【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于气体分离，具体涉及一种利用循环机制备高纯氧气的装置及其方法。
技术介绍
1、psa变压吸附制氧系统，是以分子筛为吸附剂，通过变压吸附法以环境空气为原料，在常温低压的条件下，利用分子筛的变压吸附特性，形成制氧吸附塔在加压时分子筛吸附，减压时分子筛解析的循环过程，一般可生产出浓度为93％±3(v/v)的氧气，但若要进一步获得纯度更高（96%以上）的高纯氧气较为困难。而在实际应用中，高纯度氧气在医用、航空、电子、切割和金属加工等诸多领域都有广泛应用，而传统氧气钢瓶或液氧储罐存在生产成本高、不易现场生产、运输过程中风险大等缺点。
2、目前，现有技术中大多采用多级变压吸附系统来制取更高浓度的氧气。如中国专利cn20255514提出了一种两级变压吸附制高纯氧的装置，能在现场生产浓度大于99%的高纯氧气。中国专利cn103768891b公开了一种用两级串联变压吸附制氧系统及其操作方法，该专利的第一级为装有常规沸石等氮吸附剂的基于平衡选择性吸附机理的氧氮分离变压吸附分离系统，第二级为装有氧选择性吸附剂的基于平衡吸附机理的氧氩分离变压吸附分离系统，并且改进了传统的两级变压吸附系统，在第一级与第二级变压吸附系统之间设置一含氧富氩尾气回收回路。又如中国专利cn103585856提出了一种多回流的变压吸附方法，用于两组分或三组分体系中获得两个纯组分，吸附过程中在吸附塔的中间进料，在吸附塔顶端得到弱组分产品气（氧气）。又如专利申请号“201710561469.6”介绍了一种循环利用尾气的两级变压吸附制高纯氧系统和方法，第一级分离
3、诚然，关于采用psa变压吸附制备高纯氧气的介绍诸多，但总体还是基于psa吸附的双级处理，将初级获得浓度为93%左右的氧气再进一步提纯，而进一步提纯过程存在能耗较大、过程复杂、设备投入大等问题，另外，对于整个提纯装置，现有整体集成控制方式较为繁琐，导致设备体积大，布局不够紧凑，现场安装也不方便。为此，现有制备高纯氧气的装置结构和方法都有待进一步改进。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种利用循环机制备高纯氧气的装置及其方法，具有结构紧凑、区域独立控制、现场安装方便、氧气制备纯度高以及产气稳定性好等特点，采用螺杆空压机、纯化制氧一体机、氧气提纯机、提纯循环机分区独立设置，方便了现场安装和布局；同时采用外置三级压缩循环机进行抽真空、尾气回收利用、高纯氧气输出等操作，大大提升了制氧效率，同时降低了产气能耗，制备的高纯氧气浓度在99.5%以上，可广泛用于医用、航空、电焊、电子等诸多
2、为了实现上述目的，本专利技术采取以下的技术方案：一种利用循环机制备高纯氧气的装置，包括螺杆空压机，所述螺杆空压机连接纯化制氧一体机；所述纯化制氧一体机制备浓度为93％±3(v/v)的普通氧气，并通过普氧出口管路连接氧气提纯机；所述氧气提纯机连接提纯循环机；
3、所述氧气提纯机包括方形机架，所述方形机架下方设有支腿；所述方形机架内部设有普氧缓冲罐、吸附塔a、吸附塔b、吸附塔c和纯氧缓冲罐，所述普氧缓冲罐上端侧面设有普氧进气口，所述普氧进气口连接所述普氧出口管路，所述普氧缓冲罐下端侧面设有普氧出气口，所述普氧出气口通过管路连接三塔均压管路；所述三塔均压管路包括进气管路、出气管路、循环管路和废气排放管路；所述三塔均压管路连接所述吸附塔a、吸附塔b和吸附塔c，并通过侧面出气口和侧面进气口分别连接所述提纯循环机的提纯进气口和提纯出气口；经过提纯后的高纯氧气通过管路连接至所述纯氧缓冲罐，所述纯氧缓冲罐后端设有出气过滤器、调压阀和出气阀，所述出气阀后端设有高纯氧气出口；
