本發(fā)明涉及利用變壓吸附法制備氧氣的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種七塔低壓吸附真空解吸制備氧氣的裝置和方法。
背景技術(shù)：
低壓吸附真空解吸制氧技術(shù)是一種新型的從空氣中制取富氧的技術(shù)，低壓吸附真空解吸（VACUUM PRESSURE SWING ADSORPTION，簡稱VPSA），是一個近似等溫變化的物理過程，它是利用氣體介質(zhì)中不同組分在吸附劑上的吸附容量不同而產(chǎn)生的氣體分離，吸附劑在壓力升高時進(jìn)行選擇性吸附，在壓力降低至負(fù)壓時得到脫附再生。
變壓吸附法是利用具有一定特性的吸附劑在一定的壓力下，對空氣中的氧氣和氮氣進(jìn)行分離，利用氧化鋁等吸附劑把空氣中的水和二氧化碳等氣體吸收起來，氧氣在帶有多孔的分子篩上富集，然后氮氣被分子篩所吸收，進(jìn)一步實現(xiàn)混合氣體的分離。
低壓吸附真空解吸分子篩制氧設(shè)備是以電力為動力、空氣為原料，利用沸石分子篩在加正壓狀態(tài)下對氮的吸附容量增加，負(fù)壓時對氮的吸附容量減少的特性，通過對兩只吸附塔切換作用，形成正壓吸附、負(fù)壓脫附的循環(huán)過程，實現(xiàn)空氣中氧、氮的分離，連續(xù)制取所需求的工業(yè)用氧。
低壓吸附真空解吸制氧設(shè)備的制氧過程為物理吸附過程，無化學(xué)反應(yīng)，對環(huán)境不造成污染，是一種理想的供氧方式。整個制氧過程相對于傳統(tǒng)的深冷法制氧方式，具有結(jié)構(gòu)簡單、工藝流程簡單、使用操作方便、設(shè)備啟動迅速、常溫低壓運行、安全可靠、能耗小、制氧成本低等一系列優(yōu)點。
但目前的VPSA制氧設(shè)備存在以下缺點：如壓力波動大、設(shè)備造價高、產(chǎn)品氧氣濃度低、氧氣收率低、不能連續(xù)產(chǎn)氧。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明實施例期望提供一種七塔低壓吸附真空解吸制備氧氣的裝置和方法，能夠提高氧氣產(chǎn)量和收率，并且實現(xiàn)連續(xù)產(chǎn)氧。
本發(fā)明實施例的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：
一種七塔低壓吸附真空解吸制備氧氣的裝置，包括3個鼓風(fēng)機、3個真空泵、7個吸附塔、2個均壓罐和氧氣緩沖罐，其中7個吸附塔的進(jìn)口相連，并連接到3個鼓風(fēng)機和3個真空泵，7個吸附塔的出口相連，并連接到氧氣緩沖罐，7個吸附塔通過管道分別都與2個均壓罐連接，其中，
3個鼓風(fēng)機用于將原料空氣壓縮后通過管道輸入7個吸附塔；
3個真空泵用于抽取7個吸附塔內(nèi)的氣體；
7個吸附塔用于吸附產(chǎn)氧、順向放壓、真空解吸、清洗和充壓，輸出富氧氣體到第一均壓罐，輸出貧氧氣體到第二均壓罐，輸出氧氣到氧氣緩沖罐；
第一均壓罐用于存儲從7個吸附塔輸入的富氧氣體，并輸出給7個吸附塔進(jìn)行充壓；
第二均壓罐用于存儲從7個吸附塔輸入的貧氧氣體，并輸出給7個吸附塔進(jìn)行充壓；
氧氣緩沖罐用于收集從7個吸附塔輸入的氧氣，并輸出給7個吸附塔進(jìn)行清洗。
優(yōu)選地，還包括57個閥門。
優(yōu)選地，所述57個閥門是氣動切換閥。
優(yōu)選地，還包括7個止回閥，7個止回閥的一端分別連通7個吸附塔，另一端連通氧氣緩沖罐。
優(yōu)選地，還包括可編程邏輯控制器，可編程邏輯控制器用于輸出電信號控制閥門。
本發(fā)明的實施例還提供了一種七塔低壓吸附真空解吸制備氧氣的方法，7個吸附塔在每個周期內(nèi)，每個吸附塔依次進(jìn)行吸附產(chǎn)氧、順向放壓、真空解吸、清洗和充壓五個步驟，每個步驟中，三個吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，另外三個吸附塔進(jìn)行真空解吸。
優(yōu)選地，每個周期進(jìn)一步包括以下步驟：
第一吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，同階段第二吸附塔進(jìn)行真空解吸，第三吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第四吸附塔進(jìn)行真空解吸，第五吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第六吸附塔進(jìn)行清洗，第七吸附塔進(jìn)行順向放壓，將富氧氣體輸入第一均壓罐；
第一吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，同階段第二吸附塔進(jìn)行真空解吸，第三吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第四吸附塔進(jìn)行真空解吸，第五吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第六吸附塔進(jìn)行清洗，第七吸附塔進(jìn)行順向放壓，將貧氧氣體輸入第二均壓罐；
