变压吸附制氧装置及制氧方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种变压吸附制氧装置及制氧方法，可以直接满足臭氧发生器工作所需氧气压力及浓度。所述制氧装置包括罗茨鼓风机、罗茨真空泵、第一吸附塔和第二吸附塔；空气连接罗茨鼓风机进气口和罗茨真空泵进气口，第一管路上设有第一控制阀，第二管路上设有第二控制阀；第一管路连接第三管路的一端，第三管路的另一端连接在罗茨真空泵的出气管路上，第三管路上设有第四控制阀，罗茨真空泵出气管路上设有第十一控制阀，第三管路与罗茨真空泵出气管路的连接点位于第十一控制阀的上游。本发明专利技术变压吸附制氧装置和制氧方法，产出氧气压力可直接达到臭氧发生器所需氧气压力，无需另外配置氧气加压机，可减少设备投资，降低成本。降低成本。降低成本。

【技术实现步骤摘要】
变压吸附制氧装置及制氧方法


[0001]本专利技术涉及变压吸附制氧
，具体是一种变压吸附制氧装置及制氧方法。

技术介绍

[0002]臭氧发生器是国家鼓励发展的重大环保技术装备，是用于制取臭氧气体（O3）的装置。利用O3的清洁性，使其已广泛用于自来水厂、市政污水厂、化工废水、化工氧化等各个行业。
[0003]臭氧易于分解、无法储存，需现场制取现场使用（特殊的情况下可进行短时间的储存），所以凡是能用到臭氧的场所一般均需使用臭氧发生器。臭氧发生器在饮用水、污水、工业氧化、食品加工和保鲜、医药合成、空间灭菌等领域广泛应用。臭氧发生器产生的臭氧气体可以直接利用，也可以通过混合装置和液体混合参与反应。
[0004]氧气是臭氧发生器的产生臭氧的必须原料气，为了提高臭氧的产出效率，臭氧发生器的原料气大部分采用氧气或富氧气空气。当前为臭氧发生器提供氧气的方案主要有液氧、变压吸附制氧两种方式。液氧是深冷空分装置产出，深冷空分装置都是超大产量规格型号，投资大、流程运行复杂、主要设备多，包括空压机、预冷器、纯化器、换热器、膨胀机、精馏塔、氧压机（或液氧泵）等许多装置且部分装置在低温下运行，运行、保冷、维护等费用高，目前臭氧发生器使用厂家都没有匹配深冷空分制氧装置的的案例，基本都是外购液氧，进行使用液氧罐储存、再汽化后进行使用，使用成本高，有时还会受到地域运输等条件限制。
[0005]变压吸附制氧就是臭氧设备使用厂家的选择，所以臭氧发生器使用厂家，采用现在常用的变压吸附制氧机进行现场制氧。
[0006]臭氧发生器的工作压力0.095MPa～0.15MPa，所以根据臭氧发生器工作的特征特点，目前正压解吸变压吸附制氧机，流程设备多（空压机、冷干机、吸干机、过滤器等）、压力升压高（约0.5MPa），运行能耗高，负压解吸设备，产出压力低，一般在0.015
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0.02MPa左右，需要相应加压设备来满足臭氧发生器的气源需要，使得制氧设备投资高，维护成本高。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供一种变压吸附制氧装置及制氧方法，基于负压解吸变压吸附制氧原理，无需配置氧气加压机即可使产氧压力升至臭氧发生器对应的工作压力范围，从而可减少设备投资，减少维护费用，降低成本。
[0008]为达到上述技术效果，本专利技术所提出的变压吸附制氧装置的技术方案是，一种变压吸附制氧装置，包括：罗茨鼓风机、罗茨真空泵、第一吸附塔和第二吸附塔；空气通过第一管路连接所述罗茨鼓风机的进气口，且通过第二管路连接所述罗茨真空泵的进气口，所述第一管路上设有第一控制阀，所述第二管路上设有第二控制阀；所述第一管路连接第三管路的一端，所述第三管路的另一端连接在所述罗茨真空泵的出气管路上，所述第三管路上设有第四控制阀，所述罗茨真空泵的出气管路上设有第
