專利名稱：一種移動(dòng)式富氮工藝及專用系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及膜的應(yīng)用技術(shù)，特別提供了一種移動(dòng)式富氮工藝及專用系統(tǒng)。
通常的移動(dòng)式富氮工藝主要包括兩輛載重車、兩臺(tái)柴油機(jī)、兩臺(tái)空壓機(jī)、一套膜系統(tǒng)和其他附件，它是利用空氣通過膜系統(tǒng)進(jìn)行分離的，所以投資比較大，能耗亦較高，而且日常維護(hù)量大。
本發(fā)明的目的在于提供一種移動(dòng)式富氮工藝及專用系統(tǒng)，利用該工藝所制得的富氮?dú)馄焚|(zhì)好，運(yùn)行成本低，對(duì)環(huán)境污染小，資源利用合理，且所需設(shè)備投資少。
本發(fā)明提供了一種移動(dòng)式富氮工藝，采用膜或PSA系統(tǒng)對(duì)原料氣進(jìn)行分離，其特征在于以柴油機(jī)所排出的廢棄煙氣為原料氣，經(jīng)冷卻、干燥和除塵處理后進(jìn)入膜或PSA系統(tǒng)進(jìn)行分離，滲透過來的副產(chǎn)物富氧氣再送入柴油機(jī)助燃。
本發(fā)明中的原料氣可以為廢棄煙氣和空氣的混合氣；處理過的廢氣最好壓縮到0.4～1.8MPa后再進(jìn)入膜或PSA系統(tǒng)；未通過的富氮混合氣可以壓縮到4～22MPa再輸出；富氧助燃技術(shù)采用局部增氧，即將富氧單獨(dú)用噴嘴噴進(jìn)柴油機(jī)最需氧的地方。
另外，本發(fā)明還提供了一種專門用于移動(dòng)式富氮工藝的系統(tǒng)，由柴油機(jī)(2)、壓縮機(jī)(4)、載重車(1)構(gòu)成，其特征在于柴油機(jī)(2)的排氣口通過冷卻干燥系統(tǒng)(9)、除塵凈化系統(tǒng)(10)與前級(jí)壓縮機(jī)(41)的入口相連，前級(jí)壓縮機(jī)(41)出口與膜系統(tǒng)(6)入口相接，膜系統(tǒng)(6)滲透氣出口接柴油機(jī)(2)，膜系統(tǒng)(6)出口接后級(jí)壓縮機(jī)(42)入口，所有設(shè)備均裝置于一臺(tái)載重車(1)上。
本發(fā)明中膜系統(tǒng)(6)是中空纖維膜或卷式膜，材料為聚酰亞胺、聚砜、硅橡膠、硝酸纖維之一種；柴油機(jī)可以是一臺(tái)或兩臺(tái)；柴油機(jī)也可以為柴油發(fā)電機(jī)組。
與傳統(tǒng)的移動(dòng)式富氮工藝相比，本發(fā)明具有下述優(yōu)點(diǎn)1.將柴油機(jī)燃燒產(chǎn)生的廢氣經(jīng)處理后通過膜法或PSA法進(jìn)行分離，得到的富氮混合氣，不但品質(zhì)更好，還降低了制氮投資；2.將局部增氧助燃技術(shù)用于柴油機(jī)，能顯著節(jié)油；3.將傳統(tǒng)的兩輛載重車優(yōu)化為一輛載重車；4.所需的膜或PSA系統(tǒng)僅是傳統(tǒng)的一半左右；5.由于對(duì)柴油機(jī)的煙氣進(jìn)行了凈化處理和利用，從而消除了有害氣體的排放；6.整套工藝組合更加合理，充分利用了有關(guān)資源。一般地，本發(fā)明價(jià)格僅是傳統(tǒng)移動(dòng)式制氮工藝的65～85％，運(yùn)行費(fèi)用僅是傳統(tǒng)移動(dòng)式制氮工藝的65～80％。
下面結(jié)合附圖通過實(shí)施例詳述本發(fā)明。
附

圖1為單機(jī)驅(qū)動(dòng)膜法脫氧系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2為機(jī)電/電驅(qū)動(dòng)膜法脫氧系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖3為雙機(jī)驅(qū)動(dòng)膜法脫氧系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