第一吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，同階段第二吸附塔進(jìn)行真空解吸，第三吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第四吸附塔進(jìn)行真空解吸，第五吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第六吸附塔從第二均壓罐獲得貧氧氣體進(jìn)行充壓，并利用大氣充壓，第七吸附塔進(jìn)行真空解吸；
第一吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，同階段第二吸附塔進(jìn)行真空解吸，第三吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第四吸附塔進(jìn)行真空解吸，第五吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第六吸附塔從第一均壓罐獲得富氧氣體進(jìn)行充壓，并利用大氣充壓，第七吸附塔進(jìn)行真空解吸；
第一吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，同階段第二吸附塔進(jìn)行真空解吸，第三吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第四吸附塔進(jìn)行清洗，第五吸附塔進(jìn)行順向放壓，將富氧氣體輸入第一均壓罐，第六吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第七吸附塔進(jìn)行真空解吸；
第一吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，同階段第二吸附塔進(jìn)行真空解吸，第三吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第四吸附塔進(jìn)行清洗，第五吸附塔進(jìn)行順向放壓，將貧氧氣體輸入第二均壓罐，第六吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第七吸附塔進(jìn)行真空解吸；
第一吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，同階段第二吸附塔進(jìn)行真空解吸，第三吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第四吸附塔從第二均壓罐獲得貧氧氣體進(jìn)行充壓，并利用大氣充壓，第五吸附塔進(jìn)行真空解吸，第六吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第七吸附塔進(jìn)行真空解吸；
第一吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，同階段第二吸附塔進(jìn)行真空解吸，第三吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第四吸附塔從第一均壓罐獲得富氧氣體進(jìn)行充壓，并利用大氣充壓，第五吸附塔進(jìn)行真空解吸，第六吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第七吸附塔進(jìn)行真空解吸；
第一吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，同階段第二吸附塔進(jìn)行清洗，第三吸附塔進(jìn)行順向放壓，將富氧氣體輸入第一均壓罐，第四吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第五吸附塔進(jìn)行真空解吸，第六吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第七吸附塔進(jìn)行真空解吸；
第一吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，同階段第二吸附塔進(jìn)行清洗，第三吸附塔進(jìn)行順向放壓，將貧氧氣體輸入第二均壓罐，第四吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第五吸附塔進(jìn)行真空解吸，第六吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第七吸附塔進(jìn)行真空解吸；
第一吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，同階段第二吸附塔從第二均壓罐獲得貧氧氣體進(jìn)行充壓，并利用大氣充壓，第三吸附塔進(jìn)行真空解吸，第四吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第五吸附塔進(jìn)行真空解吸，第六吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第七吸附塔進(jìn)行真空解吸；