十一控制阀，所述第三管路与所述罗茨真空泵的出气管路的连接点位于所述第十一控制阀的上游；所述罗茨鼓风机的出气管路上设有第十二控制阀，且所述罗茨鼓风机的出气管路上连接有位于所述第十二控制阀上游的第四管路，所述第四管路的一端连接在所述罗茨鼓风机的出气管路上，另一端连接所述第一吸附塔的进气口，所述第四管路上设有第五控制阀；所述第一吸附塔的进气口还连接第六管路的一端，所述第六管路的另一端连接到所述罗茨真空泵的进气口上，所述第六管路上设有第六控制阀；所述第二吸附塔的进气口连接第五管路的一端，所述第五管路的另一端连接在所述罗茨真空泵的进气口上，且所述第五管路上设有第三控制阀；所述第二吸附塔的进气口还连接第七管路的一端，所述第七管路的另一端连接在所述第四管路上，且所述第七管路与所述第四管路的连接点位于所述罗茨鼓风机的出气口与所述第五控制阀之间，所述第七管路上设有第七控制阀；所述第一吸附塔的出气口与所述第二吸附塔的出气口之间连接有第八管路，所述第八管路上设有第八控制阀；所述第一吸附塔的出气口连接有第一氧气出气管路，所述第二吸附塔的出气口连接有第二氧气出气管路，所述第一氧气出气管路上设有第九控制阀，所述第二氧气出气管路上设有第十控制阀；所述第一控制阀、所述第二控制阀、所述第十一控制阀和所述第十二控制阀为常开阀，其余控制阀为常闭阀。
[0009]所述第一氧气出气管路和所述第二氧气出气管路均连接在氧气缓冲罐上，所述氧气缓冲罐通过管道连接臭氧发生器。
[0010]所述第八管路上仅设有一个所述第八控制阀，或者，所述第八管路上设有两个第八控制阀，还设有均压罐，所述均压罐位于两所述第八控制阀之间。
[0011]所述罗茨鼓风机的出气管路出口处设有消声器，所述罗茨真空泵的出气管路出口处设有消声器。
[0012]本专利技术还提出了一种基于上述变压吸附制氧装置的制氧方法，包括如下步骤：1）启动罗茨鼓风机和罗茨真空泵；2）第一吸附塔充压吸附、第二吸附塔抽空解吸：打开第五控制阀，关闭第十二控制阀，空气被罗茨鼓风机吸入，进行升压输送并进入第一吸附塔，开始充压吸附；同时第二吸附塔抽空解吸，即打开第三控制阀，关闭第二控制阀，第二吸附塔内的氮气被罗茨真空泵抽空，经其出气管路高空排放；第二吸附塔抽空达到设定时间T1后，切换阀门，即打开第四控制阀、第二控制阀，关闭第一控制阀、第十一控制阀、第三控制阀，罗茨真空泵和罗茨鼓风机进行串联两级充压吸附，此时空气被罗茨真空泵吸入加压输送，并经第四控制阀送入罗茨鼓风机进行二级加压输送，再进入第一吸附塔进行吸附，第一吸附塔内的压力达到设定值P后，打开第九控制阀，开始产出压力为P的氧气，第一吸附塔吸附达到吸附前沿设定时间T2时，第一吸附塔充压吸附、第二吸附塔抽空解吸结束；3）第一吸附塔均压降、第二吸附塔均压升：切换阀门，即关闭第九控制阀、第五控制阀，打开第八控制阀，第一吸附塔进行均压降，第一吸附塔内吸附前沿末段氧气经均压降
后充分回收进入第二吸附塔进行均压升，打开第一控制阀、第十一控制阀、第十二控制阀，关闭第四控制阀，罗茨真空泵和罗茨鼓风机恢复到单级工作，第一吸附塔均压降第二吸附塔均压升达到设定时间T3结束；4）第二吸附塔充压吸附、第一吸附塔抽空解吸：打开第七控制阀，关闭第十二控制阀，空气罗茨鼓风机吸入，进行升压输送，并进入第二吸附塔开始充压吸附；第二吸附塔充压吸附的同时，第一吸附塔抽空解吸，即打开第六控制阀，关闭第二控制阀，第一 