一种变压吸附制氧工艺参数优化方法技术

本发明专利技术提供一种变压吸附制氧工艺参数优化方法，其特征在于它包括以下步骤：1）将氧气传感器放置在粉末冶金过滤器内部并暴露在吸附剂床层中，采用温度

【技术实现步骤摘要】
一种变压吸附制氧工艺参数优化方法


[0001]本专利技术提供一种工艺参数优化方法，特别是一种变压吸附制氧工艺参数优化方法，属于制氧工艺

。

技术介绍

[0002]制氧装置所使用的变压吸附法基于分子筛对空气中的氧
、
水
、
氮组选择性吸附而获得高纯度氧气，在较高的压力下使用吸附剂吸附以实现气体分离
。
在较低压力下则实现吸附剂再生，整个制氧工作流程简单，自动化水平高，安全性更加优秀
。
[0003]CN218077155U
公开一种变压吸附制氧系统，涉及制氧
，其技术方案要点是：包括供高浓度氧气输出的输出端，所述输出端连接有输出管，所述输出管的两端分别设置进口和出口，所述进口连接所述输出端；所述输出管内设置加湿带，所述加湿带包括加湿管和吸湿条，所述加湿管上开设若干均匀分布的加湿孔，所述吸湿条缠绕于加湿管的外周，用于吸附从加湿管外周渗出的水分
。
本技术产氧量越大，能耗较低，维护成本低，动力设备为罗茨鼓风机和罗茨真空泵，维护简单；适合于中大型产量
。
[0004]CN111762759A
公开了一种变压吸附制氧装置及其制氧方法，
PLC
控制器通过控制二位四通电磁阀和高频脉冲阀分别控制
A
吸
、B
反吹
、A、B
均压
、A
解吸
、B
吸
、A
反吹，
B、A/>均压
、B
解吸的循环过程；随着海拔和大气压力的变化，数字压力传感器会反馈进气压力数据给
PLC
控制器，自动优化均压和反吹时间，使制氧装置在高海拔地区的性能显著提高，可降低对分子筛的冲击，延长分子筛的使用寿命，与传统的制氧系统相比，显著提高了变压吸附制氧机的氧气回收率和氧气纯度，氧气回收率最大提高了
9.2
％，产品气中氧气的体积分数最大提高了
4.0
％，氧气出口压力
>0.1mpa
，且氧气流量和浓度稳定，波动率明显减少
。
[0005]CN209113474U
公开了一种三塔真空变压吸附制氧装置，包括所述过滤箱，所述过滤箱左侧的中部固定连接有固定板，所述固定板的顶部固定连接有鼓风机，所述鼓风机的出风口连通有鼓风管，所述鼓风管的一端贯穿过滤箱且延伸至过滤箱的内部，所述过滤箱内壁两侧之间的中部固定连接有隔板，隔板顶部的中部固定连接有挡板，隔板顶部的右侧设置有过滤层，隔板顶部且位于过滤层的右侧贯穿有第一通气管，过滤箱左侧的顶部固定连接有摇动装置
。
本技术涉及制氧

。
该三塔真空变压吸附制氧装置通过过滤层滤去杂质提升空气质量，提升制得氧气的质量，避免杂质影响制氧品质，避免水分影响损坏设备，保证设备的安全运行，减少设备维护成本
。
[0006]现有变压吸附制氧装置常以氧气浓度作为抽样
、
送样检测参数，并通过压力传感器转化为电信号后进行计算，从而测得吸附塔内气体成分，以确定后续工艺操作
。
该方法测定的数据具有延时性，且存在误差，无法及时反馈吸附塔内气体成分变化，取样过程中需要增加工序步骤，取样用蠕动泵的工作负载与工作寿命受限严重，不利于实行长期及时的气体数据测定
。
因此有必要对现有技术加以改进
。

