一種可穩(wěn)定提供富氧純度或富氧流量的膜分離供氧方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于空氣分離【技術領域】，具體涉及一種膜分離供氧方法及系統(tǒng)。本發(fā)明是在現(xiàn)有膜分離供氧系統(tǒng)的基礎上，增加一個與真空泵并聯(lián)的調節(jié)回路，連續(xù)監(jiān)測真空泵入口的壓力；當溫度降低時，可通過調節(jié)回路引入外部空氣或循環(huán)返回真空泵出口的富氧，以調整真空泵入口的真空度，進而調整膜分離器跨膜壓力比，從而取得穩(wěn)定純度或穩(wěn)定流量的富氧；當溫度升高時，可通過此調節(jié)回路放空；系統(tǒng)正常運行時，也可通過此調節(jié)回路實現(xiàn)低負荷啟動，避免真空泵過流以穩(wěn)定運行。本發(fā)明可有效的避免膜分離過程因應用環(huán)境溫度變化而導致制取的富氧組分或流量的波動，從而使膜分離系統(tǒng)在較低制造成本下為爐窯富氧助燃提供穩(wěn)定純度或者穩(wěn)定流量的富氧。
【專利說明】一種可穩(wěn)定提供富氧純度或富氧流量的膜分離供氧方法及系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于空氣分離【技術領域】，具體涉及一種膜分離供氧方法及裝系統(tǒng) 。
【背景技術】
[0002]膜法富氧技術是自70年代末逐漸發(fā)展起來的一種新分離方法，它利用有機高分子致密薄膜對氮、氧的選擇透過性差異，當在膜兩側存在壓力差或者壓力比時，混合氣體中滲透速率快的氣體如水蒸汽、氫氣、氦氣、氧氣、二氧化碳等透過膜后在膜的低壓側富集成為富氧空氣(視膜材料的氧氮分離系數(shù)不同，單級分離可獲得純度約為23-60%的富氧)，而滲透速率相對慢的氣體如氮氣、氬氣、甲烷和一氧化碳等在膜的滯留側被富集為貧氧(或富氮)空氣；膜分離方法為富氧提取開辟了一條新途徑，因它在分離濃縮的全過程中不存在相變，常溫分離，尤其以板式膜構建的負壓流程分離系統(tǒng)，具有設備簡單、制造成本低、能源消耗小、產量可調節(jié)、啟動迅速、操作簡便、系統(tǒng)靜態(tài)運行、可靠性高等突出優(yōu)點，是一種經濟的分離方法，目前，采用膜分離方法制取富氧已廣泛應用于富氧助燃、富氧通風、水處理等領域，尤其針對玻璃、冶金、水泥回轉窯、工業(yè)鍋爐等等熱能工程領域的富氧助燃。
[0003]單就空氣組分膜分離制氧過程來說，一旦選型確定了膜分離材料、膜材料的分離面積以及動力設備之后，因分離材料的本征性能、動力設備的能力已確定，膜分離過程自空氣中獲得的氧氣組分與流量的穩(wěn)定性主要與被分離的進料空氣的溫度有關。針對一個有可能應用于各種環(huán)境溫度條件下的富氧助燃系統(tǒng)，不同安裝應用場合的環(huán)境溫度會有所不同，甚至同一地點因季節(jié)的變化引起環(huán)境溫度的差異。因此，為爐窯富氧助燃提供氧氣的膜分離系統(tǒng)會因不同地點、不同季節(jié)、甚至早中晚間被分離空氣溫度的變化而導致分離出來的富氧空氣的流量、氧純度產生巨大的波動。由于膜分離提供富氧空氣系統(tǒng)的流量、氧氣純度的穩(wěn)定直接決定了富氧助燃過程的效果以及爐窯熱工系統(tǒng)調節(jié)的方便性，所以，從某種意義上說，如果不能提供穩(wěn)定純度或穩(wěn)定流量的富氧，以這種分離方法的富氧助燃系統(tǒng)的應用將受到嚴重的制約。