一种四塔低压吸附真空解吸制备氧气的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种四塔低压吸附真空解吸制备氧气的装置和方法，该装置包括鼓风机、2个真空泵、4个吸附塔、2个均压罐和氧气缓冲罐，其中4个吸附塔的进口相连，并连接到鼓风机和2个真空泵，4个吸附塔的出口相连，并连接到氧气缓冲罐，4个吸附塔通过管道分别都与2个均压罐连接。采用了本发明专利技术的技术方案，能够提高氧气产量和收率，解决现有VPSA制氧工艺氧气利用率低、吸附剂利用率低、设备造价高的缺点。

Apparatus and method for preparing oxygen by four tower low pressure adsorption vacuum desorption

The invention discloses a device and a method for low pressure adsorption vacuum desorption tower four preparation of oxygen, the device comprises a blower, 2 vacuum pump, 4 adsorption tower, 2 pressure tank and the oxygen buffer tank, which imports 4 adsorption towers are connected, and connected to the blower and vacuum pump 2. 4 adsorption tower outlet, and connected to the oxygen buffer tank, 4 adsorption tower through a pipe respectively with 2 pressure equalizing tank connection. By adopting the technical proposal of the invention, the oxygen yield and the yield can be improved, and the disadvantages of the prior VPSA oxygen making process, such as low oxygen utilization rate, low utilization ratio of the adsorbent and high equipment cost, can be solved.

【技术实现步骤摘要】
一种四塔低压吸附真空解吸制备氧气的装置和方法
本专利技术涉及利用变压吸附法制备氧气的
，尤其涉及一种四塔低压吸附真空解吸制备氧气的装置和方法。
技术介绍
低压吸附真空解吸制氧技术是一种新型的从空气中制取富氧的技术，低压吸附真空解吸（VACUUMPRESSURESWINGADSORPTION，简称VPSA），是一个近似等温变化的物理过程，它是利用气体介质中不同组分在吸附剂上的吸附容量不同而产生的气体分离，吸附剂在压力升高时进行选择性吸附，在压力降低至负压时得到脱附再生。低压吸附真空解吸分子筛制氧设备是以电力为动力、空气为原料，利用沸石分子筛在加正压状态下对氮的吸附容量增加，负压时对氮的吸附容量减少的特性，通过对两只吸附塔切换作用，形成正压吸附、负压脱附的循环过程，实现空气中氧、氮的分离，连续制取所需求的工业用氧。低压吸附真空解吸制氧设备的制氧过程为物理吸附过程，无化学反应，对环境不造成污染，是一种理想的供氧方式。整个制氧过程相对于传统的深冷法制氧方式，具有结构简单、工艺流程简单、使用操作方便、设备启动迅速、常温低压运行、安全可靠、能耗小、制氧成本低等一系列优点。但目前的VPSA制氧设备存在以下缺点：如压力波动大、设备造价高、产品氧气浓度低、氧气收率低、不能连续产氧。
技术实现思路
本专利技术实施例期望提供一种四塔低压吸附真空解吸制备氧气的装置和方法，能够提高氧气产量和收率，并且实现连续产氧。本专利技术实施例的技术方案是这样实现的：一种四塔低压吸附真空解吸制备氧气的装置，包括鼓风机、2个真空泵、4个吸附塔、2个均压罐和氧气缓冲罐，其中4个吸附塔的进口相连，并连接到鼓风机和2个真空泵，4个吸附塔的出口相连，并连接到氧气缓冲罐，4个吸附塔通过管道分别都与2个均压罐连接，其中，鼓风机用于将原料空气压缩后通过管道输入4个吸附塔；2个真空泵用于抽取4个吸附塔内的气体；4个吸附塔用于吸附产氧、顺向放压、真空解吸、清洗和充压，输出富氧气体到第一均压罐，输出贫氧气体到第二均压罐，输出氧气到氧气缓冲罐；第一均压罐用于存储从4个吸附塔输入的富氧气体，并输出给4个吸附塔进行充压；第二均压罐用于存储从4个吸附塔输入的贫氧气体，并输出给4个吸附塔进行充压；氧气缓冲罐用于收集从4个吸附塔输入的氧气，并输出给4个吸附塔进行清洗。