專利名稱：高壓空氣的分離系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從空氣中分離氣體的技術(shù)，特別是涉及高壓空氣的分離系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
空氣是多種氣體的混合物，其中氮78 %、氧21 %、氬0. 93 %、二氧化碳0. 03%、氖0. 0018% (均為體積百分?jǐn)?shù))，還有其他惰性氣體。這些氣體都是良好的自然能源，具有各自的物理特性和用途。氫氣是世界上已知的最輕的氣體，密度為0. 0899克/升，它在石油化工、電子工業(yè)、冶金工業(yè)、航空航天等方面有著廣泛的應(yīng)用。氘氣的密度為0. 167克/升，是氫的同位素，可用于軍工、核燃料等領(lǐng)域。氚氣的密度為0. 2505克/升，也是氫的同位素，可用于核燃料，是氫彈的主要原料之一，也是受控聚變反應(yīng)的燃料之一。氖氣的密度為0. 9克/升，可作為彩色霓虹燈的充裝氣體，也可用作低溫冷卻劑。氮?dú)獾拿芏葹?.25克/升，主要用于合成氨，也是合成纖維、合成樹(shù)脂、合成橡膠等的重要原料。氧氣的密度為1. 429克/升，氧氣的用途極其廣泛，在冶金工業(yè)中，煉鋼時(shí)吹以高純度氧氣，氧便和碳及磷、硫等起氧化反應(yīng)，這不但降低了鋼的含碳量，還有利于清除磷、硫等雜質(zhì)；在國(guó)防工業(yè)中，液氧是火箭最好的助燃劑。氬氣的密度為1.784克/升，在煉鋼過(guò)程中，可用于置換氣體或蒸氣并防止工藝流程中的氧化；還可用于不銹鋼精煉中使用的氬氧脫碳工藝。二氧化碳的密度為1. 98克/升，可將其注入飲料中，使飲料中帶有氣泡，增加飲用時(shí)的口感；它的重量比空氣重，不助燃，可用于滅火器滅火。其他廢氣可用于再發(fā)電。如何將高壓空氣中各種有用的氣體分離出來(lái)，在全世界都引起了高度重視。目前，常用的方法是在低溫下利用精餾將空氣分離為它的各種組分，按照該方法，將空氣壓縮，冷卻至某一適于精餾的溫度，然后將它引入空氣分離單元，該空氣分離單元包含一個(gè)或多個(gè)塔，在塔中空氣被蒸餾為它的各種組分，但是分離過(guò)程復(fù)雜，分離出來(lái)的氣體純度達(dá)不到要求。還可以采用分子篩式空氣分離系統(tǒng)，其原理是氣體經(jīng)過(guò)濾器進(jìn)入空氣分離裝置，由空氣分離裝置的空氣分配閥將具有一定正壓力的空氣輸入分子篩管道從而實(shí)現(xiàn)空氣中氧氣、氮?dú)獾姆蛛x，但是采用正壓氣體供氣，極易形成空氣中的水分、雜質(zhì)等被吸附在分子篩上，不易排出，縮短了分子篩的使用壽命。此外，現(xiàn)有技術(shù)中的空氣分離裝置基本上都不使用環(huán)保能源，因此，其共同缺點(diǎn)是消耗大量能量，而且造成大量排放，不利于環(huán)境。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明旨在提供一種全新的空氣的分離方法和系統(tǒng)，并將其公之于眾，依法獲得該技術(shù)方案的專利權(quán)。該空氣分離方法和系統(tǒng)不僅能克服現(xiàn)有技術(shù)中的各種缺陷，而且能夠利用清潔能源，特別是風(fēng)能，不僅有利于環(huán)保，而且擴(kuò)展了風(fēng)能的用途。高壓空氣儲(chǔ)氣庫(kù)中的氣體是多種氣體的混合物，其中有氫氣、氘氣、氚氣、氖氣、氮?dú)?、氧氣、氬氣、二氧化碳和其他廢氣。這些氣體都是良好的自然能源，具有各自的物理特性和用途，應(yīng)將其分離出來(lái)輸送到各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中充分利用。本發(fā)明的分離系統(tǒng)能有效的將高壓空氣中的各種氣體分離出來(lái)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明首先提供一種分離空氣的方法，其包括將空氣壓縮到一定程度，然后將其進(jìn)行分離。