第一吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，同階段第二吸附塔從第一均壓罐獲得富氧氣體進(jìn)行充壓，并利用大氣充壓，第三吸附塔進(jìn)行真空解吸，第四吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第五吸附塔進(jìn)行真空解吸，第六吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第七吸附塔進(jìn)行真空解吸；
第一吸附塔進(jìn)行順向放壓，將富氧氣體輸入第一均壓罐，同階段第二吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第三吸附塔進(jìn)行真空解吸，第四吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第五吸附塔進(jìn)行真空解吸，第六吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第七吸附塔進(jìn)行真空解吸；
第一吸附塔進(jìn)行順向放壓，將貧氧氣體輸入第二均壓罐，同階段第二吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第三吸附塔進(jìn)行真空解吸，第四吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第五吸附塔進(jìn)行真空解吸，第六吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第七吸附塔進(jìn)行真空解吸；
第一吸附塔進(jìn)行真空解吸，同階段第二吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第三吸附塔進(jìn)行真空解吸，第四吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第五吸附塔進(jìn)行真空解吸，第六吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第七吸附塔從第二均壓罐獲得貧氧氣體進(jìn)行充壓，并利用大氣充壓；
第一吸附塔進(jìn)行真空解吸，同階段第二吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第三吸附塔進(jìn)行真空解吸，第四吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第五吸附塔進(jìn)行真空解吸，第六吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第七吸附塔從第一均壓罐獲得富氧氣體進(jìn)行充壓，并利用大氣充壓；
第一吸附塔進(jìn)行真空解吸，同階段第二吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第三吸附塔進(jìn)行真空解吸，第四吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第五吸附塔進(jìn)行清洗，第六吸附塔進(jìn)行順向放壓，將富氧氣體輸入第一均壓罐，第七吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧；
第一吸附塔進(jìn)行真空解吸，同階段第二吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第三吸附塔進(jìn)行真空解吸，第四吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第五吸附塔進(jìn)行清洗，第六吸附塔進(jìn)行順向放壓，將貧氧氣體輸入第二均壓罐，第七吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧；
第一吸附塔進(jìn)行真空解吸，同階段第二吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第三吸附塔進(jìn)行真空解吸，第四吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第五吸附塔從第二均壓罐獲得貧氧氣體進(jìn)行充壓，并利用大氣充壓，第六吸附塔進(jìn)行真空解吸，第七吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧；
第一吸附塔進(jìn)行真空解吸，同階段第二吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第三吸附塔進(jìn)行真空解吸，第四吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第五吸附塔從第一均壓罐獲得富氧氣體進(jìn)行充壓，并利用大氣充壓，第六吸附塔進(jìn)行真空解吸，第七吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧；