技术实现思路

[0007]为解决现有变压吸附制氧工艺存在延时性及误差，导致吸附塔内气体成分变化无法及时反馈，以及取样过程工序复杂的问题，本专利技术提供一种变压吸附制氧工艺参数优化方法
。
[0008]本专利技术通过下列技术方案完成：一种变压吸附制氧工艺参数优化方法，其特征在于包括下列步骤：（1）将氧气传感器放置在粉末冶金过滤器内部并暴露在吸附剂床层中，粉末冶金过滤器的过滤精度＜1μ
m
，氧气传感器的直接检测参数为
A1
，检测点的压力为
A2
，检测点的温度为
A3
，检测点的水分含量为
A4
，采用温度
、
压力
、
水分含量进行计算机校正后获得氧含量；（2）根据径向平面传感器校正氧含量的检测数据误差是否小于
3%
，从而判断吸附塔顶
、
塔底气体分布器分布效果是否达到要求；（3）当产品富氧浓度低于额定数据或工作温度
、
空气湿度发生变化时，提供更换吸附剂或调整吸附压力
、
再生压力
、
吹扫流量
、
设置循环时间的依据；（4）当工作环境温度
、
空气水含量发生明显变化时，依据正常工作参数下所记载的操作参数，在氧气检测数据发生负偏差时，提高吸附压力或提高抽空能力
、
缩短循环时间
、
减少产品气量；在氧气检测数据发生正偏差时，降低吸附压力或减小抽空能力
、
拉长循环时间
、
增加产品气量
。
[0009]所述氧气传感器在吸附床中设置至少五只，在同一径向平面等距至少设置三只，至少在同一轴向等距设置三只，根据径向平面传感器校正后氧含量的检测数据误差是否小于
3%
来判断吸附塔顶
、
塔底气体分布器分布效果是否达到要求，根据轴向传感器校正后的氧含量来检测吸附塔中吸附剂是否完全正常工作，当产品富氧浓度低于额定数据或工作温度
、
空气湿度发生变化时，提供更换吸附剂或调整吸附压力
、
再生压力
、
吹扫流量
、
设置循环时间的依据；所述温度
、
压力校正采用下列能斯特方程
Em=(RT/nf*Ln(P/P0))
进行，
P0=A2(MPa)*0.209
，
T=A3(℃)+273.15。
[0010]所述水含量的校正是依据实际吸附温度
、
压力下，人为控制水含量在
1~100ppm
范围内
Em
实测数据来进行最小二乘法拟合，以此建立水含量对测量值与实际氧含量差值的函数关系，作为水含量校正系数
。
[0011]本专利技术具有下列优点及效果：采用上述方案，氧气传感器直接检测多个参数，使用能斯特方程并建立水含量校正系数的函数关系来对温度
、
压力与水含量进行计算机校正，从而获得实际氧含量数据，相较
PLC
压力控制与传统取样检测，产生的反馈更加快速精准，有利于将吸附塔内气体浓度变化具象化为可观测的数据，产生直接反馈
。
吸附塔内设置多方向多个氧气传感器，从径向与轴向同时捕捉数据进行测算，可以观测吸附塔内不同位置的气体变化，有利于快速本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种变压吸附制氧工艺参数优化方法，其特征在于包括下列步骤：（1）将氧气传感器放置在粉末冶金过滤器内部并暴露在吸附剂床层中，粉末冶金过滤器的过滤精度＜1μ
m
，氧气传感器的直接检测参数为
A1
，检测点的压力为
A2
，检测点的温度为
A3
，检测点的水分含量为
A4
，采用温度
、
压力
、
水分含量进行计算机校正后获得氧含量；（2）根据径向平面传感器校正氧含量的检测数据误差是否小于
3%
，判断吸附塔顶
、
塔底气体分布器分布效果是否达到要求；（3）当富氧浓度低于额定数据或工作温度
、
空气湿度发生变化时，提供更换吸附剂或调整吸附压力
、
再生压力
、
吹扫流量
、
设置循环时间的依据；（4）当工作环境温度
、
空气水含量发生明显变化时，依据正常工作参数下所记载的操作参数，在氧气检测数据发生负偏差时，提高吸附压力或提高抽空能力
、
缩短循环时间
、
减少产品气量；在氧气检测数据发生正偏差时，降低吸附压力或减小抽空能力
、
拉长循环时间
、
增加产品气量
。2.

【专利技术属性】
技术研发人员：雷玮，杨皓，钟若钰，杨鹏，宋尉源，
申请(专利权)人：昆明有色冶金设计研究院股份公司，
类型：发明
国别省市：