膜分離制氮裝置講解課件

1、煤礦用移動式膜分離制氮裝置煤炭科學(xué)研究總院沈陽研究院2013.8 1. 概述1.1 產(chǎn)品特點：膜分離制氮系90年代世界上最先進的空氣分離制氮技術(shù)。在國外，膜分離技術(shù)主要應(yīng)用于油船、油庫的阻燃、糧食、蔬菜、水果、食品的保鮮以及易氧化材料的保存等。在國內(nèi)，石油、冶金工業(yè)、食品保鮮等領(lǐng)域也已有應(yīng)用。隨著高產(chǎn)、高效采煤技術(shù)的發(fā)展，綜采、綜放工作面采空區(qū)防滅火問題已成為煤礦生產(chǎn)迫切需要解決的問題。注氮防滅火作為惰化防滅火的主要形式，已被世界各主要產(chǎn)煤國家公認是行之有效的措施。煤礦安全規(guī)程（1992版）第224條規(guī)定：綜放開采有自燃傾向的厚及特厚煤層時，必須采用以注入惰性氣體為主的綜合防滅火措施。 。煤炭

2、科學(xué)研究總院撫順分院研制開發(fā)的專利產(chǎn)品DM系列礦用井下移動式膜分離制氮裝置，以下簡稱“制氮裝置”，采用中空纖維膜分離空氣中的氧、氮，制取高純度的氮氣獲得成功。經(jīng)國家防爆安全產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心檢測，授以整機防爆合格證并取得煤礦礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志證書。1996年8月取得國家實用新型專利。1.2 主要用途及使用范圍制氮裝置可以直接用于防治煤礦井下有煤或瓦斯突出場所的煤炭自然發(fā)火。1.3 品種、規(guī)格制氮裝置一般有膜分離制氮裝置和碳分子篩制氮裝置兩個品種，本產(chǎn)品是采用膜分離制氮原理的制氮裝置。制氮裝置，根據(jù)產(chǎn)氮量分為200、300、400、500、600、800、1000、1200 m3/h型(參見MT

3、/T 774 4.2條)。1.4 型號的組成及其代表意義制氮裝置的型號含義：DM / 出口壓力（MPa值的0.1倍） 氮氣流量m3/ h D表示煤礦用制氮裝置，M表示膜分離標(biāo)記示例： DT800/8 表示出口壓力0.8MPa，產(chǎn)氣量800m3 / h煤礦用移動式膜分離制氮裝置。1.5 使用環(huán)境條件 環(huán)境溫度：040C； 大氣壓力：80 kPa106 kPa； 相對濕度：95（25時）；并考慮到因溫度變化發(fā)生在產(chǎn)品表面的凝露； 在周圍空氣含有甲烷、煤塵爆炸性氣體混合物，無滴水、無強烈顛簸和振動等場合中； 所使用的冷卻水水質(zhì)應(yīng)無腐蝕性，無雜質(zhì)。1.6 工作條件 供電條件：1140（660） V 5

4、0Hz ； 供水條件：流量不小于20m3/h（單臺空壓機的水量），水質(zhì)為無腐蝕性、無雜質(zhì)的工業(yè)用水。 通風(fēng)良好，礦塵較小，無積水、無滴水的專用峒室內(nèi)，或者在較為潔凈的巷道內(nèi)。 工作環(huán)境的有害氣體、瓦斯、煤塵含量和通風(fēng)量應(yīng)符合煤礦安全規(guī)程的規(guī)定。 2.結(jié)構(gòu)特征與工作原理2.1 總體結(jié)構(gòu)制氮裝置由空壓機段、空氣預(yù)處理段及膜分離段三部分組成。分體組裝在礦用平板車上，三段之間以高壓膠管相連，從而構(gòu)成制氮裝置。2.2 工作原理膜分離原理：氣體混合物通過高分子膜時，由于各種氣體在膜中溶解度和擴散系數(shù)的差別，導(dǎo)致不同氣體在膜中相對滲透速率之不同。滲透速率相對高的氣體如水、氫氣、氦氣、硫化氫、二氧化碳等透過膜