第一吸附塔進(jìn)行真空解吸，同階段第二吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第三吸附塔進(jìn)行清洗，第四吸附塔進(jìn)行順向放壓，將富氧氣體輸入第一均壓罐，第五吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第六吸附塔進(jìn)行真空解吸，第七吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧；
第一吸附塔進(jìn)行真空解吸，同階段第二吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第三吸附塔進(jìn)行清洗，第四吸附塔進(jìn)行順向放壓，將貧氧氣體輸入第二均壓罐，第五吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第六吸附塔進(jìn)行真空解吸，第七吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧；
第一吸附塔進(jìn)行真空解吸，同階段第二吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第三吸附塔從第二均壓罐獲得貧氧氣體進(jìn)行充壓，并利用大氣充壓，第四吸附塔進(jìn)行真空解吸，第五吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第六吸附塔進(jìn)行真空解吸，第七吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧；
第一吸附塔進(jìn)行真空解吸，同階段第二吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第三吸附塔從第一均壓罐獲得富氧氣體進(jìn)行充壓，并利用大氣充壓，第四吸附塔進(jìn)行真空解吸，第五吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第六吸附塔進(jìn)行真空解吸，第七吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧；
第一吸附塔進(jìn)行清洗，同階段第二吸附塔進(jìn)行順向放壓，將富氧氣體輸入第一均壓罐，第三吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第四吸附塔進(jìn)行真空解吸，第五吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第六吸附塔進(jìn)行真空解吸，第七吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧；
第一吸附塔進(jìn)行清洗，同階段第二吸附塔進(jìn)行順向放壓，將貧氧氣體輸入第二均壓罐，第三吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第四吸附塔進(jìn)行真空解吸，第五吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第六吸附塔進(jìn)行真空解吸，第七吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧；
第一吸附塔從第二均壓罐獲得貧氧氣體進(jìn)行充壓，并利用大氣充壓，同階段第二吸附塔進(jìn)行真空解吸，第三吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第四吸附塔進(jìn)行真空解吸，第五吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第六吸附塔進(jìn)行真空解吸，第七吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧；
第一吸附塔從第一均壓罐獲得富氧氣體進(jìn)行充壓，并利用大氣充壓，同階段第二吸附塔進(jìn)行真空解吸，第三吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第四吸附塔進(jìn)行真空解吸，第五吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第六吸附塔進(jìn)行真空解吸，第七吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，
重復(fù)以上步驟。
優(yōu)選地，7個吸附塔進(jìn)行吸附時，氣壓范圍為40千帕到50千帕；7個吸附塔完成順放時，氣壓范圍為20千帕到25千帕；7個吸附塔進(jìn)行真空解吸時，氣壓范圍為-40千帕到-50千帕；7個吸附塔完成充壓時，氣壓范圍為0千帕到10千帕。
優(yōu)選地，富氧氣體的氧氣濃度為80%到90%，貧氧氣體的氧氣濃度為60%到70%。
優(yōu)選地，7個吸附塔中的吸附劑是三氧化二鋁、13X分子篩、鋰分子篩和/或沸石分子篩。