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種為終端用氧點提供穩(wěn)定純度的富氧或者穩(wěn)定流量的富氧的膜分離供氧方法及裝系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明提供膜分離供氧方法，有別于現(xiàn)有技術的簡單膜分離過程，具體是在現(xiàn)有膜分離供氧系統(tǒng)的基礎上，增加一個與真空泵并聯(lián)的調節(jié)回路，連續(xù)監(jiān)測真空泵入口的壓力；當溫度降低時，可通過調節(jié)回路，引入外部空氣或循環(huán)返回真空泵出口的富氧，以調整真空泵入口的真空度，進而調整膜分離器跨膜壓力比，從而取得穩(wěn)定純度或穩(wěn)定流量的富氧；當溫度升高時，可通過此調節(jié)回路放空；系統(tǒng)正常運行時，也可通過此調節(jié)回路實現(xiàn)低負荷啟動，避免真空泵過流以穩(wěn)定運行。
[0006]相應于上述膜分離供氧方法，本發(fā)明的膜分離供氧系統(tǒng)，如圖2所示，是在現(xiàn)有膜分離供氧系統(tǒng)的基礎上，增加一個與真空泵并聯(lián)的調節(jié)回路，具體包括:
(1)優(yōu)選但非必要的至少一個過濾器AFOl；
(2)至少一個升壓設備AB01，用以將原料氣升壓到一定的壓力；該升壓設備也可放置在膜分離器之后，用以排除廢氣；
(3)至少一組膜分離器MOn(n=l，2，…N，N至少為1)，多組膜分離器時，各組膜分離器并聯(lián)連接；
(4)優(yōu)選但非必要的至少一組調節(jié)閥門V0nl、V0n2,n=l,2,…N,N至少為I,當環(huán)境溫度過高時，用于切換、隔離、調節(jié)進入膜分離器MOn的待分離空氣以及自膜分離器滲透側進入真空泵的流量；
(5 )優(yōu)選但非必要的一個壓力監(jiān)測設備PEOI，用以監(jiān)測真空泵入口壓力；
(6)至少一個抽真空設備AB02，用以建立膜分離器兩側跨膜壓力比；
(7)至少一個與真空泵并聯(lián)的調節(jié)回路，該調節(jié)回路由3個調節(jié)閥V101，V102，V103組成，如流程圖連接方法，其中，第二調節(jié)閥V102可自系統(tǒng)外部引入空氣至真空泵入口，第一調節(jié)閥VlOl可將真空泵出口的富氧空氣循環(huán)引入真空入口，第三調節(jié)閥V103可將系統(tǒng)內部即真空泵出口的富氧空氣引出至系統(tǒng)外部(排空)，第二調節(jié)閥V102與第一調節(jié)閥VlOl的連接點接入真空泵入口，第一調節(jié)閥VlOl與第三調節(jié)閥V103的連接點接入真空泵的出Π ；
(8)優(yōu)選但非必要包括以壓力監(jiān)測設備PEOl監(jiān)測到的真空泵入口壓力反饋控制調節(jié)閥門VlOl，V102, V103開度的控制與執(zhí)行機構；
(9)如公知技術，系統(tǒng)還需包含必要的控制組件，以使的系統(tǒng)動力設備能夠運行，控制閥門能夠按照要求進行切換等。
[0007]本發(fā)明可應對環(huán)境溫度變化而至少保證膜分離制氧可提供穩(wěn)定純度或者穩(wěn)定流量的富氧，可有效的避免膜分離過程因應用環(huán)境溫度變化而導致制取的富氧組分或流量的波動，從而使得以膜分離系統(tǒng)在較低制造成本為爐窯富氧助燃提供穩(wěn)定純度或者穩(wěn)定流量的氧化劑進行富氧助燃。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為現(xiàn)有的膜分離供氧方法與系統(tǒng)圖示。
[0009]圖2為本發(fā)明膜分離供氧方法與系統(tǒng)圖示。
[0010]圖中標號:AF01是空氣過濾器，VOnU V0n2是閥門，V101、V102、V103是調節(jié)閥，AB0UAB02是升壓設備，PEOl是壓力監(jiān)測設備，MOl~MON是膜分離器，AO是膜分離器的原料側入口也即空氣入口，Al是滯留氣出口也即廢氣排除口，A2是膜分離器負壓側也即滲透側出口，即富氧空氣出口。
