一種真空變壓吸附制富氧裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種空氣分離技術(shù)設(shè)備，特別涉及一種真空變壓吸附(VPSA)空氣分離制富氧技術(shù)裝置。外界空氣從進(jìn)氣口經(jīng)過鼓風(fēng)機(jī)、換熱器，然后進(jìn)入兩個交替工作的吸附塔，其基本步驟是吸附、放壓、真空解吸、均壓、充壓，所述進(jìn)氣口設(shè)于兩個吸附塔上方，為上進(jìn)氣、下出氣，所述吸附塔為多級氣流分布器吸附塔，上級氣流分布器填裝氧氮分離分子篩，下級氣流分布器填裝活性氧化鋁。致使塔內(nèi)分子篩不容易篩化，不發(fā)生噴篩。再者，在一個吸附塔內(nèi)設(shè)置多級氣流分布器，能促使氣流分布均勻，提高吸附性能，逐步吸收空氣中水、二氧化碳、氮?dú)夂吞細(xì)浠衔?，氧氣純度更高?br> 【專利說明】一種真空變壓吸附制富氧裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及空氣分離技術(shù)設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種真空變壓吸附(VPSA)空氣分離制富氧技術(shù)設(shè)備裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]VPSA制氧裝置的操作包含兩個基本步驟:進(jìn)氣吸附和抽空解吸，無論采用幾塔裝置，每個吸附塔都必須周期性地重復(fù)這兩個步驟。最初的變壓吸附裝置規(guī)模小，一般采用兩塔裝置，后來為了擴(kuò)大規(guī)模和節(jié)約能耗，又開發(fā)出多塔裝置。隨著新型吸附劑的開發(fā)和設(shè)備制造工藝的進(jìn)步，又逐步向兩塔裝置回歸。這是因?yàn)椴捎脙伤b置時，當(dāng)一個塔進(jìn)行吸附時，另外一個塔可以進(jìn)行抽空解吸，兩個塔互相匹配，可以在最短的時間內(nèi)完成必須的操作，使吸附劑的利用效率最高，而且兩塔裝置可以實(shí)現(xiàn)吸附塔之間的均壓，氧氣的收率和能耗也可達(dá)到比較好的水平；此外，兩塔裝置由于工藝簡單，設(shè)備數(shù)量少、投資較低。盡管兩塔裝置在能耗水平上不如多塔裝置，但綜合考慮投資和運(yùn)行費(fèi)用，兩塔裝置的長期運(yùn)行成本最低。
[0003]目前，市面上的VPSA制氧裝置存在兩大難點(diǎn)，1.解決大直徑吸附塔的制造問題并保證吸附塔內(nèi)氣流分布的均勻性；2.分子篩粉化，粉末進(jìn)入真空泵、氧壓機(jī)影響制氧裝置工作，甚至噴篩。
[0004]CN102049170B文件公開了一種VPSA空氣分離制富氧流程，主要由兩組或兩組以上的吸附塔組，以及真空泵、閥門和管道組成，其中每組吸附塔組由上、下兩個吸附塔通過管道和閥門連接而成，吸附塔組的下塔裝填活性氧化鋁、13X分子篩，吸附塔組的上塔裝填氧氮分離的分子篩類吸附劑。吸附塔組上塔底部以管道和閥門連接真空泵，下塔底部通過管道與閥門連接另一真空泵。CN101700876B文件公開了一種變壓吸附制氮方法，進(jìn)行兩次均壓的變壓吸附制氮方法。上述兩個文件主要提供一種技術(shù)方案概括，并未在此前兩大難點(diǎn)上有所突破，依然存在塔內(nèi)氣流分布不均勻、分子篩粉化等問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的是解決上述VPSA制氧裝置存在兩大難點(diǎn)，1.解決大直徑吸附塔的制造問題并保證吸附塔內(nèi)氣流分布的均勻性；2.分子篩粉化，粉末進(jìn)入真空泵、氧壓機(jī)影響制氧裝置工作，甚至噴篩。提供一種保證吸附塔內(nèi)氣流分布均勻的，防止分子篩粉化的真空變壓吸附制富氧裝置。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)問題主要通過下述技術(shù)方案得以解決:
[0007]—種真空變壓吸附制富氧裝置，包含進(jìn)氣口、鼓風(fēng)機(jī)、換熱器，及兩個交替工作的吸附塔，吸附塔通過吸附劑吸收空氣中的水、二氧化碳、氮?dú)夂吞細(xì)浠衔?，成品氧氣進(jìn)入緩沖罐，其特征在于:所述進(jìn)氣口設(shè)于兩個吸附塔上方，為上進(jìn)氣、下出氣，所述吸附塔為多級氣流分布器吸附塔，上級氣流分布器填裝氧氮分離分子篩，下級氣流分布器填裝活性氧化鋁。傳統(tǒng)的制富氧裝置采用下進(jìn)氣、上出氣，特別容易將上塔內(nèi)的分子篩粉化，粉末進(jìn)入真空泵、氧壓機(jī)，甚至導(dǎo)致噴篩。
