，且位于所述制氧箱右端内侧面与所述离子传导膜之间，所述第二热交换器与所述制氧箱右端内侧面之间构成氧气集气腔；

氧气排气口，开设在所述制氧箱右侧，与所述氧气集气腔连通；

室温空气进气口，设置在所述第二热交换器的冷边进口，用于将外界空气导通至所述第二热交换器内部；

第一通气管道，一端连通至所述第二热交换器的冷边出口，另一端连通至所述空气预加热腔；

废气腔，位于所述电加热器与所述离子传导膜之间；

第二通气管道，一端连通至所述废气腔，另一端连通至所述第一热交换器的热边进口，用于将所述废气腔中的废气导通至所述第一热交换器；

废气排气口，设置在所述第一热交换器的热边出口，用于将所述第一热交换器中的废气排出。

可选的，所述制氧箱采用耐高温材料制成。

发明效果：

本发明的带有能量回收功能的离子传导膜制氧装置，离子传导膜透氧速率快，工艺较简单，大大缩小制氧系统的体积，降低制氧成本；其次，通过热交换器的布置使得室温空气两次预热、同时将制成的氧气及废气进行降温，能够将由电能转化成的热能充分利用在整个装置工作的各个步骤，带有能量回收功能，提高能源的利用率，降低消耗，节约成本。

附图说明

图1是本发明带有能量回收功能的离子传导膜制氧装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

下面结合附图1对本发明带有能量回收功能的离子传导膜制氧装置做进一步详细说明。

本发明提供了一种带有能量回收功能的离子传导膜制氧装置，包括制氧箱1以及由左至右设置在制氧箱1内部的电加热器5和离子传导膜6，还包括第一热交换器2、第二热交换器4、第一通气管道、第二通气管道等部件。其中，制氧箱1优选采用耐高温材料制成。