【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖和實施例，比較本發(fā)明與現(xiàn)有技術的不同，并進一步描述本發(fā)明。
[0012]附圖中:
AF01，是空氣過濾器，可以是各種形式的過濾器，包括纖維形式、濾料形式、袋式過濾，優(yōu)選采用可自清潔形式或者各種組合形式的過濾器，用于過濾、清潔進入膜分離器的原料空氣，保證膜分離器對原料空氣的清潔度要求。
[0013]VOnl, V0n2是閥門，可以是各種形式的閥門，如各種手動、自動控制、調節(jié)的截止閥、蝶閥、閘閥等，優(yōu)選采用各種形式的自動調節(jié)閥，可以是氣動的、電動的、液動的，用于切換、隔離、調節(jié)進入膜分離器的待分離空氣以及自膜分離器滲透側進入真空泵的流量，其中，如果是自動調節(jié)閥門，它們可根據(jù)預先設定的邏輯開啟或關閉以及按照監(jiān)測的溫度進行流量、純度控制調節(jié)，這些閥門可以是氣動控制的，也可以是電動、液壓控制的自動閥。
[0014V101、V102、V103，是調節(jié)閥，V101、V102用于調節(jié)真空泵前的負壓，調節(jié)閥V102用于補償正常大氣進入真空泵入口，調節(jié)閥VlOl用于將真空泵后輸出的富氧循環(huán)返回真空泵入口，這些閥門可以是各種形式的閥門，如各種手動、自動控制、調節(jié)的截止閥、蝶閥、閘閥等，優(yōu)選采用各種形式的自動調節(jié)閥，可以是氣動的、電動的、液動的，它們可根據(jù)預先設定的邏輯，如按照監(jiān)測的溫度進行控制調節(jié)，也可按照監(jiān)測真空泵前的壓力進行調節(jié)，V103用于當真空泵超壓時放空，V102也可作為真空泵低負荷啟動時的開啟閥。
[0015]ABOI, AB02，是升壓設備，可以是各種形式的壓縮設備，如活塞式、離心式、螺桿、渦旋、羅茨、液環(huán)等等壓縮形式，將氣體升壓到適當?shù)膲毫?，ABOl用于將待分離組分升壓到進入分離器所需的分離壓力，AB02用于將膜分離器負壓側減壓至分離器所需的分離壓力并克服后續(xù)流體輸送的阻力。
[0016]PE01，是壓力監(jiān)測設備，用于監(jiān)測真空泵入口的壓力，可安裝在一切可以實時反映進入真空泵氣體壓力的任意位置，可以是壓敏或其它任意形式的壓力監(jiān)測設備。
[0017]MOfMON，是膜分離器，可以是板式膜，卷式膜，中空纖維膜，其中，AO是膜分離器的原料側入口也即空氣入口，Al是滯留氣出口也即廢氣排除口，A2是膜分離器負壓側也即滲透側出口，富氧空氣出口。
[0018]為方便解釋膜分離過程的膜分離器與膜分離制氧，如附圖1所示，釋義如下: 如附圖1所示的MOfMON是一種3 口薄膜分離器，每個薄膜分離器至少由I個原料氣
入口 A0，I個滯留氣出口 Al，I個滲透氣出口 A2組成，膜分離器中的膜分離材料至少分成了兩側，一側為正壓側，一側為負壓側，正壓側也即膜分離器的原料氣側，也稱為高壓側、滯留氣側，負壓側也即膜分離器的滲透氣側，也稱為低壓側、負壓側；