本發(fā)明實施例所提供的七塔低壓吸附真空解吸制備氧氣的裝置和方法，可從空氣中分離純度為80%～93%（體積百分比）的氧氣，氧氣收率能達(dá)到70%～80%。解決了原有VPSA制氧工藝氧氣利用率低、單位產(chǎn)量吸附劑用量大（吸附劑利用率低）、設(shè)備造價高等影響VPSA技術(shù)應(yīng)用的缺點。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實施例提供的七塔低壓吸附真空解吸制備氧氣的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例和技術(shù)方案，下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行更詳細(xì)的說明，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部實施例?；诒景l(fā)明的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
本發(fā)明的技術(shù)方案是設(shè)計一種七塔VPSA制備氧氣的裝置，包括7個吸附塔、3個鼓風(fēng)機、3個真空泵、2個均壓罐和1個氧氣緩沖罐，將7個吸附塔聯(lián)用進(jìn)行變壓吸附，在一個周期內(nèi)，每個吸附塔都經(jīng)歷吸附產(chǎn)氧、順向放壓、真空解吸、清洗、充壓等五個步驟，并且依次相差一個吸附步驟，五個吸附塔里有兩個進(jìn)行吸附步驟，有兩個進(jìn)行真空解吸步驟。如無特別說明，本發(fā)明實施例中所用的壓力都為本領(lǐng)域常用的表壓。
圖1為本發(fā)明實施例提供的七塔低壓吸附真空解吸制備氧氣的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該七塔低壓吸附真空解吸制備氧氣的裝置包括第一鼓風(fēng)機G1、第二鼓風(fēng)機G2、第三鼓風(fēng)機G3、第一真空泵Z1、第二真空泵Z2、第三真空泵Z3、第一吸附塔A、第二吸附塔B、第三吸附塔C、第四吸附塔D、第五吸附塔E、第六吸附塔F、第七吸附塔I、第一均壓罐V1、第二均壓罐V2、氧氣緩沖罐V3、7個止回閥J1、J2、J3、J4、J5、J6和J7，以及57個閥門A1-A6、B1-B6、C1-C6、D1-D6、E1-E6、F1-F6、I1-I6、H1-H5、K1-K10。其中這57個閥門A1-A6、B1-B6、C1-C6、D1-D6、E1-E6、F1-F6、I1-I6、H1-H5、K1-K10是氣動切換閥。
第一吸附塔A、第二吸附塔B、第三吸附塔C、第四吸附塔D、第五吸附塔E、第六吸附塔F和第七吸附塔I的進(jìn)口相連，并連接到第一鼓風(fēng)機G1、第二鼓風(fēng)機G2、第三鼓風(fēng)機G3、第一真空泵Z1、第二真空泵Z2和第三真空泵Z3，第一吸附塔A、第二吸附塔B、第三吸附塔C、第四吸附塔D、第五吸附塔E、第六吸附塔F和第七吸附塔I的出口相連，并連接到氧氣緩沖罐V3，第一吸附塔A、第二吸附塔B、第三吸附塔C、第四吸附塔D、第五吸附塔E、第六吸附塔F和第七吸附塔I通過管道與第一均壓罐V1和第二均壓罐V2連接。
第一鼓風(fēng)機G1、第二鼓風(fēng)機G2和第三鼓風(fēng)機G3將原料空氣壓縮后通過管道輸入第一吸附塔A、第二吸附塔B、第三吸附塔C、第四吸附塔D、第五吸附塔E、第六吸附塔F和第七吸附塔I。
第一真空泵Z1、第二真空泵Z2和第三真空泵Z3能夠抽取第一吸附塔A、第二吸附塔B、第三吸附塔C、第四吸附塔D、第五吸附塔E、第六吸附塔F和第七吸附塔I內(nèi)的氣體。
第一吸附塔A、第二吸附塔B、第三吸附塔C、第四吸附塔D、第五吸附塔E、第六吸附塔F和第七吸附塔I分別完成吸附產(chǎn)氧、順向放壓、真空解吸、清洗和充壓，輸出富氧氣體到第一均壓罐V1，輸出貧氧氣體到第二均壓罐V2，輸出氧氣到氧氣緩沖罐V3。
第一均壓罐V1存儲從第一吸附塔A、第二吸附塔B、第三吸附塔C、第四吸附塔D、第五吸附塔E、第六吸附塔F和第七吸附塔I輸入的富氧氣體，并輸出給第一吸附塔A、第二吸附塔B、第三吸附塔C、第四吸附塔D、第五吸附塔E、第六吸附塔F和第七吸附塔I進(jìn)行充壓。
第二均壓罐V2存儲從第一吸附塔A、第二吸附塔B、第三吸附塔C、第四吸附塔D、第五吸附塔E、第六吸附塔F和第七吸附塔I輸入的貧氧氣體，并輸出給第一吸附塔A、第二吸附塔B、第三吸附塔C、第四吸附塔D、第五吸附塔E、第六吸附塔F和第七吸附塔I進(jìn)行充壓。
氧氣緩沖罐V3收集從第一吸附塔A、第二吸附塔B、第三吸附塔C、第四吸附塔D、第五吸附塔E、第六吸附塔F和第七吸附塔I輸入的氧氣，并輸出給第一吸附塔A、第二吸附塔B、第三吸附塔C、第四吸附塔D、第五吸附塔E、第六吸附塔F和第七吸附塔I進(jìn)行清洗。
止回閥J1、J2、J3、J4、J5、J6和J7一端分別連通第一吸附塔A、第二吸附塔B、第三吸附塔C、第四吸附塔D、第五吸附塔E、第六吸附塔F和第七吸附塔I，另一端連通氧氣緩沖罐V3。
還包括可編程邏輯控制器（PLC），可編程邏輯控制器能夠輸出電信號控制各個閥門A1-A6、B1-B6、C1-C6、D1-D6、E1-E6、F1-F6、I1-I6、H1-H5、K1-K10。七個吸附塔各步驟的切換是靠程控閥門的開或關(guān)來實現(xiàn)的，將設(shè)計好的程序輸入PLC，PLC輸出電信號控制程控閥門，使程控閥門開或關(guān)，實現(xiàn)各步驟的切換。
