[发明专利]变压吸附制氧设备及方法

说明书

技术领域

本发明涉及制氧机械及方法领域，更具体地，涉及一种变压吸附制氧设备及方法。 

背景技术

变压吸附空气分离是一种空气分离技术，主要是依靠分子筛（变压吸附空气分离设备的关键部件）在不同压力下对空气中各组份气体的吸附容量和吸附速率的不同来达到将各组分气体分离的目的。变压吸附空气分离设备分为制氮设备和制氧设备，广泛应用于化工、电子、医疗、煤炭、冶金、食品储存等行业。在变压吸附空气分离设备中，其关键部件分子筛是一种内部含有大量微孔的颗粒状物质（如球型），因此怕油、水和粉尘。而现有技术中，出于成本和效益的考虑，一般都采用喷油螺杆式空压机作为变压吸附制氧设备的压缩空气源，故空压机生产出的压缩空气内含有大量的油分和水分。因此，压缩空气在进入分子筛前要深度除水，除油，除尘。目前一般采用冷冻干燥机已经不能满足其使用需求，必须采用吸附式干燥工艺才能满足需要。由于吸附式干燥必须要用一部分原料气来再生干燥塔中的干燥剂，其中无热再生吸附式干燥机需要15%以上的原料气用来再生，故使用吸附式干燥工艺的能耗比较高，限制了吸附式干燥工艺的推广和使用。

此外，由于变压吸附制氧设备使用的分子筛对水有非常强的亲和力，所以制氧设备的放空尾气的常压露点非常低，通常在-55℃以下，非常适合做吸附式干燥机的再生气，而在目前的变压吸附式制氧工艺中，放空尾气的压力和流量都不够稳定，且直接排放到大气中，未能对放空尾气充分利用。

常规的变压吸附制氧设备一般采用单步均压流程，要么吸附饱和的吸附塔的出口对再生完全的吸附塔出口进行均压（即俗称的“顶-顶均压”），要么是吸附饱和的吸附塔的出口对再生完全的吸附塔入口进行均压（即俗称的“顶-底均压”），而且均压速度没有有效控制，导致上述均压流程不能有效地利用吸附饱和了的吸附塔中富氧空气，而使空气利用率不高，制氧单位能耗高。 

发明内容

本发明的目的在于克服上述变压吸附制氧设备及方法的不足，提供一种空气利用率高、空气净化彻底、制氧单位能耗低、设备可靠性高的变压吸附制氧设备及方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种变压吸附制氧设备，包括进气管路、有热再生吸附式干燥机、输气管路、变压吸附制氧主机、成品气输出管路、再生管路，还包括尾气回收罐，所述有热再生吸附式干燥机包括第一干燥塔、第二干燥塔，第一干燥塔的入口与进气管路连接，出口与输气管路连接，第二干燥塔的入口与进气管路连接，出口与输气管路连接；

所述变压吸附制氧主机包括第一吸附塔、第二吸附塔，第一吸附塔的入口通过第一管路与输气管路连接，出口与成品气输出管路连接，第二吸附塔的入口通过第二管路与输气管路连接，出口与成品气输出管路连接，所述第一吸附塔的出口通过第三管路与第二吸附塔的入口连接，所述第二吸附塔的出口通过第四管路与第一吸附塔的入口连接，第一吸附塔出口通过第五管路与第二吸附塔的出口相连，第一吸附塔的入口通过第六管路与再生管路相连，第二吸附塔的入口通过第七管路与再生管路相连，在各个管路上设置有可通断阀门；

所述尾气回收罐设置在再生管路上，尾气回收罐的出口分别通过管道与第一干燥塔和第二干燥的出口连接。

所述第一吸附塔出口连接管道上设置有第一均压孔板，所述第二吸附塔出口连接管道上设置有第二均压孔板；所述第三管路上设置有第二均压阀，所述第二均压阀的入口通过管道与第一均压孔板的出口连接，出口通过管道与第二吸附塔的入口连接；所述第四管路上设置有第三均压阀，所述第三均压阀的入口通过管道与第二均压孔板的出口连接，出口与第一吸附塔的入口连接。

所述第一管路上设置有第一进气阀，所述第一进气阀的入口与输气管路连接，出口通过管道与第一吸附塔的入口连接；所述第二管路上设置有第二进气阀，所述第二进气阀的入口与输气管路连接，出口通过管道与第二吸附塔的入口连接；所述第五管路上设置有第一均压阀，所述第一均压阀的一端通过管道与第一均压孔板的出口连接，另一端通过管道与第二均压孔板的出口连接；所述第六管路上设置有第一放空阀，所述第一放空阀的入口通过管道与第一吸附塔的入口连接，出口与再生管路连接；所述第七管路上设置有第二放空阀，所述第二放空阀的入口通过管道与第二吸附塔的入口连接，出口与再生管路连接。