如附圖1所示是現(xiàn)有技術以膜法富氧技術為爐窯富氧助燃提供氧化劑的過程，其中，氣體經過AFOl過濾掉灰塵等雜質后經ABOl升壓后自膜分離器的AO入口進入膜分離器的正壓側，在膜分離器內，氣體經過膜分離后一部分滲透到低壓側、滲透側富集成富氧自A2輸出，另外一部分富集了難以滲透的貧氧富氮氣體則自滯留側出口 Al被排除出膜分離器，針對自空氣中分離富氧的膜分離過程，一般的，膜分離制取氧氣的純度與膜分離材料的氧氮分離系數(shù)(稱為阿爾法值)、氣體通過膜分離器正壓側與負壓側的絕對壓力比(稱為分離壓力比)以及原料氣和富氧產品氣之比(稱為空氧比)有關，氧氮分離系數(shù)越高，意味著可在更低的分離壓力比以及更小的空氧比下分離出更高純度的富氧氣體，針對相同的膜分離材料，分離壓力比越高，可以獲得更高純度的富氧，空氧比越大，可以獲得更高純度的富氧，而另一方面，膜分離制取富氧的流量即膜分離材料的滲透量，主要與原料氣體的溫度以及壓力有關，針對相同的膜分離材料，分離溫度越高，滲透量越大，分離壓力越高，滲透量越大；一個典型的如采用卷式或板式的分離器進行的膜分離過程中，ABOl主要以滿足提供新鮮空氣為主要目的，克服流體輸送的阻力，典型的，采用卷式膜分離器，升壓I~lOKPa，優(yōu)選的，建立2~5KPa的風壓以克服卷式膜本身具有的氣體流通阻力，而采用板式膜，甚至僅需建立數(shù)十到幾百帕的風壓，更有將ABOl放置在板式膜之后作為廢氣排放風機的做法，目的也僅僅是為了克服原料空氣進入膜分離器的阻力以不斷的提供新鮮空氣的目的，為避免濃差極化現(xiàn)象，通俗的說即是需要時刻滿足分離所需的新鮮空氣，ABOl的風量視分離材料的阿爾法值以及所需的富氧純度要求，典型的，如以阿爾法值2~3的膜分離材料做成的卷式膜、板式膜，為了獲得30%左右的富氧，典型的，經ABOl進入膜分離器MOf MON所需的風量大約為富氧空氣流量的8~20倍，更典型的，為所需富氧流量的10~15倍；同時，AB02則主要以滿足分離所需的壓力比為主要目的，即建立起膜兩側的分離壓力比為2~10，更典型的，在采用分離材料的阿爾法值在2~3的膜分離材料做成的卷式膜、板式膜，在所需富氧純度為30%左右時，約需建立起膜兩側的分離壓力比為4左右，即，如膜的正壓側壓力為I~5KPa的風壓，絕壓為大氣壓(101.325KPa)+(l~5KPa)，則負壓側應建立大約25Kpa(相當于_75KPa表壓的真空度)的絕壓，這樣，分離壓力比為【101.325+(2~5KPa)】/25 ^ 4倍，可獲得約30%的富氧純度；
如附圖1，參照上述，本專業(yè)的技術人員會了解，原料氣經ABOl進入MOfMON分離出的廢氣自Al排除，富氧經AB02收集送入用氣點，為了獲得穩(wěn)定的氧氣純度、氧氣流量，這一過程中因選型確定了 ABOl的風量、風壓，AB02的風量、風壓，也選型確定了膜分離器MOfMON，其分離材料的氧氮分離系數(shù)以及分離面積均已確定，當應用環(huán)境溫度變化時，將按照下述趨勢發(fā)生變化:
1、環(huán)境溫度升高時，進入膜分離器的溫度升高，針對確定面積與材料本證特性的膜分離器其滲透量將加大，同時，分離溫度的升高，還將導致分離系數(shù)的下降，更為重要的是，因為滲透量的加大，將直接導致設置的真空泵AB02的抽速不能滿足抽取到預定的分離壓力，這都將導致分離出來的富氧純度的降低，同時，分離出來的富氧流量將上升；
2、環(huán)境溫度下降時，進入膜分離器的溫度下降，針對確定面積與材料本證特性的膜分離器其滲透量將減小，同時，分離溫度的上升，還將導致分離系數(shù)的上升，更為重要的是，因為滲透量的減小，將直接導致設置 的真空泵AB02的抽速過大，直至超過預定的分離壓力，這都將導致分離出來的富氧純度的上升，同時，分離出來的富氧流量將下降；
以上，因為環(huán)境溫度的改變將直接導致為富氧助燃系統(tǒng)提供氧化劑的膜分離系統(tǒng)制取的富氧流量或富氧純度均產生大幅的波動，不利于進行富氧助燃；