4、所述提纯循环机包括活塞压缩机、备用压缩机、提纯缓冲罐和连接管路，所述活塞压缩机、备用压缩机、提纯缓冲罐均位于循环机底座上，所述底座为方形结构，内部设有支撑横档。
5、作为一种改进，所述纯化制氧一体机为密闭式箱体结构。
6、作为一种改进，所述支腿设有四条，且为方形槽钢结构，底部设有平垫板。
7、作为一种改进，所述普氧缓冲罐和纯氧缓冲罐并排设置，所述吸附塔a、吸附塔b和吸附塔c并排设置，并通过中间横档分成前后两个区域。
8、作为一种改进，所述普氧缓冲罐、吸附塔a、吸附塔b、吸附塔c和纯氧缓冲罐侧面设有支撑架，单独的每个罐体分别设有四个所述支撑架，所述支撑架包括圆弧紧贴面和h型支撑板，所述圆弧紧贴面与罐体侧面连接，所述h型支撑板内部设有螺栓孔，通过所述螺栓孔固定在所述方形机架上。
9、作为一种改进，所述普氧缓冲罐和纯氧缓冲罐的直径和高度相同，且侧面均设有压力表。
10、作为一种改进，所述吸附塔a和吸附塔c的直径和高度相同，所述吸附塔b位于所述吸附塔a和吸附塔c中间，且体积小于所述吸附塔a和吸附塔c。
11、作为一种改进，所述吸附塔a和吸附塔c内部填充有碳分子筛，所述吸附塔b内部填充有氧分子筛。
12、作为一种改进，所述活塞压缩机为三级压缩，进气压力较低，工作压力范围从100pa到0.6mpa，可实现抽真空、高纯氧输出的多重作用。
13、作为一种改进，所述活塞压缩机连接散热片，边上还设有散热风扇。
14、本专利技术还公开了上述利用循环机制备高纯氧气的装置的制氧方法，包括采用所述纯化制氧一体机制备浓度为93％±3(v/v)的普通氧气，再将浓度为93％±3(v/v)的普通氧气通过管路输入所述氧气提纯机，经过所述吸附塔a、吸附塔b、吸附塔c和提纯循环机反复循环提纯，直至获得浓度99.5%以上高纯氧气，并从所述高纯氧气出口输出至应用终端。
15、本专利技术取得的有益效果为：一种利用循环机制备高纯氧气的装置及其方法，具有结构紧凑、氧气制备纯度高、能耗低以及产气稳定性好等特点；通过采用具有三级压缩比的提纯循环机，对进入氧气提纯机管道内部的浓度为93％±3(v/v)的普通氧气进行提纯，提纯过程采用反复循环提纯，直至达到浓度99.5%的高纯氧气，提纯过程更加节能环保；并且，由于提纯循环机的高压缩比，通过配备散热片和散热风扇实现双重散热，达到保护循环机正常工作的目的；通过采用三塔均压吸附的氧气提纯机，并配合普氧缓冲罐和纯氧缓冲罐，确保提纯过程更加充分、提本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种利用循环机制备高纯氧气的装置， 其特征在于，包括螺杆空压机（1），所述螺杆空压机（1）连接纯化制氧一体机（2）；所述纯化制氧一体机（2）制备浓度为93％±3(V/V)的普通氧气，并通过普氧出口管路（4）连接氧气提纯机（5）；所述氧气提纯机（5）连接提纯循环机（6）；
2.根据权利要求1所述的利用循环机制备高纯氧气的装置，其特征在于，所述纯化制氧一体机（2）为密闭式箱体结构。
3.根据权利要求1所述的利用循环机制备高纯氧气的装置，其特征在于，所述支腿（52）设有四条，且为方形槽钢结构，底部设有平垫板。
