具有氧气侧平衡的混合氧气浓缩器制造技术

本公开涉及一种被配置为生成氧气的系统，包括：压缩机，其被配置为摄取和加压气体；氧气分离单元，其包括第一筛床、第二筛床；以及输入部，其接收来自所述压缩机的输出部的气体流。所述氧气分离单元通过将氧气从所述气体流分离来生成氧气流。与所述氧气分离单元的输出部流体连接的膜模块被配置为净化由所述氧气分离单元生成的氧气流。阀装置被配置为通过筛床周期性地引导来自所述膜模块的氧气流中的至少一些以利用渗余物气体清洗所述筛床并且排出这样的渗余物气体。一个或多个处理器控制所述阀装置，从而控制所述氧气流和对筛床的清洗。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有氧气侧平衡的混合氧气浓缩器相关申请的交叉引用本专利申请根据35U.S.C.§119(e)要求享有于2018年8月23日提交的美国临时申请US62/721635的优先权权益，通过引用将其内容并入本文。
本公开涉及一种用于浓缩氧气的系统和方法。
技术介绍
用于氧气的按需生成的商业方案或氧气浓缩器是已知的。这样的氧气浓缩器中使用的变压吸附(PSA)技术在诸如美国专利US6551384的文献中描述。在典型的氧气浓缩器中，压缩机通过筛床将气体(空气)馈送到产物积累器(用于氧气存储)。有机膜还已知为使能气体的分离和/或气体混合物中的特定气体的富集。
技术实现思路
本公开的方面是提供一种用于生成氧气的方法和装置。本公开的另一方面是提供一种用于生成氧气的方法和系统，其可以在高纯度和低维护成本的情况下提供氧气。这些方面由一种生成氧气的方法实现，所述方法包括以下步骤：通过各自装备有氧气分离吸附剂的至少第一和第二吸附室间歇地引导含氧气体流，所述含氧气体流在所述第一吸附室和所述第二吸附室的吸附模式期间通过所述氧气分离吸附本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生成氧气的方法，所述方法包括：/n通过第一吸附室和第二吸附室间歇地引导含氧气体流，所述第一吸附室和所述第二吸附室被装备有氧气分离吸附剂，所述含氧气体流在所述第一吸附室和所述第二吸附室的吸附模式期间通过所述氧气分离吸附剂来引导，从而关于氧气来富集所述含氧气体流并且生成富集的含氧气体流；/n将所述富集的含氧气体流引导到透氧膜的初级侧并且通过所述透氧膜到所述透氧膜的次级侧，从而进一步将氧气从所述富集的含氧气体流分离并且形成净化渗透氧气的流，其中，被引导到所述透氧膜的所述初级侧的所述富集的含氧气体流的部分包括不穿过所述透氧膜的渗余物气体；/n在所述第一吸附室和所述第二吸附室的解吸附模式期间通过...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180823 US 62/721,6351.一种生成氧气的方法，所述方法包括：
通过第一吸附室和第二吸附室间歇地引导含氧气体流，所述第一吸附室和所述第二吸附室被装备有氧气分离吸附剂，所述含氧气体流在所述第一吸附室和所述第二吸附室的吸附模式期间通过所述氧气分离吸附剂来引导，从而关于氧气来富集所述含氧气体流并且生成富集的含氧气体流；
将所述富集的含氧气体流引导到透氧膜的初级侧并且通过所述透氧膜到所述透氧膜的次级侧，从而进一步将氧气从所述富集的含氧气体流分离并且形成净化渗透氧气的流，其中，被引导到所述透氧膜的所述初级侧的所述富集的含氧气体流的部分包括不穿过所述透氧膜的渗余物气体；
在所述第一吸附室和所述第二吸附室的解吸附模式期间通过所述第一附室和所述第二吸附室引导所述渗余物气体的至少部分；并且
周期性地平衡所述第一吸附室和所述第二吸附室中的压力。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，平衡所述第一吸附室和所述第二吸附室中的压力还包括平衡在所述解吸附模式的结束处和在所述吸附模式的结束处的所述第一吸附室和所述第二吸附室中的压力。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，压力平衡包括：
在所述第一吸附室与所述第二吸附室之间引导所述富集的含氧气体流，从而均衡所述第一吸附室和所述第二吸附室中的压力。