本發(fā)明提供的膜分離供氧方法與系統(tǒng)如圖2所示。與原有技術不同，本發(fā)明通過與真空泵并聯(lián)的一個調節(jié)回路，連續(xù)監(jiān)測真空泵入口的壓力，當環(huán)境溫度降低時，通過調整該回路上的調節(jié)閥，如以補充的外部空氣或者循環(huán)返回的富氧對真空泵的入口壓力進行補償，間接調整了跨膜壓力比，從而可獲得穩(wěn)定的富氧純度或者穩(wěn)定的富氧流量；當環(huán)境溫度升高時，通過調整該回路上的調節(jié)閥，將多余的富氧放空，從而可將因為溫度變化導致純度或流量的波動消除或者減輕到符合富氧助燃要求的范圍內。
[0019]如附圖2，通過與真空泵并聯(lián)的一個調節(jié)回路，可進行真空泵入口壓力補償，通過調整該調節(jié)回路上的V102、V101調節(jié)閥，可間接調整膜分離系統(tǒng)跨膜壓力比，以一個按照4倍壓力比設計的膜分離系統(tǒng)(原可產生約30%純度的富氧空氣)為例，在其它分離條件都不變的情況下，如典型的，ABOl的風量、風壓，AB02的抽速、真空度，膜分離器的分離材料確定以及分離面積確定，在前面這些條件都確定的條件下，本發(fā)明因設計了該調節(jié)回路，可避免膜分離系統(tǒng)因環(huán)境溫度變化(不同安裝應用場合的環(huán)境溫度不同，甚至同一地點因春夏秋冬、早中晚的環(huán)境溫度不同)導致的富氧空氣的流量、氧純度產生巨大的變化，將這種變化消除或者減輕到符合富氧助燃要求的范圍內，至少可以降低了純度但可穩(wěn)定的富氧流量或者降低了流量但可穩(wěn)定純度的富氧空氣輸出，具體操作如下:
(1)原料空氣經過濾器AF01，將氣體中含有的灰塵等微粒性雜質截留后進入后級分離系統(tǒng)，該過濾器如公知技術所描述的一樣，可以是任意形式的過濾器，包括可以采用復合方法、自清潔形式的過濾器；
(2)氣體經過濾后送入升壓設備ABOI，升壓設備ABOl將空氣升壓至至少可克服膜分離器高壓側阻力的壓力后進入膜分離器，膜分離器可分組成η組，均勻接受原料空氣，η組并聯(lián)的膜分離器的滲透側接真空泵，自真空泵出口輸出富氧空氣，膜分離器可采用閥門VOnl、V0n2隔離；
(3)典型的，當運行環(huán)境溫度低，如在冬天運行或者晚間溫度較正常設計溫度低時，如溫度降至冰點，此時，通常因進氣溫度低，膜的滲透量大幅降低，如對系統(tǒng)不做任何改變，真空泵入口的真空度會持續(xù)上升，這將導致真空泵過流，系統(tǒng)將因保護而停機，這對一個爐窯富氧助燃系統(tǒng)來說顯然是不合適的；
此時，如果窯爐需要或者說可接受穩(wěn)定的流量，但允許更低的富氧純度，那么，可通過打開V102調節(jié)閥至一定開度，通過引入一部分正?？諝?含氧約21%)，以維持真空泵的入口壓力，可保持真空泵出口的富氧流量基本不變而僅僅是純度降低；
此時，如果窯爐需要或者說 可接受穩(wěn)定的純度，但允許更低的流量的富氧，那么，可通過打開VlOl調節(jié)閥至一定開度，通過引入真空泵泵出口的富氧(含氧約30%)以維持真空泵的入口壓力，可保持真空泵出口的富氧純度基本不變而僅僅是出口流量下降；
(4)典型的，當運行環(huán)境溫度高時，如在夏天運行或者中午溫度較正常設計溫度高時，如溫度升至45°C，此時，通常因進氣溫度高，膜的滲透量大幅增加，真空泵入口的真空度會持續(xù)下降，真空泵出口將排出更低純度但流量更大的富氧，如果不加以任何改變，這將導致后續(xù)用氣點壓力持續(xù)上升而導致真空泵背壓過大而過流，系統(tǒng)也將因保護而停機，這對一個爐窯富氧助燃系統(tǒng)來說顯然是不合適的，此時，通過V103調節(jié)閥將富氧排空，可維持真空泵的連續(xù)運轉，穩(wěn)定的供給后續(xù)用氣點穩(wěn)定流量而純度降低的富氧；
(5)在真空泵啟動、停機，或正常運行過程中如因客戶用氣量減少等情況時，也可通過上述調節(jié)回路從容避免負荷過重、過流甚至導致意外、頻繁停機等情況，典型的，如真空啟動時，可通過打開V102、V103，開通真空泵的旁路，避免啟動負荷過重，停機也然；在遭受客戶臨時用氣量減少時，可通過該回路打開VlOl循環(huán)返回，或者直接打開V103放空，從而可以避免臨時過流、甚至停機。