優(yōu)選的是，所述空氣壓縮步驟通過(guò)以一種自然能為動(dòng)力的空氣壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)，以有利于環(huán)境。特別優(yōu)選的是，采用風(fēng)能為所述壓縮機(jī)的動(dòng)力。因?yàn)轱L(fēng)能是一種幾乎無(wú)處不有的能源。尤其優(yōu)選的是，所述壓縮機(jī)由一風(fēng)力發(fā)電機(jī)供電，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)置于風(fēng)道井內(nèi)部，其包括一具有縮徑部的變徑涵道裝置；一發(fā)電機(jī)設(shè)置于該涵道裝置內(nèi)；一用以驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的葉輪設(shè)置于所述涵道裝置內(nèi)縮徑部的最小直徑處，并連接于發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸上；所述轉(zhuǎn)子軸穿過(guò)該發(fā)電機(jī)，其穿出端連接有一壓氣渦輪，其相對(duì)于所述葉輪位于所述涵道裝置的進(jìn)風(fēng)方向。通過(guò)這一方案，擴(kuò)大了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的應(yīng)用。優(yōu)選的是，所述涵道裝置入口與涵道裝置出口口徑相同，其外壁呈圓柱形。優(yōu)選的是，所述涵道裝置側(cè)壁縱截面兩側(cè)為凸部向內(nèi)的對(duì)稱的平滑漸變曲線，并由該平滑漸變曲線形成所述縮徑部。優(yōu)選的是，所述對(duì)稱的平滑漸變曲線為對(duì)稱的雙曲線。風(fēng)力發(fā)電機(jī)盡可能同軸設(shè)置于風(fēng)道井的中心部位，且其橫截面積小于等于風(fēng)道井橫截面積的50%，對(duì)周邊氣流的干擾相對(duì)較小，利于已做功氣流流速和壓力的恢復(fù)，以保障下一級(jí)發(fā)電裝置的有效運(yùn)轉(zhuǎn)。優(yōu)選的是，所述涵道裝置與風(fēng)道井同軸設(shè)置。優(yōu)選的是，所述葉輪、發(fā)電機(jī)、壓力渦輪的組合結(jié)構(gòu)整體通過(guò)數(shù)條發(fā)電機(jī)支撐架固定在涵道壁上，并全部包容在所述涵道裝置的外輪廓線之內(nèi)，即涵道裝置入口與涵道裝置出口之間，可最大限度減小對(duì)周邊氣流的擾動(dòng)。優(yōu)選的是，所述葉輪通過(guò)一用以增速的變速裝置與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸相連接，使發(fā)電機(jī)獲得相對(duì)較高的轉(zhuǎn)速。優(yōu)選的是，所述壓氣渦輪與轉(zhuǎn)子軸之間也具有用以調(diào)節(jié)壓氣渦輪轉(zhuǎn)速的變速裝置。優(yōu)選的是，所述發(fā)電機(jī)為變頻永磁發(fā)電機(jī)，便于維護(hù)并易于適應(yīng)相對(duì)不夠穩(wěn)定的功率輸入條件。為實(shí)現(xiàn)上述按照本發(fā)明的方法，按照本發(fā)明的第二方面，提供一種空氣的分離系統(tǒng)，其具有空氣壓縮系統(tǒng)、高壓空氣儲(chǔ)氣庫(kù)和分離設(shè)備，所述空氣壓縮系統(tǒng)與高壓空氣儲(chǔ)氣庫(kù)連接以存儲(chǔ)壓縮氣體；所述高壓空氣儲(chǔ)氣庫(kù)通過(guò)管道與一個(gè)以上的分離設(shè)備串聯(lián)，以將高壓空氣引入到分離設(shè)備中進(jìn)行分離；所述分離設(shè)備通過(guò)管道與儲(chǔ)氣罐連接以將分離出來(lái)的氣體儲(chǔ)存到儲(chǔ)氣罐中；所述儲(chǔ)氣罐與氣體純化裝置連接以干燥、凈化分離出來(lái)的氣體。本發(fā)明的高壓空氣的分離系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，分離出來(lái)的氣體純度高；所采用的分離設(shè)備體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，分離效率高，生產(chǎn)能力大，附屬設(shè)備少。