[实用新型]无换向阀变压吸附生产多浓度富氧气体的装置

说明书

技术领域

本发明涉及无换向阀变压吸附生产多浓度富氧气体的装置，适用于所有真空变压吸附分离系统，属于气体分离技术领域。 

背景技术

用于制取富氧气体的真空变压吸附分离技术已经非常成熟，但这项技术有一个缺点，那就是它需要多个换向阀，而且换向阀的换向频率非常高，基本上是十几秒钟换向一次，对于这样高频次的换向工作，国内还没有一个厂家能生产出质量过硬的换向阀，就是国外的换向阀也免不了经常出现问题，也就是说真空变压吸附分离技术的弱项是换向阀，本发明是利用魏伯卿的发明专利《201410193438.6真空变压吸附分离器中的分离转筒》，设计生产出多种浓度富氧气体的方法。 

发明内容

本发明的目的是提供一种不使用换向阀的无换向阀变压吸附生产多浓度富氧气体的装置。 

无换向阀变压吸附生产多浓度富氧气体的装置，包括在真空变压吸附分离器中的分离转筒的空气入口管加装一台压缩机，在富氮抽气管加装一台真空泵，利用一台电脑、通过控制模块、控制压缩机转速、和压缩机与真空泵的起动、停止，并由控制模块控制电机的旋转速度以控制分子筛筒的旋转速度，从而控制分子筛筒内的分子筛吸附和解析氮气的时间，最终控制从富氧排气管内排出的富氧气体的浓度和流量；其特征在于： 

1、决定从富氧排气管内排出的富氧气体的浓度和流量、与压缩机转速、分子筛筒的旋转速度和分子筛的填充密度有关；当需要较低的富氧气体浓度时，将分子筛的填充密度减小、加大压缩空气在分子筛区的流经速度、适当加大压缩机的转速、并适当加大分子筛筒的旋转速度，从而使空气以较高的流速流经分子筛，以使从压缩机压入的空气被分子筛吸附氮气的比例减小，进而使从富氧排气管内排出的富氧气体的浓度减小但流量增大，在一定压力范围内，加大压缩机的转速、加大压缩机出口空气的压力，会有利于分子筛吸附氮气，所以压缩机的旋转速度不能增加太大，所以主要还是依靠加大分子筛筒的旋转速度、以降低压缩空气流经分子筛的时间，从而减少空气被分子筛吸附氮气的比例，使从富氧排气管内排出的富氧气体留有更多的氮气、其富氧气体的浓度就必然降低；当需要较高的富氧气体浓度时，增大分子筛的填充密度、减小压缩空气在分子筛区的流经速度、适当减小压缩机的转速、并适当减小分子筛筒的旋转速度，从而使空气以较低的流速流经分子筛，以使从压缩机压入的空气被分子筛吸附氮气的比例增加，进而使从富氧排气管内排出的富氧气体的浓度增大但流量减少；在控制从富氧排气管内排出的富氧气体的浓度时，分子筛筒的旋转速度最为关键，在压缩机压缩空气的压力一定时，分子筛筒的旋转速度越快、压缩空气流经分子筛区的时间越短、每个氮气分子与分子筛的接触时间即被分子筛吸附的时间越短、氮气被吸附的比例也越少、最终从富氧排气管内排出的富氧气体内含有的氮气比例越大、富氧气体的浓度也就越小；在压缩机压缩空气的压力一定时，分子筛筒的旋转速度越慢、压缩空气流经分子筛区的时间越长、每个氮气分子与分子筛的接触时间即被分子筛吸附的时间越长、氮气被吸附的比例也越大、最终从富氧排气管内排出的富氧气体内含有的氮气比例越小、富氧气体的浓度也就越大；当需要较低浓度的富氧气体时，需要减小分子筛的填充密度，其目的是为了增加压缩空气在分子筛区的流经速度，以减小压缩空气中氮气分子与分子筛的平均接触时间，从而减小分子筛吸附氮气的比例；当需要较高浓度的富氧气体时，需要加大分子筛的填充密度，其目的是为了降低压缩空气在分子筛区的流经速度，以加大压缩空气中氮气分子与分子筛的平均接触时间，从而加大分子筛吸附氮气的比例；对于同一套设备，分子筛的填充密度越大、分子筛筒的旋转速度越小、其生产的富氧气体浓度就越大、富氧流量也就越小；对于同一套设备，分子筛的填充密度越小、分子筛筒的旋转速度越大、其生产的富氧气体浓度就越小、富氧流量也就越大。

2、真空变压吸附分离器中的分离转筒，包括左端的空气进气区P区、中间的分子筛区Q区和右端的富氧收集区R区。 

（A）、空气进气区P区包括空气入口管、反吹气出口管、进气罩和进气分配盘，进气分配盘分为空气进气扇区、富氮抽气对应扇区、反吹气出气扇区以及它们之间形成的过渡区，空气进气扇区与空气入口管相连通，但与其他区隔离，反吹气出气扇区与反吹气出口管相连通，但与其他区隔离，富氮抽气对应扇区为独立盲区，与其他区均隔离；空气进气扇区的扇形角为，富氮抽气对应扇区的扇形角为β，反吹气出气扇区的扇形角为α，空气进气扇区与富氮抽气对应扇区间的过渡区的扇形角为δ，空气进气扇区与反吹气出气扇区的过渡区的扇形角为δ，富氮抽气对应扇区与反吹气出气扇区的过渡区的扇形角为δ。