七個吸附塔都經(jīng)歷吸附產(chǎn)氧、順向放壓、真空解吸、清洗、充壓等五個步驟。
吸附產(chǎn)氧步驟為：原料空氣經(jīng)鼓風(fēng)機進(jìn)口過濾器去除機械雜質(zhì)后進(jìn)入鼓風(fēng)機，在鼓風(fēng)機中壓縮后，通過管道和氣動切換閥門進(jìn)入吸附塔底部，使吸附塔增壓為40千帕到50千帕，水分和二氧化碳被吸附塔底部的吸附劑吸附，原料空氣在吸附塔內(nèi)上升的過程中氮氣被吸附，氧氣在氣相中富集，并從吸附塔的頂部排出，實現(xiàn)了混合氣體的分離，有效的提取了氧氣成分。
吸附塔內(nèi)的吸附劑包括三氧化二鋁、13X分子篩、鋰分子篩、沸石分子篩等，優(yōu)先選用沸石分子篩。
順向放壓步驟為：分為兩個階段，當(dāng)吸附劑吸附氮氣接近飽和時，鼓風(fēng)機停止向吸附塔進(jìn)空氣，則吸附塔停止產(chǎn)氧，從出口端放氣，富氧氣體順放至第一均壓罐V1，貧氧氣體順放至第二均壓罐V2，使吸附塔內(nèi)壓力降至20千帕到20千帕。其中富氧氣體的氧氣濃度為80%到90%，貧氧氣體的氧氣濃度為60%到70%。
真空解吸步驟為：通過閥門的切換，鼓風(fēng)機將吸附塔內(nèi)抽真空壓力至-40千帕到-50千帕，使吸附劑吸附的水、二氧化碳、氮氣解吸，再生吸附塔內(nèi)的分子篩。
清洗步驟為：當(dāng)吸附塔內(nèi)壓力為-40千帕到-50千帕?xí)r，同時開始清洗步驟，利用氧氣緩沖罐中的產(chǎn)品氣體對吸附塔進(jìn)行逆向（從吸附塔的出口端進(jìn)氣，從進(jìn)口端流出）吹掃，清洗再生的吸附劑，清洗的同時進(jìn)行真空解吸，清洗時吸附塔內(nèi)壓力基本保持不變。
充壓步驟為：由于吸附塔內(nèi)的壓力較低，不足以讓鼓風(fēng)機進(jìn)行增壓，防止造成分子篩的粉化。充壓分為兩個階段，開始第二均壓罐V2和大氣同時對吸附塔進(jìn)行充壓，將貧氧氣體充到吸附塔底部，然后第一均壓罐V1對吸附塔進(jìn)行充壓，重新回收利用這部分富氧氣體。將吸附塔內(nèi)的壓力可以達(dá)到鼓風(fēng)機進(jìn)行吸附的壓力。也即當(dāng)清洗步驟結(jié)束后，利用均壓罐內(nèi)的壓力和大氣壓對吸附塔進(jìn)行升壓，使壓力升高至0千帕到10千帕。
充壓步驟完成后，開始進(jìn)入下一個變壓吸附周期的循環(huán)。其特點是在進(jìn)行清洗步驟時，仍然在進(jìn)行抽真空，吸附塔內(nèi)的壓力基本不變。
下面具體描述利用上述實施例中的七塔低壓吸附真空解吸制備氧氣裝置來制備氧氣的過程。該七塔低壓吸附真空解吸（VPSA）制備氧氣的流程包括以下步驟：
第一吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，同階段第二吸附塔進(jìn)行真空解吸，第三吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第四吸附塔進(jìn)行真空解吸，第五吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第六吸附塔進(jìn)行清洗，第七吸附塔進(jìn)行順向放壓，將富氧氣體輸入第一均壓罐。
第一吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，同階段第二吸附塔進(jìn)行真空解吸，第三吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第四吸附塔進(jìn)行真空解吸，第五吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第六吸附塔進(jìn)行清洗，第七吸附塔進(jìn)行順向放壓，將貧氧氣體輸入第二均壓罐。
第一吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，同階段第二吸附塔進(jìn)行真空解吸，第三吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第四吸附塔進(jìn)行真空解吸，第五吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第六吸附塔從第二均壓罐獲得貧氧氣體進(jìn)行充壓，并利用大氣充壓，第七吸附塔進(jìn)行真空解吸。
第一吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，同階段第二吸附塔進(jìn)行真空解吸，第三吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第四吸附塔進(jìn)行真空解吸，第五吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第六吸附塔從第一均壓罐獲得富氧氣體進(jìn)行充壓，并利用大氣充壓，第七吸附塔進(jìn)行真空解吸。