優(yōu)選的是，所述空氣壓縮系統(tǒng)由一風(fēng)力發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。更優(yōu)選的是，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)置于一綜合能源風(fēng)道井發(fā)電站的風(fēng)道井內(nèi)，該風(fēng)力發(fā)電機(jī)連接有空氣壓縮裝置，該空氣壓縮裝置連接有壓縮空氣的儲(chǔ)氣裝置，該儲(chǔ)氣裝置進(jìn)而連接到其他發(fā)電站。具體地說(shuō)，一種風(fēng)力發(fā)電站，通過(guò)風(fēng)能發(fā)電以驅(qū)動(dòng)空氣壓縮裝置，進(jìn)而通過(guò)該空氣壓縮裝置產(chǎn)生壓縮空氣作為蓄能介質(zhì)，并將其存儲(chǔ)于儲(chǔ)氣裝置中，再將儲(chǔ)氣裝置中的壓縮空氣作為其他發(fā)電站(例如網(wǎng)電)的主要驅(qū)動(dòng)能源或輔助驅(qū)動(dòng)能源，以穩(wěn)定的發(fā)電或?qū)Πl(fā)電站進(jìn)行調(diào)峰補(bǔ)償發(fā)電以適應(yīng)電網(wǎng)的入網(wǎng)要求。優(yōu)選的是，所述綜合能源風(fēng)道井發(fā)電站具有設(shè)置于風(fēng)道井中的氣動(dòng)馬達(dá)，所述儲(chǔ)氣裝置的排放端連接于該氣動(dòng)馬達(dá)的輸入端。優(yōu)選的是，所述氣動(dòng)馬達(dá)通過(guò)機(jī)械或電傳動(dòng)裝置與所述綜合能源風(fēng)道井發(fā)電站的風(fēng)力發(fā)電機(jī)相連接。優(yōu)選的是，所述其他發(fā)電站是氣壓渦輪發(fā)電機(jī)發(fā)電站，該氣壓渦輪發(fā)電機(jī)的輸入端與所述儲(chǔ)氣裝置的輸出端相連接。優(yōu)選的是，所述風(fēng)道井設(shè)置在豎直方向上，以自下而上地引風(fēng)。優(yōu)選的是，所述風(fēng)道井的頂端帶有一消音器，該消音器具有一端帽，連接在風(fēng)塔(即風(fēng)道井)頂端，且具有數(shù)個(gè)分散設(shè)置的排氣孔。所述消音器包括數(shù)組相間隔并同軸設(shè)置的圓柱狀消音筒，優(yōu)選的是，消音筒由三個(gè)不等徑的圓筒結(jié)構(gòu)相互間隔一間隙地套疊并同軸設(shè)置在風(fēng)道井的出口處；各消音筒均開(kāi)設(shè)有數(shù)個(gè)水平排氣孔；所述端帽相間隔地包覆在所述消音筒的最外側(cè)；消音筒的下開(kāi)口與風(fēng)道井的上端相連通。相鄰消音筒上開(kāi)設(shè)的水平排氣孔相互錯(cuò)開(kāi)設(shè)置，亦即各排氣孔的孔心相互不對(duì)齊。優(yōu)選設(shè)置三層消音筒。消音器上具有一空心圓錐端，數(shù)個(gè)排氣孔設(shè)置在該圓錐端的錐面上。每層消音筒上的排氣孔的面積總和均大于等于風(fēng)道井的出口橫截面積。排氣孔的形狀除圓孔外，亦可采用槽縫結(jié)構(gòu)，同樣使各層的槽縫相互錯(cuò)開(kāi)，以避免氣流直接同時(shí)穿過(guò)相鄰的消音筒。通常，圓錐端的頂端設(shè)置有避雷裝置，也可根據(jù)需要設(shè)置警示、信號(hào)裝置。優(yōu)選的是，所述分離設(shè)備為離心機(jī)，離心機(jī)與電機(jī)連接用以驅(qū)動(dòng)離心機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。因?yàn)殡x心機(jī)的體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，分離效率高，生產(chǎn)能力大，尤其對(duì)于同位素而言，因其重量接近，所以必須使用分離能力較強(qiáng)的離心機(jī)進(jìn)行分離。