5、后，在膜的滲透側(cè)被富集，而滲透率相對較低的氣體，如甲烷、氮氣、一氧化碳和氬氣等氣體則在膜滯留側(cè)被富集，從而達到混合氣體分離的目的。整個分離過程是平穩(wěn)連續(xù)的。空氣中的氧氮分離是通過這種中空纖維膜組件來完成的，每根中空纖維膜組件中裝有數(shù)以萬計細如發(fā)絲的中空纖維膜，細小的中空纖維膜就如同一根塑料管（實際上就是一種特殊塑料管）由于空氣中的氧氣與氮氣在管中的透過速率不同，當(dāng)壓縮空氣進入管中后，單位時間內(nèi)氧氣、水蒸氣等滲透速率相對高的氣體大部分透過管壁并排空，而氮氣則在管中富集從管的另一端輸出。制氮裝置以螺桿式空氣壓縮機為供氣源，通過壓縮空氣預(yù)處理段對空氣進行除油、除塵、除水、恒溫處理后，再由膜分離段中的

6、膜組件對空氣進行分離富集而制取氮氣。膜組件示意圖 3. 主要部件或功能單元的結(jié)構(gòu)空壓機段由螺桿空壓機組成，排氣壓力為1.2Mpa?？諝忸A(yù)處理段是由螺旋板式換熱器、四級過濾器及系統(tǒng)控制部分組成。膜分離段由數(shù)根膜組件并聯(lián)和調(diào)節(jié)閥門、壓力儀表等組成。 4. 技術(shù)特征整機防爆：DM系列制氮裝置整機防爆，不但可以制造成井下移動式，也可以制造成地面固定式或地面移動式。體積小、安裝移動方便：DM系列制氮裝置可以方便的運移到任何注氮地點，特別是能夠適于多個工作面或礦井隨機使用。性能可靠、操作簡單：只有空壓機段有運轉(zhuǎn)機件，其他部分皆屬靜態(tài)工作，可保證長期運行而系統(tǒng)性能穩(wěn)定。產(chǎn)氮量可調(diào)：增加或減少膜組件數(shù)量，就可

7、改變產(chǎn)氮量。保護齊全：DM系列制氮裝置具有超溫、超壓等多種保護功能，并在線連續(xù)顯示主要技術(shù)參數(shù)。數(shù)據(jù)輸出：氮氣純度和瞬時流量值以標(biāo)準(zhǔn)電流信號輸出，可以實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)。 5. 開、停機5.1 開機：1. 保證空壓機的出氣閥門處于打開狀態(tài)，注氮管路暢通。2.開機前空壓機的操作面板上的手柄在“卸載”位置。3.確認空壓機“正轉(zhuǎn)”運行。4.供水。打開空壓機的3個冷卻器頂端的放氣閥，讓氣體排凈，水充滿冷卻器，然后關(guān)閉 。5.供電。給空壓機和電源箱供電。6.按紅色電源箱的“開”按鈕，啟動檢測儀表。7.按空壓機操作面板上的綠色“啟動”按鈕開機；待空壓機的排氣壓力達到“0.3Mpa”左右穩(wěn)定后再將手柄轉(zhuǎn)到“加載”位置。8.調(diào)整純度調(diào)節(jié)閥至合適位置，純度、流量達到額定數(shù)值，設(shè)備正常運行。5.2 停機：1.將空壓機操作面板上的手柄轉(zhuǎn)到“卸載”位置。2.對4個過濾器底部的手動排污閥打開，稍后關(guān)閉，完成一次排污操作。3.打開過濾器前的“放空閥”排凈水和氣體再關(guān)閉。4.按紅色電源箱的“關(guān)”按鈕斷電。5.待空壓機排氣壓力降到“0.4Mpa”以下時再按操作面板上的紅色“停止”按鈕關(guān)機。6.停止對空壓機和紅色電源箱的供電。7.停止供水。 6.運行時的維護、保養(yǎng)開機時必須開啟所有排污閥，以保證徹底排除裝置內(nèi)部的冷凝水。過濾器芯累計使用3000小時，必須及時