第一吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，同階段第二吸附塔進(jìn)行真空解吸，第三吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第四吸附塔進(jìn)行清洗，第五吸附塔進(jìn)行順向放壓，將富氧氣體輸入第一均壓罐，第六吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第七吸附塔進(jìn)行真空解吸。
第一吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，同階段第二吸附塔進(jìn)行真空解吸，第三吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第四吸附塔進(jìn)行清洗，第五吸附塔進(jìn)行順向放壓，將貧氧氣體輸入第二均壓罐，第六吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第七吸附塔進(jìn)行真空解吸。
第一吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，同階段第二吸附塔進(jìn)行真空解吸，第三吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第四吸附塔從第二均壓罐獲得貧氧氣體進(jìn)行充壓，并利用大氣充壓，第五吸附塔進(jìn)行真空解吸，第六吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第七吸附塔進(jìn)行真空解吸。
第一吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，同階段第二吸附塔進(jìn)行真空解吸，第三吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第四吸附塔從第一均壓罐獲得富氧氣體進(jìn)行充壓，并利用大氣充壓，第五吸附塔進(jìn)行真空解吸，第六吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第七吸附塔進(jìn)行真空解吸。
第一吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，同階段第二吸附塔進(jìn)行清洗，第三吸附塔進(jìn)行順向放壓，將富氧氣體輸入第一均壓罐，第四吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第五吸附塔進(jìn)行真空解吸，第六吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第七吸附塔進(jìn)行真空解吸。
第一吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，同階段第二吸附塔進(jìn)行清洗，第三吸附塔進(jìn)行順向放壓，將貧氧氣體輸入第二均壓罐，第四吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第五吸附塔進(jìn)行真空解吸，第六吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第七吸附塔進(jìn)行真空解吸。
第一吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，同階段第二吸附塔從第二均壓罐獲得貧氧氣體進(jìn)行充壓，并利用大氣充壓，第三吸附塔進(jìn)行真空解吸，第四吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第五吸附塔進(jìn)行真空解吸，第六吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第七吸附塔進(jìn)行真空解吸。
第一吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，同階段第二吸附塔從第一均壓罐獲得富氧氣體進(jìn)行充壓，并利用大氣充壓，第三吸附塔進(jìn)行真空解吸，第四吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第五吸附塔進(jìn)行真空解吸，第六吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第七吸附塔進(jìn)行真空解吸。
第一吸附塔進(jìn)行順向放壓，將富氧氣體輸入第一均壓罐，同階段第二吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第三吸附塔進(jìn)行真空解吸，第四吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第五吸附塔進(jìn)行真空解吸，第六吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第七吸附塔進(jìn)行真空解吸。