離心機(jī)的轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生強(qiáng)大的離心力，使高壓空氣中密度較大的氣體向外移動(dòng)，密度相對(duì)較小的氣體集中在中心附近，當(dāng)打開(kāi)高壓空氣氣動(dòng)閥后，中心附近的氣體流出進(jìn)入儲(chǔ)氣罐中，而外側(cè)的氣體便流向下一個(gè)離心機(jī)繼續(xù)分離，以此類推。優(yōu)選的是，所述離心機(jī)為九臺(tái)，分別由九臺(tái)電機(jī)帶動(dòng)其運(yùn)轉(zhuǎn)。高壓空氣中含有氫氣、氘氣、氚氣、氖氣、氮?dú)狻⒀鯕?、氬氣、二氧化碳和其他廢氣，這九種氣體的密度依次增大，所以采用九臺(tái)離心機(jī)同時(shí)進(jìn)行分離，使得九種氣體分別分離出來(lái)。優(yōu)選的是，所述的九臺(tái)離心機(jī)通過(guò)兩條平行的管道串聯(lián)在一起，其中的一臺(tái)離心機(jī)與所述的高壓空氣儲(chǔ)氣庫(kù)相連。優(yōu)選的是，所述的九臺(tái)離心機(jī)分別與九個(gè)儲(chǔ)氣罐連接用以儲(chǔ)存分離出來(lái)的不同氣體。[0041]優(yōu)選的是，所述的九個(gè)儲(chǔ)氣罐分別與九個(gè)氣體純化裝置連接用以干燥、凈化分離出來(lái)的不同氣體。因?yàn)榉蛛x出來(lái)的氣體中含有很多雜質(zhì)，其中主要由水、油及顆粒雜質(zhì)所構(gòu)成，如果不對(duì)其進(jìn)行處理而直接使用，空氣中的雜質(zhì)會(huì)對(duì)系統(tǒng)中的元件造成很大的危害，使設(shè)備的維護(hù)成本上升，使用壽命縮短。優(yōu)選的是，所述高壓空氣儲(chǔ)氣庫(kù)的出氣管道上設(shè)置高壓空氣氣動(dòng)閥。當(dāng)開(kāi)啟氣動(dòng)閥時(shí)，儲(chǔ)氣庫(kù)中的高壓空氣便流出，從管道中進(jìn)入離心機(jī)；當(dāng)關(guān)閉氣動(dòng)閥時(shí)，高壓空氣便被截流。優(yōu)選的是，所述高壓空氣儲(chǔ)氣庫(kù)的出氣管道的旁邊設(shè)置彎形出氣管道，彎形出氣管道的一端與高壓空氣儲(chǔ)氣庫(kù)連接，另一端與其旁邊的出氣管道連接。彎形出氣管道有兩個(gè)作用，其一是在打開(kāi)高壓空氣氣動(dòng)閥后，空氣壓力降到所需壓力附近時(shí)，可通過(guò)手動(dòng)閥進(jìn)行微調(diào)，以便達(dá)到更準(zhǔn)確的壓力；其二是若高壓空氣氣動(dòng)閥在開(kāi)啟的過(guò)程中失靈，氣體沒(méi)有流出來(lái)，這時(shí)可通過(guò)開(kāi)啟手動(dòng)閥使氣體流出進(jìn)入離心機(jī)。優(yōu)選的是，所述高壓空氣儲(chǔ)氣庫(kù)的彎形出氣管道上設(shè)置手動(dòng)閥。優(yōu)選的是，所述高壓空氣儲(chǔ)氣庫(kù)的出氣管道及彎形出氣管道和與其相連的離心機(jī)之間的管道上依次設(shè)置氣體流量表和壓力表。氣體流量表用于監(jiān)測(cè)從儲(chǔ)氣庫(kù)中流出的氣體的流量的，通過(guò)表上顯示的流量值來(lái)調(diào)節(jié)氣體的流量，流量不同，氣體流出的速度和體積就不同。壓力表用于監(jiān)測(cè)氣體壓力的，高壓空氣在進(jìn)入離心機(jī)之前需要降到適宜的壓力，否則影響分離效果和離心機(jī)的壽命。優(yōu)選的是，所述離心機(jī)的出氣管道上設(shè)置高壓空氣氣動(dòng)閥。效果同上所述。優(yōu)選的是，所述離心機(jī)的出氣管道的旁邊設(shè)置彎形出氣管道，彎形出氣管道的一端與離心機(jī)連接，另一端與其旁邊的出氣管道連接。效果同上所述。優(yōu)選的是，所述的離心機(jī)的彎形出氣管道上設(shè)置手動(dòng)閥。優(yōu)選的是，所述離心機(jī)的出氣管道及彎形出氣管道和與其相連的儲(chǔ)氣罐之間的管道上依次設(shè)置壓力表和溫度表。壓力表的效果同上所述。溫度表用于監(jiān)測(cè)從離心機(jī)分離出來(lái)的氣體的溫度，隨著壓力的降低氣體的溫度也降低。