节能型VPSA制氧方法及设备技术

本发明专利技术公开了一种节能型VPSA制氧方法及设备，包括升压吸附和降压解吸，两组吸附塔组并联运行，两组吸附塔组分别配有鼓风机，两组吸附塔的鼓风机连接于第一电机，且两鼓风机的轴功率总和与第一电机的功率相匹配；两组吸附塔组分别配有真空泵；两组吸附塔的真空泵同时连接同一电机，且两真空泵的轴功率总和与电机的功率相匹配；升压吸附与降压解吸同时进行。本发明专利技术提供了一种节能型VPSA制氧方法及设备，鼓风机轴功率与其电机功率合适匹配，真空泵轴功率与其电机功率合适匹配，与常规的VPSA制氧设备相比，运行能耗可降低15～20％。运行能耗可降低15～20％。运行能耗可降低15～20％。

【技术实现步骤摘要】
节能型VPSA制氧方法及设备


[0001]本专利技术属于制氧
，特别涉及一种节能型VPSA(VSA)制氧设备。

技术介绍

[0002]制取氧气的方法主要有：深冷制氧、VPSA(PSA、VPSA、VSA)制氧、膜分离制氧、水电解制氧及化学制氧。
[0003]随工业的发展，氧气的需求量越来越大。VPSA(VSA)制氧作为一种生产氧气的工艺，其设备也逐步往大型化方面发展，其运行电耗也越来越被重视。
[0004]VPSA制氧工艺，每只吸附塔内的压力都由常压至高压(设定值，约0.05MPa左右)、再回到常压，再到低负压(设定值，约
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0.05MPa)周期循环过程。常压至高压由鼓风机鼓空气实现，常压至低负压由真空泵抽真空实现。按常用VPSA(VSA)VPSA制氧工艺，会产生一个高能耗问题：鼓风机的电机功率需按高压点时鼓风机所需轴功率配置，同样，真空泵的电机功率也需按低负压点时真空泵所需轴功率配置，都为周期循环运行过程中轴功率的最大值，这样一来，鼓风机及真空泵配置的电机，在周期循环工作过程中，大部分时间存在“大马拉小车”的情况，无用功增多，耗电量大。