第一吸附塔進(jìn)行順向放壓，將貧氧氣體輸入第二均壓罐，同階段第二吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第三吸附塔進(jìn)行真空解吸，第四吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第五吸附塔進(jìn)行真空解吸，第六吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第七吸附塔進(jìn)行真空解吸。
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第一吸附塔進(jìn)行真空解吸，同階段第二吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第三吸附塔進(jìn)行真空解吸，第四吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第五吸附塔進(jìn)行真空解吸，第六吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第七吸附塔從第一均壓罐獲得富氧氣體進(jìn)行充壓，并利用大氣充壓。
第一吸附塔進(jìn)行真空解吸，同階段第二吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第三吸附塔進(jìn)行真空解吸，第四吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第五吸附塔進(jìn)行清洗，第六吸附塔進(jìn)行順向放壓，將富氧氣體輸入第一均壓罐，第七吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧。
第一吸附塔進(jìn)行真空解吸，同階段第二吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第三吸附塔進(jìn)行真空解吸，第四吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第五吸附塔進(jìn)行清洗，第六吸附塔進(jìn)行順向放壓，將貧氧氣體輸入第二均壓罐，第七吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧。
第一吸附塔進(jìn)行真空解吸，同階段第二吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第三吸附塔進(jìn)行真空解吸，第四吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第五吸附塔從第二均壓罐獲得貧氧氣體進(jìn)行充壓，并利用大氣充壓，第六吸附塔進(jìn)行真空解吸，第七吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧。
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第一吸附塔進(jìn)行真空解吸，同階段第二吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第三吸附塔進(jìn)行清洗，第四吸附塔進(jìn)行順向放壓，將富氧氣體輸入第一均壓罐，第五吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧，第六吸附塔進(jìn)行真空解吸，第七吸附塔進(jìn)行吸附產(chǎn)氧。
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重復(fù)以上步驟，周期性切換，使設(shè)備能夠平穩(wěn)產(chǎn)氧。制得合格產(chǎn)品氧氣，再經(jīng)氧氣壓縮機壓縮后，符合用戶要求的氧氣壓力即可送往用氣點。
上述流程中，在清洗階段時，利用氧氣緩沖罐中的產(chǎn)品氧來清洗，氧氣濃度高，清洗效果好。在充壓階段時，第二均壓罐V2中的貧氧氣體首先被用來充壓，讓貧氧氣體在吸附塔底部進(jìn)行再次吸附；緊接著第一均壓罐V1中的富氧氣體再進(jìn)行充壓，回收這部分富氧氣體。鼓風(fēng)機充壓之前，利用均壓罐收集的順放氣體提對吸附塔進(jìn)行升壓，能夠減小對分子篩的沖擊力，延長分子篩的使用壽命，提高氧氣收率。各個吸附塔之間獨立性比較強，貧氧氣體被均壓罐收集，用于吸附塔清洗和充壓。逆向充壓是由均壓罐收集的氣體和大氣充壓共同完成的，減少了對分子篩的沖擊力，節(jié)約成本，提高氧氣收率。用兩種不同純度的氣體對吸附塔進(jìn)行吹掃。提高氧氣濃度，消除純度波動。清洗和充壓步驟能有效減少死體積內(nèi)殘余空氣，提高產(chǎn)品回收率、保存容納在吸附塔內(nèi)氣體中的機械能、降低能耗。
上述七塔低壓吸附真空解吸制備氧氣裝置中，七個吸附塔相互獨立，自由產(chǎn)氧，可以適應(yīng)3000-20000m3不同產(chǎn)量的制氧設(shè)備，利用均壓罐和大氣同時對吸附塔進(jìn)行充壓，將順向放壓的氣體進(jìn)行收集和區(qū)分，提高氧氣利用率，該裝置氧氣濃度能達(dá)到80%～93%，氧氣收率70%~80%，實現(xiàn)10%~20%的氧氣生產(chǎn)率改進(jìn)。
以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。