[发明专利]氧气发生机用多重吸附塔装置及其运行方法

说明书

【技术领域】

本发明是关于氧气发生机用多重吸附塔装置及其运行方法。

【背景技术】

一般情况下，通过PSa(Pressure Swing adsorption：压缩循环吸附)方式产生氧气的氧气发生机是利用来自空气压缩机的(air Compressor)的压缩空气，经过空气干燥器(air Dryer)及空气储存箱导入吸附塔内部。此时压缩空气中的氮成份将通过填充在吸附塔中的吸附剂(通常采用沸石)(zeolite)进行吸附处理、高浓度分离及生产未被吸附及吸掉的氧气成份的装置。

如上所述的PSa方式氧气发生机是通常采用两个吸附塔，其原因是，当一个吸附塔中导入压缩空气，并生产氧气的过程中，如果该吸附塔中的氮气处于饱和时，将向另一个吸附塔注入压缩空气，持续生产氧气，同时，为打开含有饱和氮气的吸附塔进行减压及脱离处理。

此外，现有的氧气发生机的两个吸附塔，在一定的间隔时间内交替进行工作，所以当一个吸附塔履行吸附/生产周期时，另一个吸附塔将履行脱离/待机周期，各自的周期时间通常采用70-90秒间隔，所以，在吸附塔的工作周期切换点处压缩空气的流量会产生很大的变动幅度。

同时，如图8中所示，为了生产氧气，向两个吸附塔中的任何一个吸附塔中注入空气的开始点为标准时，空气的注入流量将从0Nm³/min到100Nm³/min，大幅度变化。

如上所述的压缩空气流量及氧气的流量大幅度变化下，氧气发生机的氧气生产效率应该保持一定水平以上的稳定值，所以空气机及空气储存箱的规格也应该承受像如图8中所示的数值(变动幅)100Nm³/min，结果不得不需要很大体积。

同时，为了缓冲从吸附塔排放的氧气流量变动幅度，必须另外准备氧气储存箱，存放从吸附塔排放的氧气，氧气储存箱的规格也按照氧气流量变动幅度，制作成很大的体积。结束氧气发生机的运行费用，如耗电量及消耗品的更换费用也会大幅增加。

还有，因为空气压缩机及空气储存箱及氧气储存箱的规格采用大型化，不仅需要较大的氧气发生机安装空间，而且，吸附塔的直径及高度大概需要1000(mm)x4400(mm)x1左右，天棚底的空间或船舶操作室等复杂的空间里，很难安装包括吸附塔的氧气发生机，在安装氧气发生机时受空间的约束很大。

【发明内容】

提出本发明是为了解决如上所述的现有产品的问题。采用本发明的氧气发生机用多重吸附塔装置及其运行方法是：两个吸附塔组成为一组，并由两组或三组形成多重吸附塔，同时，提供空气的排管及排放氮气的排管及提供氧气的排管及均匀化排管等分别构成组，与吸附塔的入口及出口并列连接安装。安装成如上结构的多重吸附塔装置，将通过阀门控制，间隔一段时间交替进行吸附(产生氧气)及脱离(排放氮气)及均匀化作业，各组分别交替进行作业，从而有效地减少从空气压缩机排放的压缩空气流量及吸附塔中排放的氧气流量及压力变化幅度，而且用于氧气发生机的空气机及氧气储存箱的规格减少到最小，节省氧气发生机的运行费用，减少氧气发生机的安装面积及降低吸附塔的安装高度，能解决在安装氧气发生机时受空间限制的情况，并且把这些内容作为本发明要解决的技术问题。

为了解决上述问题，本发明氧气发生机用多重吸附塔装置采用：两个吸附塔组成一个组，而且，以两个组或三个组构成的多重吸附塔为基础，构成以上各组的两个吸附塔的入口处并列安装配有一双自动阀门的吸附线，以及配有一双自动阀门的脱离线等。在组成以上各组的两个吸附塔的出口处并列安装配有一双自动阀门的氧气供应线及配有一个自动阀门的均匀化线。在以上自动阀门之间处，相应的吸附线上分别连接了从空气压缩机延伸的空气供应管。在以上自动阀门之间的相应脱离线上分别延伸了氮气排放管，并且与消音器连接在一起。以上自动阀门之间的相应氧气供应线处分别延伸连接氧气供应管。

同时，按照本发明多重吸附塔装置的运行方法，两个组的运行方法为，由第一吸附塔及第二吸附塔组成的一组，分别按照不同吸附塔履行吸附过程及脱离过程；由第三吸附塔及第四吸附塔组成的另一个组，将履行包括均匀化过程阶段；在以上阶段中完成吸附过程及脱离过程的以上一个组，履行均匀化过程，等完成均匀化过程后，以上另一个组按照不同吸附塔分别履行吸附及脱离过程阶段。以上各阶段是通过自动阀门控制，间隔一段时间差，在反复履行的过程中，分别构成一组的吸附塔交替完成吸附过程及脱离过程。