技术实现思路

[0005]本专利技术主要解决的技术问题是提供一种节能型VPSA制氧工艺及制氧设备，解决了电机“大马拉小车”的情况，降低无用功率，与常规的VPSA制氧方法、制氧设备相比，运行能耗可降低15～20％。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：
[0007]本专利技术提供一种节能型VPSA制氧方法，包括如下步骤：
[0008]升压吸附：两组吸附塔组并联且同时运行，两组吸附塔组分别配有鼓风机，且每组吸附塔组运行过程中，该组内鼓风机先送风给组内一吸附塔使其内部压力自常压升至高正压，再送风给组内另一吸附塔使其内部压力自常压升至高正压，该组内鼓风机依次给两吸附塔循环送风；两组吸附塔的鼓风机连接于第一电机，且两鼓风机在周期循环运行过程中轴功率总和与第一电机的功率相匹配；
[0009]降压解吸：两组吸附塔组并联且同时运行，两组吸附塔组分别配有真空泵，且每组吸附塔组运行过程中，该组内真空泵先给组内一吸附塔抽气使其内部压力自常压降至低负压，再给组内另一吸附塔抽气使其内部压力自常压降至低负压，该组内真空泵依次给两吸附塔循环抽气；两组吸附塔的真空泵连接于第二电机，且两真空泵在周期循环运行过程中轴功率总和与第二电机的功率相匹配；
[0010]升压吸附步骤与降压解吸步骤同时进行。
[0011]进一步地说，升压吸附步骤中，一鼓风机处于轴功率高值时，另一鼓风机处于轴功率相对低值。
[0012]进一步地说，降压解吸步骤中，一真空泵处于轴功率高值时，另一真空泵处于轴功
率相对低值。
[0013]本专利技术还提供了一种节能型VPSA制氧设备，包括两组并联的吸附塔组，每组吸附塔组包括两并联的吸附塔及与两吸附塔连接的动力设备，所述动力设备包括鼓风机和真空泵，所述吸附塔设有进排气口和氧气出口，同组两吸附塔的进排气口皆连接于同一鼓风机，且进排气口皆连接于同一真空泵；同组内任一吸附塔吸附时，另一吸附塔处于解吸工作状态；
[0014]两组吸附塔组连接的两鼓风机连接于第一电机，两鼓风机在周期循环运行过程中轴功率总和与第一电机的功率相匹配；
[0015]两组吸附塔组连接的两真空泵连接于第二电机，两真空泵在周期循环运行过程中轴功率总和与第二电机的功率相匹配；
[0016]进一步地说，两组吸附塔组的吸附塔氧气出口皆连接氧气缓冲罐。
[0017]进一步地说，所述氧气缓冲罐为一个或多个并联的氧气缓冲罐。
[0018]进一步地说，所述吸附塔与所述鼓风机之间可设有冷却器。
[0019]进一步地说，所述吸附塔为一个吸附塔或进排气口和氧气出口分别并联相通的多个吸附塔。
[0020]进一步地说，所述鼓风机为罗茨式或离心式鼓风机；所述真空泵为罗茨式或水环式真空泵。
[0021]进一步地说，所述吸附塔与所述鼓风机之间以及所述吸附塔与所述真空泵之间分别设有控制阀，所有所述控制阀按照时序进行切换。
[0022]本专利技术的有益效果是：
[0023]本专利技术设置两并联的吸附塔组，两组吸附塔组各自连接有一鼓风机和一真空泵，两组吸附塔组连接的鼓风机皆连接于第一电机，其中一台鼓风机处于轴功率高值时，另一台鼓风机处于轴功率相对低值，实现第一电机功率与二台鼓风机在周期循环运行过程中轴功率总和匹配；两组吸附塔组连接的真空泵皆连接于第二电机，其中一台真空泵处于轴功率高值时，另一台真空泵处于轴功率相对低值，实现第二电机功率与二台真空泵在周期循环运行过程中轴功率总和匹配，解决了电机“大马拉小车”的情况，避免产生过多无用功，本专利技术与常规的VPSA(VSA)制氧设备相比，运行能耗可降低15～20％。
[0024]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
[0025]图1是本专利技术的工艺流程示意图；
[0026]图2是本专利技术的吸附塔的气压与工作周期的关系图；
[0027]图3是本专利技术的鼓风机的轴功率与工作周期的关系图；
[0028]图4是本专利技术的真空泵的轴功率与工作周期的关系图；
具体实施方式
[0029]以下通过特定的具体实施例说明本专利技术的具体实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本专利技术的优点及功效。本专利技术也可以其它不同的方式予以
实施，即，在不背离本本专利技术所揭示的范畴下，能予不同的修饰与改变。
[0030]实施例：一种节能型VPSA制氧方法，包括如下步骤：
[0031]升压吸附：两组吸附塔组并联且同时运行，两组吸附塔组分别配有鼓风机，且每组吸附塔组运行过程中，该组内鼓风机先送风给组内一吸附塔使其内部压力自常压升至高正压，再送风给组内另一吸附塔使其内部压力自常压升至高正压，该组内鼓风机依次给两吸附塔循环送风；两组吸附塔的鼓风机连接于第一电机，且两鼓风机在周期循环运行过程中轴功率总和与第一电机的功率相匹配；
[0032]降压解吸：两组吸附塔组并联且同时运行，两组吸附塔组分别配有真空泵，且每组吸附塔组运行过程中，该组内真空泵先给组内一吸附塔抽气使其内部压力自常压降至低负压，再给组内另一吸附塔抽气使其内部压力自常压降至低负压，该组内真空泵依次给两吸附塔循环抽气；两组吸附塔的真空泵连接于第二电机，且两真空泵在周期循环运行过程中轴功率总和与第二电机的功率相匹配；
[0033]升压吸附步骤与降压解吸步骤同时进行。
[0034]本专利技术使用上述制氧方法的制氧设备包括两组并联的吸附塔组，每组吸附塔组包括两并联的吸附塔及与两吸附塔连接的动力设备，所述动力设备包括鼓风机和真空泵，所述吸附塔设有进排气口和氧气出口，同组两吸附塔的进排气口皆连接于同一鼓风机，且进排气口皆连接于同一真空本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种节能型VPSA制氧方法，其特征在于：包括如下步骤：升压吸附：两组吸附塔组并联且同时运行，两组吸附塔组分别配有鼓风机，且每组吸附塔组运行过程中，该组内鼓风机先送风给组内一吸附塔使其内部压力自常压升至设定的高正压，再送风给组内另一吸附塔使其内部压力自常压升至设定的高正压，该组内鼓风机依次给两吸附塔循环送风；两组吸附塔的鼓风机连接于第一电机，且两鼓风机的轴功率总和与第一电机的功率相匹配；降压解吸：两组吸附塔组并联且同时运行，两组吸附塔组分别配有真空泵，且每组吸附塔组运行过程中，该组内真空泵先给组内一吸附塔抽气使其内部压力自常压降至设定的低负压，再给组内另一吸附塔抽气使其内部压力自常压降至设定的低负压，该组内真空泵依次给两吸附塔循环抽气；两组吸附塔的真空泵连接于第二电机，且两真空泵的轴功率总和与第二电机的功率相匹配；升压吸附步骤与降压解吸步骤同时进行。2.根据权利要求1所述的节能型VPSA制氧方法，其特征在于：升压吸附步骤中，一鼓风机处于轴功率高值时，另一鼓风机处于轴功率相对低值。3.根据权利要求1所述的节能型VPSA制氧方法，其特征在于：降压解吸步骤中，一真空泵处于轴功率高值时，另一真空泵处于轴功率相对低值。4.一种使用权利要求1
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3中任一所述的节能型VPSA制氧方法的制氧设备，其特征在于：包括两组并联的吸附塔组...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜小建，
申请(专利权)人：昆山欧拓气体设备有限公司，
类型：发明
国别省市：