[0008]具體的，制取富氧時，采用循環(huán)步驟，吸附塔A上端進(jìn)氣通過所述鼓風(fēng)機(jī)增壓開始吸附，吸附塔B通過真空泵抽氣開始解吸；吸附塔A產(chǎn)氣流入緩沖罐，吸附塔B繼續(xù)抽氣解吸；打開均壓閥，兩個吸附塔均壓，通過吸附塔A向吸附塔B輸氣平衡；吸附塔B通過所述鼓風(fēng)機(jī)增壓開始吸附，吸附塔A通過真空泵抽氣開始解吸，吸附塔B產(chǎn)氣流入緩沖罐，吸附塔A繼續(xù)抽氣解吸；打開均壓閥，兩個吸附塔均壓，通過吸附塔B向吸附塔A輸氣平衡。優(yōu)選的，成品氧氣通過氧壓機(jī)再進(jìn)入緩沖罐。
[0009]進(jìn)一步，所述吸附塔A與吸附塔B之間設(shè)有球閥和調(diào)節(jié)閥，所述真空泵后設(shè)有消聲器，消聲器設(shè)有取樣口。取樣口隨時提供尾氣監(jiān)測，為整個工藝提供純度樣本，有問題時，可通過所述球閥和調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)設(shè)備回吹量，保證整個裝置的高質(zhì)量運(yùn)行。
[0010]進(jìn)一步，所述緩沖罐設(shè)有壓力顯示裝置，及控制壓力的安全閥，用于隨時調(diào)節(jié)壓力，提高整個裝置的質(zhì)量和效率。
[0011 ] 進(jìn)一步，所述緩沖罐設(shè)有排污口，排污口設(shè)有排污閥。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:傳統(tǒng)的制富氧裝置采用下進(jìn)氣、上出氣，特別容易將上塔內(nèi)的分子篩粉化，粉末進(jìn)入真空泵、氧壓機(jī)，導(dǎo)致氧壓機(jī)活塞環(huán)磨損，氣閥關(guān)閉不嚴(yán)，甚至噴篩。本裝置采用進(jìn)氣口設(shè)于兩個吸附塔上方，為上進(jìn)氣、下出氣，吸附塔為多級氣流分布器吸附塔，上級氣流分布器填裝氧氮分離分子篩，下級氣流分布器填裝活性氧化鋁。致使塔內(nèi)分子篩不容易篩化，不發(fā)生噴篩。再者，在一個吸附塔內(nèi)設(shè)置多級氣流分布器，能促使氣流分布均勻，提高吸附性能，逐步吸收空氣中水、二氧化碳、氮?dú)夂吞細(xì)浠衔?，氧氣純度更高。另外，本裝置消聲器設(shè)有取樣裝置，為尾氣隨便提供純度樣本，保證本設(shè)備的質(zhì)量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型的裝置示意圖
[0014]圖2是本實(shí)用新型中吸附塔的結(jié)構(gòu)示意圖
[0015]圖中:1.進(jìn)氣口，2.鼓風(fēng)機(jī)，3.換熱器，4.緩沖罐，5.Vl氣閥，6.V2氣閥，7.V3氣閥，8.V4氣閥，9.V5氣閥，10.V6氣閥，11.V7均壓閥，12.吸附塔A，13.吸附塔B，14.真空泵，15.消聲器，16.球閥，17.調(diào)節(jié)閥，18.排污閥，19.排污口，20.壓力顯示裝置，21.安全閥，22.氧壓機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。
[0017]實(shí)施例:如圖1，一種真空變壓吸附制富氧裝置，外界空氣從進(jìn)氣口 I經(jīng)過鼓風(fēng)機(jī)
2、換熱器3，然后進(jìn)入兩個交替工作的吸附塔，吸附塔通過吸附劑吸收空氣中的水、二氧化碳、氮?dú)夂吞細(xì)浠衔?，成品氧氣進(jìn)入緩沖罐4，其基本步驟是吸附、放壓、真空解吸、均壓、充壓。
[0018]具體的，制取富氧時，采用循環(huán)步驟，打開V3氣閥7，外界空氣從進(jìn)氣口 I經(jīng)過鼓風(fēng)機(jī)2、換熱器3，然后從吸附塔A12上端進(jìn)氣通過所述鼓風(fēng)機(jī)2增壓通過分子篩、活性氧化鋁開始吸附，同時打開V2氣閥6，真空泵14開始工作，吸附塔B13通過真空泵14抽氣開始解吸；打開V5氣閥9，吸附塔A12產(chǎn)氣通過氧壓機(jī)22，流入緩沖罐4，同時吸附塔B13繼續(xù)抽氣解吸；打開V7均壓閥11，兩個吸附塔開始均壓，通過吸附塔A12向吸附塔B13輸氣平衡；關(guān)閉V3氣閥7，關(guān)閉V7均壓閥11，打開V4氣閥8，外界空氣從進(jìn)氣口 I經(jīng)過鼓風(fēng)機(jī)2、換熱器3，然后從吸附塔B13通過所述鼓風(fēng)機(jī)2增壓通過分子篩、活性氧化鋁開始吸附，關(guān)閉V2氣閥6，打開Vl氣閥5，真空泵14開始工作，吸附塔A12通過真空泵14抽氣開始解吸，關(guān)閉V5氣閥9，打開V6氣閥10，吸附塔B13產(chǎn)氣通過氧壓機(jī)22，流入緩沖罐4，同時吸附塔A12繼續(xù)抽氣解吸；打開V7均壓閥11，兩個吸附塔開如均壓，通過吸附塔B13向吸附塔A12輸氣平衡。
