[实用新型]一种具有均压罐的真空变压吸附制氧系统

说明书

本实用新型公开了一种具有均压罐的真空变压吸附制氧系统，本实用新型设置一个独立集束管均压罐，吸附饱和后的吸附塔与集束管均压罐均压，使吸附塔均出的均压气按氧浓由高到低连续进入集束管均压罐暂存；抽真空末期的吸附塔与集束管均压罐均压，使集束管均压罐内暂存均压气按氧浓由低到高连续进入抽真空末期吸附塔，该均压气前段低氧浓部分作为冲洗气被真空泵抽走，后段高氧浓部分留存塔内从塔底到塔顶氧浓呈由低到高连续分布。本实用新型设置放空切换阀和自吸切换阀，利用吸附塔运行中部分压力能量和真空能量，使其底部自行放空和自吸空气。本实用新型效果：提高系统氧气回收率、降低鼓风机和真空泵负荷，降低系统能耗和投资，实现鼓风机连续供风。

技术领域

本实用新型涉及变压吸附气体分离技术，特别是一种具有均压罐的真空变压吸附制氧系统。

背景技术

真空变压吸附制氧系统，是利用鼓风机升压原料空气并将其送入吸附塔，利用吸附塔中装填的不同吸附剂在高压下对原料空气中的水（H2O）、二氧化碳（CO2）和氮气（N2）进行选择性吸附，而未被吸附的氧气（O2）成为系统生产的产品气；在吸附剂吸附饱和时，采用真空泵对吸附塔抽真空降压，使被吸附剂吸附的水（H2O）、二氧化碳（CO2）和氮气（N2）得到解吸，吸附剂获得再生，利用多塔循环获取较高氧浓度（60~93%）的富氧气产品。

现有的真空变压吸附制氧系统，通常由鼓风机、真空泵、切换阀、两个相同的吸附塔（A、B）、产品气缓冲罐、控制装置和管路等构成。吸附塔内从底部到顶部逐次装填有吸附水（H2O）的吸附剂（如活性氧化铝、硅胶、沸石）、吸附二氧化碳（CO2）的吸附剂（如活性炭、硅胶、沸石）和吸附氮气（N2）的吸附剂（如锂基分子筛Li-X）。

为了使原料空气均匀进入吸附床层与床层中装填的吸附剂均匀传质吸附和床层中未被吸附的氧气（O2）均匀从吸附床层流出，通常在吸附塔（A、B）的构造中，吸附塔底部和顶部均设有气体分布器，相应气体分布器均占有一定的空置体积；吸附剂在吸附塔内装填堆积时，吸附剂颗粒之间存在一定空置体积。

来自大气的原料空气，经空气过滤器除去粉尘等固体颗粒后，进入鼓风机进行升压，升压后的原料空气由切换阀分别循环送入吸附塔（A、B），原料空气中的水（H2O）、二氧化碳（CO2）和氮气（N2）在吸附塔（A、B）内被相应的吸附剂逐次吸附，原料空气中的氧气（O2）作为非吸附组分从吸附塔（A、B）塔顶流出，经切换阀进入产品气缓冲罐，成为系统生产的产品气，此过程为吸附产氧过程。

在吸附塔A吸附饱和时，吸附塔A处于最高压力状态，吸附塔A内压力通常处于120~160kpa.A之间，吸附塔A内氧气浓度梯度为：塔底为空气氧浓度21%左右逐渐过渡到塔顶60~90%（吸附末端产品氧气浓度）。在吸附塔A吸附饱和时，吸附塔B正好接近或处于抽真空末端，吸附塔B内压力通常处于40~60kpa.A之间，吸附塔B内氧气浓度梯度为：塔底为8~11%逐渐过渡到塔顶60~90%。

现有的真空变压吸附制氧系统，为了提高吸附效率和增加系统产氧能力，均将吸附塔吸附饱和后吸附塔内的吸附末端高压气作为均压气，利用抽真空末端的吸附塔对其进行均入回收，回收至抽真空末端的吸附塔的均压气，其中少量作为冲洗气被真空泵抽走排至大气，剩余大部分作为置换气留存塔内回收，并置换出抽真空塔下部的低氧浓废气，具体实施通常采用以下3种方法：