優(yōu)選的是，所述儲(chǔ)氣罐的出氣管道上設(shè)置高壓空氣氣動(dòng)閥。效果同上所述。優(yōu)選的是，所述儲(chǔ)氣罐的出氣管道的旁邊設(shè)置彎形出氣管道，彎形出氣管道的一端與儲(chǔ)氣罐連接，另一端與其旁邊的出氣管道連接。效果同上所述。優(yōu)選的是，所述的儲(chǔ)氣罐的彎形出氣管道上設(shè)置手動(dòng)閥。優(yōu)選的是，所述儲(chǔ)氣罐的出氣管道及彎形出氣管道和與其相連的氣體純化裝置之間的管道上依次設(shè)置壓力表和溫度表。效果同上所述。優(yōu)選的是，與儲(chǔ)氣罐連接的氣體純化裝置依次包括油氣分離器、水氣分離器和氣體干燥器。首選經(jīng)過(guò)油氣分離器，將從壓縮機(jī)中攜帶的少量潤(rùn)滑油分離掉；再經(jīng)過(guò)水氣分離器，將氣體中的水分分離掉；最后經(jīng)過(guò)氣體干燥器，將多余的水蒸氣分離掉。氣體經(jīng)過(guò)上述凈化處理后不會(huì)對(duì)系統(tǒng)的元器件造成危害，減少了維修成本，提高了設(shè)備的使用壽命。優(yōu)選的是，所述氣體純化裝置與螺栓灌裝口之間的管道上設(shè)置壓力傳感器報(bào)警器。主要用于監(jiān)測(cè)出氣壓力和或進(jìn)氣壓力的，若出氣壓力低于儲(chǔ)氣罐內(nèi)的壓力，報(bào)警器報(bào)警，提示出氣壓力偏高；若進(jìn)氣壓力高于使用設(shè)備所能承載的壓力，報(bào)警器報(bào)警，提示進(jìn)氣壓力偏低。[0056]優(yōu)選的是，所述高壓空氣為壓縮空氣，其壓強(qiáng)為120 180大氣壓。優(yōu)選的是，所述分離出來(lái)的氣體依次包括氫氣、氘氣、氚氣、氖氣、氮?dú)?、氧氣、氬氣、二氧化碳和廢氣。這幾種氣體的密度依次為0. 0899克/升、0. 167克/升、0. 2505克/升、0. 9克/升、1. 25克/升、1.似9克/升、1. 784克/升和1. 98克/升。離心機(jī)先將密度最低的氣體分離出來(lái)，以此類推。
下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，其中圖1為按照本發(fā)明的高壓空氣的分離系統(tǒng)的一優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為按照本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電站的蓄能發(fā)電系統(tǒng)框圖。圖中標(biāo)注說(shuō)明高壓空氣儲(chǔ)氣庫(kù)1，離心機(jī)2，電機(jī)3，儲(chǔ)氣罐4，高壓空氣氣動(dòng)閥5，手動(dòng)閥6，氣體流量表7，壓力表8，溫度表9，油氣分離器10，水氣分離器11，氣體干燥器12，壓力傳感器報(bào)警器13，螺栓灌裝口 14，出氣管道15，彎形出氣管道16。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，一高壓空氣的分離系統(tǒng)，包括空氣壓縮系統(tǒng)、高壓空氣儲(chǔ)氣庫(kù)1和離心機(jī)2?？諝鈮嚎s系統(tǒng)與高壓空氣儲(chǔ)氣庫(kù)1連接；高壓空氣儲(chǔ)氣庫(kù)1通過(guò)管道與九臺(tái)離心機(jī)2串聯(lián)，以將高壓空氣引入到離心機(jī)2中進(jìn)行分離；九臺(tái)離心機(jī)2通過(guò)兩條平行的管道串聯(lián)在一起，其中的一臺(tái)離心機(jī)2與高壓空氣儲(chǔ)氣庫(kù)1相連。九臺(tái)離心機(jī)2分別與九臺(tái)電機(jī)3連接以驅(qū)動(dòng)相對(duì)應(yīng)的離心機(jī)2運(yùn)轉(zhuǎn)。離心機(jī)2的轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生強(qiáng)大的離心力，使高壓空氣中密度較大的氣體向外移動(dòng)，密度相對(duì)較小的氣體集中在中心附近，當(dāng)打開(kāi)高壓空氣氣動(dòng)閥5后，中心附近的氣體流出進(jìn)入儲(chǔ)氣罐4中，而外側(cè)的氣體便流向下一個(gè)離心機(jī)2繼續(xù)分離，以此類推。