优选地，还包括32个阀门。优选地，所述32个阀门是气动切换阀。优选地，还包括4个止回阀，4个止回阀的一端分别连通4个吸附塔，另一端连通氧气缓冲罐。优选地，还包括可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器用于输出电信号控制阀门。本专利技术的实施例还提供了一种四塔低压吸附真空解吸制备氧气的方法，包括以下步骤：原料空气经过鼓风机进入第一吸附塔，第一吸附塔进行吸附，获得氧气输送给氧气缓冲罐，同阶段第二吸附塔从氧气缓冲罐获得氧气进行清洗，真空泵对第三吸附塔抽真空，进行真空解吸，第四吸附塔吸附剂饱和，鼓风机停止，第四吸附塔将其中的富氧气体顺放至第一均压罐；第一吸附塔继续吸附产氧，同阶段第二吸附塔继续清洗，第三吸附塔继续进行真空解吸，第四吸附塔将其中的贫氧气体顺放至第二均压罐；第一吸附塔继续吸附产氧，同阶段第二吸附塔从第二均压罐获得贫氧气体进行充压，并利用大气充压，第三吸附塔继续进行真空解吸，真空泵对第四吸附塔进行抽真空，进行真空解吸；第一吸附塔继续吸附产氧，同阶段第二吸附塔从第一均压罐获得富氧气体进行充压，并利用大气充压，第三吸附塔继续进行真空解吸，第四吸附塔继续进行真空解吸；第一吸附塔吸附剂饱和，鼓风机停止，第一吸附塔将其中的富氧气体顺放至第一均压罐，同阶段原料空气经过鼓风机进入第二吸附塔，第二吸附塔进行吸附，获得氧气输送给氧气缓冲罐，第三吸附塔从氧气缓冲罐获得氧气进行清洗，第四吸附塔继续进行真空解吸；第一吸附塔将其中的贫氧气体顺放至第二均压罐，同阶段第二吸附塔继续进行吸附产氧，第三吸附塔继续进行清洗，第四吸附塔继续进行真空解吸；真空泵对第一吸附塔进行抽真空，进行真空解吸，同阶段第二吸附塔继续进行吸附产氧，第三吸附塔从第二均压罐获得贫氧气体进行充压，并利用大气充压，第四吸附塔继续进行真空解吸；第一吸附塔继续进行真空解吸，同阶段第二吸附塔继续进行吸附产氧，第三吸附塔从第一均压罐获得富氧气体进行充压，并利用大气充压，第四吸附塔继续进行真空解吸；第一吸附塔继续进行真空解吸，同阶段第二吸附塔吸附剂饱和，鼓风机停止，第二吸附塔将其中的富氧气体顺放至第一均压罐，原料空气经过鼓风机进入第三吸附塔，第三吸附塔进行吸附，获得氧气输送给氧气缓冲罐，第四吸附塔从氧气缓冲罐获得氧气进行清洗；第一吸附塔继续进行真空解吸，同阶段第二吸附塔将其中的贫氧气体顺放至第二均压罐，第三吸附塔继续进行吸附产氧，第四吸附塔继续进行清洗；第一吸附塔继续进行真空解吸，同阶段真空泵对第二吸附塔进行抽真空，进行真空解吸，第三吸附塔继续进行吸附产氧，第四吸附塔从第二均压罐获得贫氧气体进行充压，并利用大气充压；第一吸附塔继续进行真空解吸，同阶段第二吸附塔继续进行真空解吸，第三吸附塔继续进行吸附产氧，第四吸附塔从第一均压罐获得富氧气体进行充压，并利用大气充压；第一吸附塔从氧气缓冲罐获得氧气进行清洗；同阶段第二吸附塔继续进行真空解吸，第三吸附塔将其中的富氧气体顺放至第一均压罐，原料空气经过鼓风机进入第四吸附塔，第四吸附塔进行吸附，获得氧气输送给氧气缓冲罐；第一吸附塔继续进行清洗；同阶段第二吸附塔继续进行真空解吸，第三吸附塔将其中的贫氧气体顺放至第二均压罐，第四吸附塔继续进行吸附产氧；第一吸附塔从第二均压罐获得贫氧气体进行充压，并利用大气充压，同阶段第二吸附塔继续进行真空解吸，真空泵对第三吸附塔进行抽真空，进行真空解吸，第四吸附塔继续进行吸附产氧；第一吸附塔从第一均压罐获得富氧气体进行充压，并利用大气充压，同阶段第二吸附塔继续进行真空解吸，第三吸附塔继续进行真空解吸，第四吸附塔继续进行吸附产氧。优选地，第一吸附塔、第二吸附塔、第三吸附塔和第四吸附塔进行吸附时，气压范围为40千帕到50千帕；第一吸附塔、第二吸附塔、第三吸附塔和第四吸附塔完成顺放时，气压范围为20千帕到25千帕；第一吸附塔、第二吸附塔、第三吸附塔和第四吸附塔进行真空解吸时，气压范围为-40千帕到-50千帕；第一吸附塔、第二吸附塔和第三吸附塔完成充压时，气压范围为0千帕到10千帕。优选地，富氧气体的氧气浓度为80%到90%，贫氧气体的氧气浓度为60%到70%。优选地，第一吸附塔、第二吸附塔、第三吸附塔和第四吸附塔中的吸附剂是三氧化二铝、13X分子筛、锂分子筛和/或沸石分子筛。本专利技术实施例所提供的四塔低压吸附真空解吸制备氧气的装置和方法，可从空气中分离纯度为80%～93%（体积百分比）的氧气，氧气收率能达到70%～80%，产量规模不大于10000Nm³/h的中大型制氧设备。