一种可稳定提供富氧纯度或富氧流量的膜分离供氧方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103508422103508422A(43)申请公布日2014.01.15(21)申请号201310467911.0(22)申请日2013.10.10(71)申请人上海穗杉实业有限公司地址201506上海市金山区金山工业区天工路285弄5号(72)发明人陈宗蓬王晨申广浩罗二平(74)专利代理机构上海正旦专利代理有限公司31200代理人陆飞盛志范(51)Int.Cl.C01B13/02(2006.01)B01D53/22(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书8页说明书8页附图1页附图1页(54)发明名称一种可稳定提供富氧纯度或富氧流量的膜分离供氧方法及系统(57)摘要本发明属于空气分离技术领域，具体涉及一种膜分离供氧方法及系统。本发明是在现有膜分离供氧系统的基础上，增加一个与真空泵并联的调节回路，连续监测真空泵入口的压力；当温度降低时，可通过调节回路引入外部空气或循环返回真空泵出口的富氧，以调整真空泵入口的真空度，进而调整膜分离器跨膜压力比，从而取得稳定纯度或稳定流量的富氧；当温度升高时，可通过此调节回路放空；系统正常运行时，也可通过此调节回路实现低负荷启动，避免真空泵过流以稳定运行。本发明可有效的避免膜分离过程因应用环境温度变化而导致制取的富氧组分或流量的波动，从而使膜分离系统在较低制造成本下为炉窑富氧助燃提供稳定纯度或者稳定流量的富氧。CN103508422ACN1035842ACN103508422A权利要求书1/2页1.一种膜分离供氧方法，其特征在于，在现有膜分离供氧系统的基础上，增加一个与真空泵并联的调节回路，连续监测真空泵入口的压力；当温度降低时，通过调节回路，引入外部空气或循环返回真空泵出口的富氧，以调整真空泵入口的真空度，进而调整膜分离器跨膜压力比，从而取得稳定纯度或稳定流量的富氧；当温度升高时，可通过此调节回路放空；系统正常运行时，也可通过此调节回路实现低负荷启动，避免真空泵过流以稳定运行。2.一种膜分离供氧系统，具体包括：（1）至少一个过滤器（AF01）；（2）至少一个升压设备（AB01），用以将原料气升压到一定的压力；该升压设备也可放置在膜分离器之后，用以排除废气；（3）至少一组膜分离器（M0n），n=1，2，…N，N至少为1，多组膜分离器时，各组膜分离器并联连接；（4）至少一组调节阀门（V0n1、V0n2），n=1，2，…N，N至少为1，当环境温度过高时，用于切换、隔离、调节进入膜分离器（M0n）的待分离空气以及自膜分离器渗透侧进入真空泵的流量；（5）一个压力监测设备（PE01），用以监测真空泵入口压力；（6）至少一个抽真空设备（AB02），用以建立膜分离器两侧跨膜压力比；其特征在于，还包括：（7）至少一个与真空泵并联的调节回路，该调节回路由3个调节阀（V101，V102，V103）组成，其中，第二调节阀（V102）自系统外部引入空气至真空泵入口，第一调节阀（V101）将真空泵出口的富氧空气循环引入真空入口，第三调节阀（V103）将系统内部即真空泵出口的富氧空气引出至系统外部，第二调节阀（V102）与第一调节阀（V101）的连接点接入真空泵入口，第一调节阀（V101）与第三调节阀（V103）的连接点接入真空泵的出口；（8）以压力监测设备（PE01）监测到的真空泵入口压力反馈控制调节阀门（V101、V102、V103）开度的控制与执行机构。3.一种基于权利要求所述膜分离供氧系统的供氧控制方法，其特征在于，具体操作如下：（1）原料空气经过滤器（AF01），将气体中含有的灰尘等微粒性杂质截留后进入后级分离系统；（2）气体经过滤后送入升压设备（AB01），升压设备（AB01）将空气升压至至少可克服膜分离器高压侧阻力的压力后进入膜分离器，膜分离器分组成n组，均匀接受原料空气，n组并联的膜分离器的渗透侧接真空泵，自真空泵出口输出富氧空气，膜分离器采用阀门（V0n1、V0n2）隔离；（3）当运行环境温度降低时，如果窑炉需要或者可接受稳定的流量，但允许更低的富氧纯度，那么，通过打开第二调节阀（V102）至一定开度，引入一部分正常空气，以维持真空泵的入口压力，保持真空泵出口的富氧流量基本不变而仅仅是纯度降低；如果窑炉需要或者可接受稳定的纯度，但允许更低的流量的富氧，那么，通过打开第二调节阀（V101）至一定开度，引入真空泵泵出口的富氧，以维持真空泵的入口压力，保持真空泵出口的富氧纯度基本不变而仅仅是出口流量下降；2CN103508422A权利要求书2/2页（4）当运行环境温度升高时，通过打开第三调节阀（V103）将富氧排空，维持真空泵的连续运转，稳定地供给后续用气点流量稳定而纯度降低的富氧；（5）在真空泵启动