九臺(tái)離心機(jī)2通過(guò)管道分別與九個(gè)儲(chǔ)氣罐4連接用以將分離出來(lái)的氣體儲(chǔ)存起來(lái)；九個(gè)儲(chǔ)氣罐4分別與九個(gè)氣體純化裝置連接用以處理分離出來(lái)的氣體。分離出來(lái)的氣體依次為氫氣、氘氣、氚氣、氖氣、氮?dú)?、氧氣、氬氣、二氧化碳和其他廢氣，這幾種氣體的密度依次增大，分別為0. 0899克/升、0. 167克/升、0. 2505克/升、0. 9克/升、1. 25克/升、1. 429克/升、1. 784克/升和1. 98克/升。高壓空氣儲(chǔ)氣庫(kù)1的出氣管道上設(shè)置高壓空氣氣動(dòng)閥5。當(dāng)開(kāi)啟氣動(dòng)閥時(shí)，儲(chǔ)氣庫(kù)中的高壓空氣流出，從管道中進(jìn)入離心機(jī)2 ；當(dāng)關(guān)閉氣動(dòng)閥時(shí)，高壓空氣被截流。在出氣管道15的旁邊設(shè)置彎形出氣管道16，它的一端與高壓空氣儲(chǔ)氣庫(kù)1連接，另一端與其旁邊的出氣管道15連接。彎形出氣管道16上設(shè)置手動(dòng)閥6。彎形出氣管道16有兩個(gè)作用，其一是在打開(kāi)高壓空氣氣動(dòng)閥5后，空氣壓力降到所需壓力附近時(shí)，可通過(guò)手動(dòng)閥6進(jìn)行微調(diào)，以便達(dá)到更準(zhǔn)確的壓力；其二是若高壓空氣氣動(dòng)閥5在開(kāi)啟的過(guò)程中失靈，氣體沒(méi)有流出來(lái)，這時(shí)可通過(guò)開(kāi)啟手動(dòng)閥6使氣體流出進(jìn)入離心機(jī)2。出氣管道15及彎形出氣管道16和與其相連的離心機(jī)2之間的管道上依次設(shè)置氣體流量表7和壓力表8。氣體流量表7用于監(jiān)測(cè)從儲(chǔ)氣庫(kù)中流出的氣體的流量，壓力表8用于監(jiān)測(cè)氣體壓力。離心機(jī)2的出氣管道15上設(shè)置高壓空氣氣動(dòng)閥5。該出氣管道15的旁邊設(shè)置彎形出氣管道16，它的一端與離心機(jī)2連接，另一端與其旁邊的出氣管道15連接。彎形出氣管道16上設(shè)置手動(dòng)閥6。出氣管道15及彎形出氣管道16和與其相連的儲(chǔ)氣罐4之間的管道上依次設(shè)置壓力表8和溫度表9。溫度表9用于監(jiān)測(cè)從離心機(jī)2分離出來(lái)的氣體的溫度。儲(chǔ)氣罐4的出氣管道15上設(shè)置高壓空氣氣動(dòng)閥5。出氣管道15的旁邊設(shè)置彎形出氣管道16，它的一端與儲(chǔ)氣罐4連接，另一端與其旁邊的出氣管道15連接。彎形出氣管道16上設(shè)置手動(dòng)閥6。出氣管道15及彎形出氣管道16和與其相連的氣體純化裝置之間的管道上依次設(shè)置壓力表8和溫度表9與儲(chǔ)氣罐4連接的氣體純化裝置依次包括油氣分離器10、水氣分離器11和氣體干燥器12。分離出來(lái)的氣體在使用之前，需要干燥、凈化，因?yàn)榉蛛x出來(lái)的氣體中含有很多雜質(zhì)，其中主要由水、油及顆粒雜質(zhì)所構(gòu)成，如果不對(duì)其進(jìn)行處理而直接使用，氣體中的雜質(zhì)會(huì)對(duì)系統(tǒng)中的元件造成很大的危害，使設(shè)備的維護(hù)成本上升，使用壽命縮短。氣體純化裝置與螺栓灌裝口 14之間的管道上設(shè)置壓力傳感器報(bào)警器13。出氣壓力低于儲(chǔ)氣罐4內(nèi)的壓力，報(bào)警器報(bào)警，提示出氣壓力偏高；進(jìn)氣壓力高于使用設(shè)備所能承載的壓力，報(bào)警器報(bào)警，提示進(jìn)氣壓力偏低。利用上述高壓空氣的分離系統(tǒng)將空氣進(jìn)行分離，首先將待分離的空氣壓縮，通過(guò)自然能源(風(fēng)力)發(fā)電站發(fā)電驅(qū)動(dòng)空氣壓縮裝置工作，該空氣壓縮裝置產(chǎn)生壓縮空氣并將其存儲(chǔ)于高壓空氣儲(chǔ)氣庫(kù)1中；再將壓縮后的空氣在上述的分離系統(tǒng)中進(jìn)行分離。