[0020]本發(fā)明通過與真空泵并聯(lián)的一個調節(jié)回路，還可通過連續(xù)監(jiān)測真空泵入口的壓力進行自動調節(jié)，當環(huán)境溫度降低至較設計值低時，通過自動調整該回路上的調節(jié)閥，如以空氣或者循環(huán)返回的富氧對真空泵的入口壓力進行補償，間接調整了跨膜壓力比，從而可獲得穩(wěn)定的富氧純度或者穩(wěn)定的富氧流量；當環(huán)境溫度升高至較設計值高時，通過調整該回路上的調節(jié)閥，將系統(tǒng)內的多余氣體引出至系統(tǒng)外部排空，從而可將因為溫度變化導致純度或流量的波動消除或者減輕到符合富氧助燃要求的范圍內，保持真空泵運行的穩(wěn)定。
[0021]并且，可通過本設計的回路，在真空泵啟動時，可通過打開V102，V103形成的回路，使真空泵啟動的負荷降低，在后續(xù)終端用氣點用氣量變化時，也可通過本發(fā)明的方法使得獲取的富氧空氣的純度或者流量相對現(xiàn)有技術來說更為穩(wěn)定，尤其在環(huán)境溫度變化時較為穩(wěn)定，使動力設備運行平穩(wěn)，而且，本發(fā)明的方法以相對廉價的建造成本解決了以膜分離方法提供富氧燃燒所需氧化劑的關鍵技術問題，增強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高系統(tǒng)運行的總效率。
[0022]本發(fā)明優(yōu)先應用于空氣組分膜分離過程為爐窯富氧助燃提供氧化劑，但是所公開的基本原則可用于很多其它的分離場合。通過本發(fā)明的方法可以實現(xiàn)分離的典型實例包括氧氣/氮氣的分離、氣體干燥、二氧化碳/甲烷的分離、二氧化碳/氮氣的分離、氫氣/氮氣的分離和烯烴/烷烴的分離。
[0023]本文所說的分離系數(shù)，如氧氮分離系數(shù)，其一般定義為: α (阿爾法)值，氧氮分離系數(shù)=(Qn2ZQ02)
式中Qn2和Q02分別為單位時間、壓力下純組分氮氣和氧氣通過特定膜材料的滲透量。
[0024]具體實例:
一個采用上海傯達弗材料科技有限公司膜分離材料生產的板式膜分離器，設計單組件富氧流量5000Nm3/hr，可由市售獲得，該分離器采用的氧氮分離膜材料在25°C條件下的分離系數(shù)為2.044，氧氣滲透量為5.068 Nm3/hr.bar.m2，氮氣滲透量為2.479 Nm3/hr ?bar *m2, 5000Nm3/hr.單組件分離器總共采用了 1381.1 m2膜材料,設計選型了一套25°C下21352.9 Nm3/hr抽速的真空泵，在25°C條件下取得了 29.61%純度的富5256.2NmVhrdi足用戶富氧燃燒的要求:
【權利要求】
1.一種膜分離供氧方法，其特征在于，在現(xiàn)有膜分離供氧系統(tǒng)的基礎上，增加一個與真空泵并聯(lián)的調節(jié)回路，連續(xù)監(jiān)測真空泵入口的壓力；當溫度降低時，通過調節(jié)回路，引入外部空氣或循環(huán)返回真空泵出口的富氧，以調整真空泵入口的真空度，進而調整膜分離器跨膜壓力比，從而取得穩(wěn)定純度或穩(wěn)定流量的富氧；當溫度升高時，可通過此調節(jié)回路放空；系統(tǒng)正常運行時，也可通過此調節(jié)回路實現(xiàn)低負荷啟動，避免真空泵過流以穩(wěn)定運行。