解决了原有VPSA制氧工艺氧气利用率低、单位产量吸附剂用量大（吸附剂利用率低）、设备造价高等影响VPSA技术应用的缺点。附图说明图1为本专利技术实施例提供的四塔低压吸附真空解吸制备氧气的装置的结构示意图。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术实施例和技术方案，下面将结合附图及实施例对本专利技术的技术方案进行更详细的说明，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种四塔低压吸附真空解吸制备氧气的装置，其特征在于，包括鼓风机、2个真空泵、4个吸附塔、2个均压罐和氧气缓冲罐，其中4个吸附塔的进口相连，并连接到鼓风机和2个真空泵，4个吸附塔的出口相连，并连接到氧气缓冲罐，4个吸附塔通过管道分别都与2个均压罐连接，其中，鼓风机用于将原料空气压缩后通过管道输入4个吸附塔；2个真空泵用于抽取4个吸附塔内的气体；4个吸附塔用于吸附产氧、顺向放压、真空解吸、清洗和充压，输出富氧气体到第一均压罐，输出贫氧气体到第二均压罐，输出氧气到氧气缓冲罐；第一均压罐用于存储从4个吸附塔输入的富氧气体，并输出给4个吸附塔进行充压；第二均压罐用于存储从4个吸附塔输入的贫氧气体，并输出给4个吸附塔进行充压；氧气缓冲罐用于收集从4个吸附塔输入的氧气，并输出给4个吸附塔进行清洗。

【技术特征摘要】
1.一种四塔低压吸附真空解吸制备氧气的装置，其特征在于，包括鼓风机、2个真空泵、4个吸附塔、2个均压罐和氧气缓冲罐，其中4个吸附塔的进口相连，并连接到鼓风机和2个真空泵，4个吸附塔的出口相连，并连接到氧气缓冲罐，4个吸附塔通过管道分别都与2个均压罐连接，其中，鼓风机用于将原料空气压缩后通过管道输入4个吸附塔；2个真空泵用于抽取4个吸附塔内的气体；4个吸附塔用于吸附产氧、顺向放压、真空解吸、清洗和充压，输出富氧气体到第一均压罐，输出贫氧气体到第二均压罐，输出氧气到氧气缓冲罐；第一均压罐用于存储从4个吸附塔输入的富氧气体，并输出给4个吸附塔进行充压；第二均压罐用于存储从4个吸附塔输入的贫氧气体，并输出给4个吸附塔进行充压；氧气缓冲罐用于收集从4个吸附塔输入的氧气，并输出给4个吸附塔进行清洗。2.根据权利要求1所述的一种四塔低压吸附真空解吸制备氧气的装置，其特征在于，还包括32个阀门。3.根据权利要求2所述的一种四塔低压吸附真空解吸制备氧气的装置，其特征在于，所述32个阀门是气动切换阀。4.根据权利要求2所述的一种四塔低压吸附真空解吸制备氧气的装置，其特征在于，还包括4个止回阀，4个止回阀的一端分别连通4个吸附塔，另一端连通氧气缓冲罐。5.根据权利要求4所述的一种四塔低压吸附真空解吸制备氧气的装置，其特征在于，还包括可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器用于输出电信号控制阀门。6.一种四塔低压吸附真空解吸制备氧气的方法，其特征在于，包括以下步骤：原料空气经过鼓风机进入第一吸附塔，第一吸附塔进行吸附，获得氧气输送给氧气缓冲罐，同阶段第二吸附塔从氧气缓冲罐获得氧气进行清洗，真空泵对第三吸附塔抽真空，进行真空解吸，第四吸附塔吸附剂饱和，鼓风机停止，第四吸附塔将其中的富氧气体顺放至第一均压罐；第一吸附塔继续吸附产氧，同阶段第二吸附塔继续清洗，第三吸附塔继续进行真空解吸，第四吸附塔将其中的贫氧气体顺放至第二均压罐；第一吸附塔继续吸附产氧，同阶段第二吸附塔从第二均压罐获得贫氧气体进行充压，并利用大气充压，第三吸附塔继续进行真空解吸，真空泵对第四吸附塔进行抽真空，进行真空解吸；第一吸附塔继续吸附产氧，同阶段第二吸附塔从第一均压罐获得富氧气体进行充压，并利用大气充压，第三吸附塔继续进行真空解吸，第四吸附塔继续进行真空解吸；第一吸附塔吸附剂饱和，鼓风机停止，第一吸附塔将其中的富氧气体顺放至第一均压罐，同阶段原料空气经过鼓风机进入第二吸附塔，第二吸附塔进行吸附，获得氧气输送给氧气缓冲罐，第三吸附塔从氧气缓冲罐获得氧气进行清洗，第四吸附塔继续进行真空解吸；第一吸附塔将其中的贫氧气体顺放至第二均压罐，同阶段第二吸附塔继续进行吸附产氧，第三吸附塔继续进行清洗，第四吸附塔继续进行真空解吸；真空泵对第一吸附塔进行抽真空，进行真空解吸，同阶段...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈世文，刘新旺，王国超，郑英杰，杜中山，王聪，宋东宪，
申请(专利权)人：北京金大万翔环保科技有限公司，北京佳合万翔科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11