4.根据权利要求1所述的利用循环机制备高纯氧气的装置，其特征在于，所述普氧缓冲罐（53）和纯氧缓冲罐（57）并排设置，所述吸附塔A（54）、吸附塔B（55）和吸附塔C（56）并排设置，并通过中间横档分成前后两个区域。
5.根据权利要求4所述的利用循环机制备高纯氧气的装置，其特征在于，所述普氧缓冲罐（53）、吸附塔A（54）、吸附塔B（55）、吸附塔C（56）和纯氧缓冲罐（57）侧面设有支撑架（58），单独的每个罐体分别设有四个所
6.根据权利要求5所述的利用循环机制备高纯氧气的装置，其特征在于，所述吸附塔A（54）和吸附塔C（56）的直径和高度相同，所述吸附塔B（55）位于所述吸附塔A（54）和吸附塔C（56）中间，且体积小于所述吸附塔A（54）和吸附塔C（56）。
7.根据权利要求6所述的利用循环机制备高纯氧气的装置，其特征在于，所述吸附塔A（54）和吸附塔C（56）内部填充有碳分子筛，所述吸附塔B（55）内部填充有氧分子筛。
8.根据权利要求1所述的利用循环机制备高纯氧气的装置，其特征在于，所述活塞压缩机为三级压缩，进气压力较低，工作压力范围从100Pa到0.6MPa，可实现抽真空、高纯氧输出的多重作用。
9.根据权利要求8所述的利用循环机制备高纯氧气的装置，其特征在于，所述活塞压缩机连接散热片，边上还设有散热风扇。
10.一种利用循环机制备高纯氧气的装置的制氧方法，包括采用所述纯化制氧一体机（2）制备浓度为93％±3(V/V)的普通氧气，再将浓度为93％±3(V/V)的普通氧气通过管路输入独立运行控制的所述氧气提纯机（5），经过所述吸附塔A（54）、吸附塔B（55）、吸附塔C（56）和提纯循环机（6）反复循环提纯，直至获得浓度99.5%以上高纯氧气，并从所述高纯氧气出口（516）输出至应用终端。
...【技术特征摘要】
1.一种利用循环机制备高纯氧气的装置， 其特征在于，包括螺杆空压机（1），所述螺杆空压机（1）连接纯化制氧一体机（2）；所述纯化制氧一体机（2）制备浓度为93％±3(v/v)的普通氧气，并通过普氧出口管路（4）连接氧气提纯机（5）；所述氧气提纯机（5）连接提纯循环机（6）；
2.根据权利要求1所述的利用循环机制备高纯氧气的装置，其特征在于，所述纯化制氧一体机（2）为密闭式箱体结构。
3.根据权利要求1所述的利用循环机制备高纯氧气的装置，其特征在于，所述支腿（52）设有四条，且为方形槽钢结构，底部设有平垫板。
4.根据权利要求1所述的利用循环机制备高纯氧气的装置，其特征在于，所述普氧缓冲罐（53）和纯氧缓冲罐（57）并排设置，所述吸附塔a（54）、吸附塔b（55）和吸附塔c（56）并排设置，并通过中间横档分成前后两个区域。
5.根据权利要求4所述的利用循环机制备高纯氧气的装置，其特征在于，所述普氧缓冲罐（53）、吸附塔a（54）、吸附塔b（55）、吸附塔c（56）和纯氧缓冲罐（57）侧面设有支撑架（58），单独的每个罐体分别设有四个所述支撑架（58），所述支撑架（58）包括圆弧紧贴面和h型支撑板，所述圆弧紧贴面与罐体侧面连接，所述h型支撑板内部设有螺栓孔，通过所述螺栓孔固定在所述方形机架（51）...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡海龙，罗树蓉，徐利民，杨港，唐俊杰，
申请(专利权)人：杭州鼎岳空分设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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