4.一种用于生成氧气的系统，所述系统包括：
第一吸附室和第二吸附室，所述第一吸附室和所述第二吸附室各自包括：氧气分离吸附剂；第一入口，其用于将含氧气体提供到所述第一吸附室和所述第二吸附室中；以及第一出口，其用于将富集的含氧气体引导到所述第一吸附室和所述第二吸附室外部；
至少一个膜模块，其包括透氧膜；所述至少一个膜模块的初级侧的第二入口，所述第二入口与所述第一吸附室和所述第二吸附室的所述第一出口流体连通，所述第二入口被配置用于将所述富集的含氧气体提供到所述至少一个膜模块中；所述至少一个膜模块的次级侧的第二出口，所述第二出口用于还将富集的含氧气体引导到所述至少一个膜模块外部；以及所述至少一个膜模块的所述初级侧的第三出口，所述第三出口用于将渗余物气体引导到所述至少一个膜模块外部；
第一导管，其将所述至少一个膜模块的所述第三出口与所述第一吸附室和所述第二吸附室的所述第一出口进行连接，所述第一导管被配置用于清洗所述第一吸附室和所述第二吸附室；
第二导管，其连接至少所述第一吸附室和所述第二吸附室的所述第一出口，所述第二导管被配置用于使至少所述第一吸附室与所述第二吸附室压力平衡；
阀装置，其被配置为通过所述第一导管周期性地将来自所述至少一个膜模块的所述渗余物气体中的至少一些引导到至少所述第一吸附室和所述第二吸附以利用所述渗余物气体来清洗至少所述第一吸附室和所述第二吸附室并且排出所述渗余物气体；以及
一个或多个处理器，其被配置为控制所述阀装置，从而控制所述含氧气体并且对至少所述第一吸附室和所述第二吸附室的清洗。


5.根据权利要求4所述的系统，其中，压力平衡包括利用所述第二导管和所述阀装置来在所述第一吸附室与所述第二吸附室之间传递所述富集的含氧气体，从而均衡所述第一吸附室和所述第二吸附室中的压力。


6.根据权利要求4所述的系统，其中，所述透氧膜包括：
纤维结构，其包括50g-1000g的纤维；
气体体积，其包括100mL-2000mL；以及
管的外部体积，其包括100mL-2000mL。


7.根据权利要求4所述的系统，其中，所述透氧膜包括：
纤维结构，其包括100g-330g的纤维；
气体体积，其包括250mL-350mL；以及
管的外部体积，其包括350mL-550mL。


8.一种被配置为生成氧气的系统，包括：
压缩机，其被配置为摄取含氧的气体流并且对含氧的气体流加压；
氧气分离单元，其包括第一筛床和第二筛床，所述氧气分离单元从所述压缩机的输出部接收所述含氧的气体流，所述氧气分离单元被配置为通过将氧气从所述含氧的气体流分离来生成浓缩氧气流；
至少一个膜模块，其与所述氧气分离单元的输出部流体连接，其中，所述至少一个膜模块被配置为净化由所述氧气分离单元生成的所述浓缩氧气流，并且经由所述氧气分离单元清洗从净化所述浓缩氧气流而产生的渗余物气体；
阀装置，其被配置为通过所述第一筛床和所述第二筛床周期性地引导来自所述至少一个膜模块的所述渗余物气体以利用所述渗余物气体来清洗所述第一筛床和所述第二筛床并且排出这样的渗余物气体；以及
一个或多个处理器，其被配置为控制所述阀装置，从而控制所述氧气流和通过以下操作对所述第一筛床和所述第二筛床的清洗：
(1)将所述阀装置配置为利用所述压缩机对所述第一筛床加压，并且使得所述第一筛床将所述浓缩氧气流输出到所述至少一个膜模块，同时利用来自至少一个膜模块的渗余物流来清洗所述第二筛床；
(2)切换所述阀装置以利用所述浓缩氧气流使所述第一筛床与所述第二筛床压力平衡，使得所述第一筛床中的压力降低以与所述第二筛床中的压力至少部分地平衡；
(3)切换所述阀装置以利用所述压缩机对所述第二筛床加压，并且使得所述第二筛将所述氧气流输出到所述至少一个膜模块，同时利用来自至少一个膜模块的渗余物流来清洗所述第一筛床；
(4)切换所述阀装置以利用所述浓缩氧气流使所述第二筛床与所述第一筛压力平衡，使得所述第二筛床中的所述压力降低以与所述第一筛床中的所述压力至少部分地平衡；并且
(5)重复步骤1-4。


9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述阀装置包括平衡线，所述平衡线被配置为将所述氧气流从所述第一筛床传递到所述第二筛床，并且将所述氧气流从所述第二筛床传递到所述第一筛床，所述平衡线包括一个或多个平衡阀。


10.根据权利要求9所述的系统，其中，切换所述阀装置以使所述第一筛床与所述第二筛床压力平衡包括利用所述平衡线和所述一个或多个平衡阀来在所述第一筛床与所述第二筛床之间传递所述浓缩氧气流。


11.根据权利要求8所述的系统，其中，切换所述阀装置以利用所述压缩机...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·希尔比希，A·G·R·克贝尔，R·W·默多克，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL