[发明专利]一种小型膜制氮装置

说明书

本发明涉及制氮设备技术领域，具体而言涉及一种小型膜制氮装置。一种小型膜制氮装置，包括：外壳，空压机，过滤装置和膜分离装置，所述的空压机，过滤装置和膜分离装置固定连接在所述的外壳内，所述的过滤装置包括除油过滤器，A级精密过滤器，冷干机，粉尘过滤器，活性炭过滤器，T级精密过滤器，所述的空压机，除油过滤器，T级精密过滤器，冷干机，粉尘过滤器，活性炭过滤器，A级精密过滤器和膜分离装置依次通过管道连接，所述的膜分离装置上设有氮气管和富氧气体管。本发明具有良好便携性和稳定性，能够在较为恶劣的环境中正常使用。

技术领域

本发明涉及制氮设备技术领域，具体而言涉及一种小型膜制氮装置。

背景技术

目前空分制氮技术常用的方法有深冷法、变压吸附法、膜分离法三种。

a、深冷法

深冷法制氮是基于液体空气中各组分的挥发性不同，通过精馏将氮与其他组分分离而制取氮。因空气的液化需在低温下进行，所处的温度范围属于深冷区段，故称之为深冷空气分离制氮。此方法适合大型装备使用，其投资规模大，技术能力要求高，维护保养成本也比较高。

b.变压吸附法

变压吸附法分离空气制氮是利用氧和氮在固体吸附剂上吸附容量、吸附速率、吸附力等方面的差异及吸附剂量对氧、氮随压力不同的吸附容量的选择吸附特性，来实现氧氮分离的。变压吸附直接制取高纯氮功耗高，重量重，启动时间长，适合于24h小时不间断运行的非移动式设备。

c.膜分离法

膜分离氮气的原理为：两种或两种以上的气体混合物通过高分子膜时，由于各种气体在膜中溶解度和扩散系数的差异而导致不同气体在膜中相对渗透速率之不同。根据这一特性可将各种气体分为“快气”和“慢气”。当混合气体在膜两侧压力差作用下，渗透速率相对较快的气体如水、氧气等迅速透过中空纤维膜壁而被放掉，而渗透速率较慢的气体如氮气、氩气等被滞留在中空纤维内而被富集，从而得到较高纯度的氮气。

现有的制氮设备体积大都比较庞大，不具有良好的便携性，而需要使用氮气的时候通常采用氮气钢瓶，但是在石油开采、井下作业等工作中需要大量的氮气进行注氮操作，此时使用氮气钢瓶是不现实的，而目前所采用的方案一为是直接使用大型制氮机从地面铺设管道进行注氮，一则为使用车载制氮机，目前的车载制氮机通常需要集装箱进行搬运，其体积仍旧比较庞大，不具有良好的便携性和稳定性，无法直接运送到需要注氮的位置进行操作。因此目前需要一种具有良好便携性和稳定性，能够在较为恶劣的环境中正常使用的一种小型膜制氮装置。

发明内容

为了解决上述问题，提供一种具有良好便携性和稳定性，能够在较为恶劣的环境中正常使用的一种小型膜制氮装置。本发明采用以下技术方案。

一种小型膜制氮装置，包括：外壳，空压机，过滤装置和膜分离装置，所述的空压机，过滤装置和膜分离装置固定连接在所述的外壳内，所述的过滤装置包括除油过滤器，A级精密过滤器，冷干机，粉尘过滤器，活性炭过滤器，T级精密过滤器，所述的空压机，除油过滤器，T级精密过滤器，冷干机，粉尘过滤器，活性炭过滤器， A级精密过滤器和膜分离装置依次通过管道连接，所述的膜分离装置上设有氮气管和富氧气体管。

本发明在使用过程中，首先由空压机从外部吸入空气，由于本发明需要使用于较为恶劣的环境中，需要去除空气中的粉尘，油滴等杂质，本发明通过除油过滤器去除空气中的酯类杂质，然后采用T级精密过滤器初步去除空气中的细小颗粒，再通过粉尘过滤器，通过冷干机去除水分，此时空气中的未处理的细小颗粒因为冷冻的作用相互粘附，再通过活性炭过滤器， A级精密过滤器去除，最后进入膜分离装置内完成膜分离法制氮步骤，本发明通过上述结构，防止空气中的杂质进入到膜分离装置内，使得本发明可以适用于严苛的环境中，同时本发明在膜过滤装置上同时设有氮气管和富氧气体管，可以同时产生氮气和氧含量较高的气体，氧含量较高的气体可通过气罐保存，进一步纯化，防止由于在封闭空间内直接排氧导致局部氧含量过高造成风险。