如圖2所示，一風(fēng)力發(fā)電站，通過(guò)風(fēng)能發(fā)電以驅(qū)動(dòng)空氣壓縮裝置，進(jìn)而通過(guò)該空氣壓縮裝置產(chǎn)生壓縮空氣作為蓄能介質(zhì)，并將其存儲(chǔ)于儲(chǔ)氣裝置中，再將儲(chǔ)氣裝置中的壓縮空氣作為其他發(fā)電站(例如網(wǎng)電)的主要驅(qū)動(dòng)能源或輔助驅(qū)動(dòng)能源，以穩(wěn)定的發(fā)電或?qū)Πl(fā)電站進(jìn)行調(diào)峰補(bǔ)償發(fā)電以適應(yīng)電網(wǎng)的入網(wǎng)要求。本領(lǐng)域技術(shù)人員不難看出，本發(fā)明包括上述各部分的任意組合。
權(quán)利要求1.空氣分離系統(tǒng)，包括空氣壓縮系統(tǒng)、高壓空氣儲(chǔ)氣庫(kù)和分離設(shè)備，其特征在于所述空氣壓縮系統(tǒng)與高壓空氣儲(chǔ)氣庫(kù)連接以存儲(chǔ)壓縮氣體；所述高壓空氣儲(chǔ)氣庫(kù)通過(guò)管道與一個(gè)以上的分離設(shè)備串聯(lián)，以將高壓空氣引入到分離設(shè)備中進(jìn)行分離；所述分離設(shè)備通過(guò)管道與儲(chǔ)氣罐連接以將分離出來(lái)的氣體儲(chǔ)存到儲(chǔ)氣罐中；所述儲(chǔ)氣罐與氣體純化裝置連接以干燥、凈化分離出來(lái)的氣體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣分離系統(tǒng)，其特征在于所述分離設(shè)備為離心機(jī)，離心機(jī)與電機(jī)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空氣分離系統(tǒng)，其特征在于所述離心機(jī)為九臺(tái)，分別由九臺(tái)電機(jī)帶動(dòng)其運(yùn)轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的空氣分離系統(tǒng)，其特征在于所述的九臺(tái)離心機(jī)通過(guò)兩條平行的管道串聯(lián)在一起，其中的一臺(tái)離心機(jī)與所述的高壓空氣儲(chǔ)氣庫(kù)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的空氣分離系統(tǒng)，其特征在于所述的九臺(tái)離心機(jī)分別與九個(gè)儲(chǔ)氣罐連接以儲(chǔ)存分離出來(lái)的不同氣體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的空氣分離系統(tǒng)，其特征在于所述的九個(gè)儲(chǔ)氣罐分別與九個(gè)氣體純化裝置連接以干燥、凈化分離出來(lái)的氣體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣分離系統(tǒng)，其特征在于所述高壓空氣儲(chǔ)氣庫(kù)的出氣管道上設(shè)置高壓空氣氣動(dòng)閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的空氣分離系統(tǒng)，其特征在于所述高壓空氣儲(chǔ)氣庫(kù)的出氣管道的旁邊設(shè)置彎形出氣管道，彎形出氣管道的一端與高壓空氣儲(chǔ)氣庫(kù)連接，另一端與其旁邊的出氣管道連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的空氣分離系統(tǒng)，其特征在于所述高壓空氣儲(chǔ)氣庫(kù)的彎形出氣管道上設(shè)置手動(dòng)閥。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的空氣分離系統(tǒng)，其特征在于所述高壓空氣儲(chǔ)氣庫(kù)的出氣管道及彎形出氣管道和與其相連的離心機(jī)之間的管道上依次設(shè)置氣體流量表和壓力表。