實(shí)施例以三次開采石油為例，要求富氮混合氣中氧含量＜5％，流量約600標(biāo)方/時(shí)，壓力約4～22MPa。根據(jù)上述參數(shù)，本發(fā)明列舉了三組實(shí)施例，參見附圖所配柴油機(jī)約300KW，每天耗柴油約1.5～2噸，用富氧助燃后可節(jié)能10％左右，柴油機(jī)排出的煙氣經(jīng)冷卻干燥、除塵凈化后約為800～1300標(biāo)方/時(shí)，由前級(jí)(螺桿)壓縮機(jī)壓縮到0.4～1.8MPa后，送入膜系統(tǒng)進(jìn)行脫氧，副產(chǎn)富氧氣送入柴油機(jī)助燃，所得富氮混合氣中氧含量＜5％，流量約600標(biāo)方/時(shí)，再由后級(jí)(活塞)壓縮機(jī)壓縮到4～22MPa。有關(guān)的設(shè)備均布置在一輛長(zhǎng)約18M，寬2.5M的載重車上。其中圖1為膜法脫氧，單機(jī)驅(qū)動(dòng)工藝示意圖，即用柴油機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，柴油機(jī)排出的煙氣經(jīng)處理后先前級(jí)壓縮，進(jìn)入膜系統(tǒng)分離，其富氮混合氣再后級(jí)壓縮到所需壓力；圖2為膜法脫氧，機(jī)電/電驅(qū)動(dòng)工藝示意圖，即用柴油發(fā)電機(jī)組驅(qū)動(dòng)，柴油機(jī)排出的煙氣經(jīng)處理后先通過螺桿壓縮機(jī)壓縮，進(jìn)入膜系統(tǒng)分離，其富氮混合氣再進(jìn)入活塞壓縮機(jī)壓縮到所需壓力；圖3為膜法脫氧，雙機(jī)驅(qū)動(dòng)工藝示意圖，即用兩臺(tái)柴油機(jī)分別驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，柴油機(jī)排出的煙氣經(jīng)處理后先通過螺桿壓縮機(jī)壓縮，進(jìn)入膜系統(tǒng)分離，其富氮混合氣再進(jìn)入活塞壓縮機(jī)壓縮到所需壓力。
權(quán)利要求
1．一種移動(dòng)式富氮工藝，采用膜或PSA系統(tǒng)對(duì)原料氣進(jìn)行分離，其特征在于以柴油機(jī)所排出的廢棄煙氣為原料氣，經(jīng)冷卻、干燥和除塵處理后進(jìn)入膜或PSA系統(tǒng)進(jìn)行分離，滲透過來的副產(chǎn)物富氧氣再送入柴油機(jī)助燃。
2．按照權(quán)利要求1所述移動(dòng)式富氮工藝，其特征在于原料氣為廢棄煙氣和空氣的混合氣。
3．按照權(quán)利要求1或2所述移動(dòng)式富氮工藝，其特征在于處理過的廢氣壓縮到0.4～1.8 MPa后再進(jìn)入膜或PSA系統(tǒng)。
4．按照權(quán)利要求1或2所述移動(dòng)式富氮工藝，其特征在于未通過的富氮混合氣壓縮到4～22MPa再輸出。
5．按照權(quán)利要求1或2所述移動(dòng)式富氮工藝，其特征在于富氧助燃采用局部增氧，將富氧單獨(dú)用噴嘴噴進(jìn)柴油機(jī)最需氧的地方。
6．一種專門用于權(quán)利要求1所述移動(dòng)式富氮工藝的系統(tǒng)，由柴油機(jī)(2)、壓縮機(jī)(4)、載重車(1)構(gòu)成，其特征在于柴油機(jī)(2)的排氣口通過冷卻干燥系統(tǒng)(9)、除塵凈化系統(tǒng)(10)與前級(jí)壓縮機(jī)(41)的入口相連，前級(jí)壓縮機(jī)(41)出口與膜系統(tǒng)(6)入口相接，膜系統(tǒng)(6)滲透氣出口接柴油機(jī)(2)，膜系統(tǒng)(6)出口接后級(jí)壓縮機(jī)(42)入口，所有設(shè)備均裝置于一臺(tái)載重車(1)上。
7．按照權(quán)利要求6所述用于移動(dòng)式富氮工藝的系統(tǒng)，其特征在于膜系統(tǒng)(6)是中空纖維膜或卷式膜，材料為聚酰亞胺、聚砜、硅橡膠、硝酸纖維之一種。
8．按照權(quán)利要求6所述用于移動(dòng)式富氮工藝的系統(tǒng)，其特征在于柴油機(jī)可以是一臺(tái)或兩臺(tái)。
9．按照權(quán)利要求6所述用于移動(dòng)式富氮工藝的系統(tǒng)，其特征在于柴油機(jī)為柴油發(fā)電機(jī)組。
全文摘要
一種移動(dòng)式富氮工藝,采用膜或PSA系統(tǒng)對(duì)原料氣進(jìn)行分離,其特征在于:以柴油機(jī)所排出的廢棄煙氣為原料氣,經(jīng)冷卻、干燥和除塵處理后進(jìn)入膜或PSA系統(tǒng)進(jìn)行分離,滲透過來的副產(chǎn)物富氧氣再送入柴油機(jī)助燃。本發(fā)明提供工藝所制得的富氮?dú)馄焚|(zhì)好,運(yùn)行成本低,對(duì)環(huán)境污染小,資源利用合理,且所需設(shè)備投資少。
文檔編號(hào)B01D53/047GK1296858SQ99122538
公開日2001年5月30日 申請(qǐng)日期1999年11月17日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月17日
發(fā)明者陳勇, 康元熙, 劉麗, 沈光林, 徐連祿, 張建海 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所