2.一種膜分離供氧系統(tǒng)，具體包括: (1)至少一個過濾器(AFOl)； (2)至少一個升壓設備(AB01)，用以將原料氣升壓到一定的壓力；該升壓設備也可放置在膜分離器之后，用以排除廢氣； (3)至少一組膜分離器(MOn)，n=l，2，…N，N至少為1，多組膜分離器時，各組膜分離器并聯(lián)連接； (4)至少一組調節(jié)閥門(VOnl、V0n2)，n=l，2，…N，N至少為1，當環(huán)境溫度過高時，用于切換、隔離、調節(jié)進入膜分離器(MOn)的待分離空氣以及自膜分離器滲透側進入真空泵的流量； (5)一個壓力監(jiān)測設備(PE01 )，用以監(jiān)測真空泵入口壓力； (6)至少一個抽真空設備(AB02)，用以建立膜分離器兩側跨膜壓力比； 其特征在于，還包括: (7)至少一個與真空泵并聯(lián)的調節(jié)回路，該調節(jié)回路由3個調節(jié)閥(V101，V102,V103)組成，其中，第二調節(jié)閥(V102)自系`統(tǒng)外部引入空氣至真空泵入口，第一調節(jié)閥(VlOl)將真空泵出口的富氧空氣循環(huán)引入真空入口，第三調節(jié)閥(V103)將系統(tǒng)內部即真空泵出口的富氧空氣引出至系統(tǒng)外部，第二調節(jié)閥(V102)與第一調節(jié)閥(VlOl)的連接點接入真空泵入口，第一調節(jié)閥(VlOl)與第三調節(jié)閥(V103)的連接點接入真空泵的出口 ； (8)以壓力監(jiān)測設備(PEOl)監(jiān)測到的真空泵入口壓力反饋控制調節(jié)閥門(V101、V102、V103)開度的控制與執(zhí)行機構。
3.一種基于權利要求所述膜分離供氧系統(tǒng)的供氧控制方法，其特征在于，具體操作如下: (1)原料空氣經過濾器(AF01)，將氣體中含有的灰塵等微粒性雜質截留后進入后級分離系統(tǒng)； (2)氣體經過濾后送入升壓設備(AB01)，升壓設備(ABOl)將空氣升壓至至少可克服膜分離器高壓側阻力的壓力后進入膜分離器，膜分離器分組成η組，均勻接受原料空氣，η組并聯(lián)的膜分離器的滲透側接真空泵，自真空泵出口輸出富氧空氣，膜分離器采用閥門(VOnl, V0n2)隔離； (3)當運行環(huán)境溫度降低時， 如果窯爐需要或者可接受穩(wěn)定的流量，但允許更低的富氧純度，那么，通過打開第二調節(jié)閥(V102)至一定開度，引入一部分正?？諝猓跃S持真空泵的入口壓力，保持真空泵出口的富氧流量基本不變而僅僅是純度降低； 如果窯爐需要或者可接受穩(wěn)定的純度，但允許更低的流量的富氧，那么，通過打開第二調節(jié)閥(VlOl)至一定開度，引入真空泵泵出口的富氧，以維持真空泵的入口壓力，保持真空泵出口的富氧純度基本不變而僅僅是出口流量下降；(4)當運行環(huán)境溫度升高時，通過打開第三調節(jié)閥(V103)將富氧排空，維持真空泵的連續(xù)運轉，穩(wěn)定地供給后續(xù)用氣點流量穩(wěn)定而純度降低的富氧； (5)在真空泵啟動、停機，或正常運行過程中出現(xiàn)客戶用氣量減少情況時，通過上述調節(jié)回路從容避免負荷過重、過流甚至導致意外、頻繁停機情況，具體包括:如真空啟動時，通過打開第二調節(jié)閥(V102)、第三調節(jié)閥(V103)，開通真空泵的旁路，避免啟動負荷過重，停機也然；在遭受客戶臨時用氣量減少時，通過打開第一調節(jié)閥(V101)，循環(huán)返回，或者直接打開第三調節(jié)閥(V103)放空，`從而避免臨時過流、甚至停機。
【文檔編號】C01B13/02GK103508422SQ201310467911
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年10月10日 優(yōu)先權日:2013年10月10日
【發(fā)明者】陳宗蓬, 王晨, 申廣浩, 羅二平 申請人:上海穗杉實業(yè)有限公司