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的空氣分離系統(tǒng)，其特征在于所述離心機(jī)的出氣管道上設(shè)置高壓空氣氣動(dòng)閥。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的空氣分離系統(tǒng)，其特征在于所述離心機(jī)的出氣管道的旁邊設(shè)置彎形出氣管道，彎形出氣管道的一端與離心機(jī)連接，另一端與其旁邊的出氣管道連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的空氣分離系統(tǒng)，其特征在于所述的離心機(jī)的彎形出氣管道上設(shè)置手動(dòng)閥。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的空氣分離系統(tǒng)，其特征在于所述離心機(jī)的出氣管道及彎形出氣管道和與其相連的儲(chǔ)氣罐之間的管道上依次設(shè)置壓力表和溫度表。
15.根據(jù)權(quán)利要求6所述的空氣分離系統(tǒng)，其特征在于所述儲(chǔ)氣罐的出氣管道上設(shè)置高壓空氣氣動(dòng)閥。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的空氣分離系統(tǒng)，其特征在于所述儲(chǔ)氣罐的出氣管道的旁邊設(shè)置彎形出氣管道，彎形出氣管道的一端與儲(chǔ)氣罐連接，另一端與其旁邊的出氣管道連接。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的空氣分離系統(tǒng)，其特征在于所述的儲(chǔ)氣罐的彎形出氣管道上設(shè)置手動(dòng)閥。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的空氣分離系統(tǒng)，其特征在于所述儲(chǔ)氣罐的出氣管道及彎形出氣管道和與其相連的氣體純化裝置之間的管道上依次設(shè)置壓力表和溫度表。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣分離系統(tǒng)，其特征在于與儲(chǔ)氣罐連接的氣體純化裝置依次包括油氣分離器、水氣分離器和氣體干燥器。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的空氣分離系統(tǒng)，其特征在于所述氣體純化裝置與螺栓灌裝口之間的管道上設(shè)置壓力傳感器報(bào)警器。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣分離系統(tǒng)，其特征在于所述高壓空氣為壓縮空氣，其壓強(qiáng)為120 180大氣壓。
專利摘要本實(shí)用新型涉及高壓空氣的分離系統(tǒng)。所述分離系統(tǒng)包括空氣壓縮系統(tǒng)、高壓空氣儲(chǔ)氣庫(kù)和九臺(tái)離心機(jī)?？諝鈮嚎s系統(tǒng)與高壓空氣儲(chǔ)氣庫(kù)連接，九臺(tái)離心機(jī)通過(guò)兩條平行的管道串聯(lián)在一起，并分別由九臺(tái)電機(jī)帶動(dòng)其運(yùn)轉(zhuǎn)，其中一臺(tái)離心機(jī)通過(guò)管道與高壓空氣儲(chǔ)氣庫(kù)連接，進(jìn)而將引入的空氣進(jìn)行分離，并儲(chǔ)存到與其相連的儲(chǔ)氣罐中，所述儲(chǔ)氣罐與氣體純化裝置連接以干燥、凈化分離出來(lái)的氣體。本實(shí)用新型的有益效果是分離系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，分離出來(lái)的氣體純度高。
文檔編號(hào)B01D53/24GK202336280SQ201120387128
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月13日
發(fā)明者周劍, 周登榮 申請(qǐng)人:周劍, 周登榮