[0019]所述吸附塔A12與吸附塔B13之間設(shè)有球閥16和調(diào)節(jié)閥17，所述真空泵14后設(shè)有消聲器15，消聲器15設(shè)有取樣口。取樣口隨時提供尾氣監(jiān)測，為整個工藝提供純度樣本，有問題時，可通過所述球閥16和調(diào)節(jié)閥17調(diào)節(jié)設(shè)備回吹量，保證整個設(shè)備的高質(zhì)量運(yùn)行。
[0020]所述緩沖罐4設(shè)有壓力顯示裝置20，及控制壓力的安全閥21，用于隨時調(diào)節(jié)壓力，提高整個設(shè)備的質(zhì)量和效率。
[0021]所述緩沖罐4設(shè)有排污口 19，排污口 19設(shè)有排污閥18。
[0022]如圖2，吸附塔所述塔筒設(shè)有兩組分布器，兩組分布器可充分提純氣體。第一級分布器設(shè)有裝篩口、放篩口，為更換吸附劑提供方便。所述第一級分布器設(shè)有第一級氣流分布層，所述第二級分布器設(shè)有第二級氣流分布層。兩級分布設(shè)置，氣體分布更加均勻，吸附性能更加強(qiáng)大。
[0023]本實(shí)用新型的工作原理是:
[0024]采控系統(tǒng)采用PLC控制系統(tǒng)氣閥切換全自動控制，整個采用循環(huán)步驟，吸附塔A上端進(jìn)氣通過所述鼓風(fēng)機(jī)增壓開始吸附，吸附塔B通過真空泵抽氣開始解吸；吸附塔A產(chǎn)氣流入緩沖罐，吸附塔B繼續(xù)抽氣解吸；打開均壓閥，兩個吸附塔均壓，通過吸附塔A向吸附塔B輸氣平衡；吸附塔B通過所述鼓風(fēng)機(jī)增壓開始吸附，吸附塔A通過真空泵抽氣開始解吸，吸附塔B產(chǎn)氣流入緩沖罐，吸附塔A繼續(xù)抽氣解吸；打開均壓閥，兩個吸附塔均壓，通過吸附塔B向吸附塔A輸氣平衡。
[0025]本實(shí)施例只是本實(shí)用新型示例的實(shí)施方式，對于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員而言，在本實(shí)用新型公開了應(yīng)用方法和原理的基礎(chǔ)上，很容易做出各種類型的改進(jìn)或變形，而不僅限于本實(shí)用新型上述【具體實(shí)施方式】所描述的結(jié)構(gòu)，因此前面描述的方式只是優(yōu)選方案，而并不具有限制性的意義，凡是依本實(shí)用新型所作的等效變化與修改，都在本實(shí)用新型權(quán)利要求書的范圍保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種真空變壓吸附制富氧裝置，包含進(jìn)氣口、鼓風(fēng)機(jī)、換熱器，以及兩個交替工作的吸附塔，吸附塔通過吸附劑吸收空氣中的水、二氧化碳、氮?dú)夂吞細(xì)浠衔铮善费鯕膺M(jìn)入緩沖罐，其特征在于:所述進(jìn)氣口設(shè)于兩個吸附塔上方，為上進(jìn)氣、下出氣，所述吸附塔為多級氣流分布器吸附塔，上級氣流分布器填裝氧氮分離分子篩，下級氣流分布器填裝活性氧化招。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種真空變壓吸附制富氧裝置，其特征在于:所述吸附塔通過真空泵抽氣解吸，吸附塔A與吸附塔B之間設(shè)有球閥和調(diào)節(jié)閥，所述真空泵后設(shè)有消聲器，消聲器設(shè)有取樣口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種真空變壓吸附制富氧裝置，其特征在于:所述緩沖罐設(shè)有壓力顯示裝置，及控制壓力的安全閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種真空變壓吸附制富氧裝置，其特征在于:所述緩沖罐設(shè)有排污口。
【文檔編號】C01B13/02GK203816455SQ201420204080
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月24日
【發(fā)明者】魏贛華 申請人:贛州川匯氣體設(shè)備制造有限公司