吸附塔内的氮气被罗茨真空泵抽空，并高空排放；第二吸附塔抽空达到设定时间T1后，切换阀门，打开第四控制阀、第二控制阀，关闭第一控制阀、第十一控制阀、第六控制阀，罗茨真空泵和罗茨鼓风机进行串联两级充压吸附；空气被罗茨真空泵吸入加压输送，并送入罗茨鼓风机进行二级加压输送，进入第二吸附塔进行吸附，第二吸附塔内的压力达到设定值P后，打开第十控制阀，开始产出压力为P的氧气，第二吸附塔吸附达到吸附前沿设定时间T2，第二吸附塔充压吸附、第一吸附塔抽空解吸结束；5）第二吸附塔均压降、第一吸附塔均压升：切换阀门，关闭第十控制阀、第七控制阀，打开第八控制阀、第二吸附塔进行均压降，第二吸附塔内吸附前沿末段氧气进行均压降后充分回收进入第一吸附塔进行均压升，打开第一控制阀、第十一控制阀、第十本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变压吸附制氧装置，其特征在于，包括：罗茨鼓风机、罗茨真空泵、第一吸附塔和第二吸附塔；空气通过第一管路连接所述罗茨鼓风机的进气口，且通过第二管路连接所述罗茨真空泵的进气口，所述第一管路上设有第一控制阀，所述第二管路上设有第二控制阀；所述第一管路连接第三管路的一端，所述第三管路的另一端连接在所述罗茨真空泵的出气管路上，所述第三管路上设有第四控制阀，所述罗茨真空泵的出气管路上设有第十一控制阀，所述第三管路与所述罗茨真空泵的出气管路的连接点位于所述第十一控制阀的上游；所述罗茨鼓风机的出气管路上设有第十二控制阀，且所述罗茨鼓风机的出气管路上连接有位于所述第十二控制阀上游的第四管路，所述第四管路的一端连接在所述罗茨鼓风机的出气管路上，另一端连接所述第一吸附塔的进气口，所述第四管路上设有第五控制阀；所述第一吸附塔的进气口还连接第六管路的一端，所述第六管路的另一端连接到所述罗茨真空泵的进气口上，所述第六管路上设有第六控制阀；所述第二吸附塔的进气口连接第五管路的一端，所述第五管路的另一端连接在所述罗茨真空泵的进气口上，且所述第五管路上设有第三控制阀；所述第二吸附塔的进气口还连接第七管路的一端，所述第七管路的另一端连接在所述第四管路上，且所述第七管路与所述第四管路的连接点位于所述罗茨鼓风机的出气口与所述第五控制阀之间，所述第七管路上设有第七控制阀；所述第一吸附塔的出气口与所述第二吸附塔的出气口之间连接有第八管路，所述第八管路上设有第八控制阀；所述第一吸附塔的出气口连接有第一氧气出气管路，所述第二吸附塔的出气口连接有第二氧气出气管路，所述第一氧气出气管路上设有第九控制阀，所述第二氧气出气管路上设有第十控制阀；所述第一控制阀、所述第二控制阀、所述第十一控制阀和所述第十二控制阀为常开阀，其余控制阀为常闭阀。2.根据权利要求1所述的变压吸附制氧装置，其特征在于，所述第一氧气出气管路和所述第二氧气出气管路均连接在氧气缓冲罐上，所述氧气缓冲罐通过管路连接臭氧发生器。3.根据权利要求1所述的变压吸附制氧装置，其特征在于，所述第八管路上仅设有一个所述第八控制阀，或者，所述第八管路上设有两个第八控制阀，还设有均压罐，所述均压罐位于两所述第八控制阀之间。4.根据权利要求1所述的变压吸附制氧装置，其特征在于，所述罗茨鼓风机的出气管路出口处设有消声器，所述罗茨真空泵的出气管路出口处设有消声器。5.一种基于权利要求1至4中任一项所述变压吸附制氧装置的制氧方法，其特征在于，包括如下步骤：1）启动罗茨鼓风机和罗茨真空泵；2）第一吸附塔充压吸附、第二吸附塔抽空解吸：打开第五控制阀，关闭第十二控制阀，空气被罗茨鼓风机吸入，进行升压输送并进入第一吸附塔，开始充压吸附；同时第二吸附塔
抽空解吸，即打开第三控制阀，关闭第二控制阀，第二吸附塔内的氮气被罗茨真空泵抽空，经其出气管路高空排放；第二吸附塔抽空达到设定时间T1后，切换阀门，即打开第四控制阀、第二控制阀，关闭第一控制阀、第十一控制阀、第三控制阀，罗茨真空泵和罗茨鼓风机进行串联两级充压吸附，此时空气被罗茨真空泵吸入加压输送，并经第四控制阀送入罗茨鼓风机进行二级加压输送，再进入第一吸附塔进行吸附，第一吸附塔内的压力达到设定值P后，打开第九控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁香鹏，尹家平，刘本国，卫永奉，闫希斌，田德玮，刘刚，
申请(专利权)人：青岛国林环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：