[发明专利]一种具有复合吸附床的制氧吸附塔

说明书

本发明涉及一种具有复合吸附床的制氧吸附塔，由上至下包括排气口、复合吸附床、支撑板和进气口，复合吸附床的外侧为进气通道，内侧为出气通道，出气通道的顶部连通排气口，进气通道的底部连通进气口；复合吸附床内部装填吸附材料，吸附材料包括Li‑LSX型分子筛和Ca‑LSX型分子筛，复合吸附床的靠近进气通道的部分全部装填Li‑LSX型分子筛，靠近出气通道的部分全部装填Ca‑LSX型分子筛，复合吸附床的其余部分内Ca‑LSX型分子筛与Li‑LSX型分子筛的体积比为1:(1‑5.7)。

技术领域

本发明属于变压吸附制氧技术领域，具体涉及一种具有复合吸附床的制氧吸附塔。

背景技术

变压吸附制氧技术的工业化应用起源于20世纪70年代，其产品气中氧气的纯度在50％-93％之间，可满足钢铁、冶金、化工、炉窑、玻璃、造纸等行业的用氧需求。吸附剂是变压吸附制氧的基础，吸附剂的性能决定着吸附分离效和设备投资的经济性。最初使用的吸附剂多为沸石分子筛，例如5A和13X分子筛，但氮气吸附量较小，氮氧分离系数低。

目前主要使用锂分子筛，例如Li-LSX型分子筛、Li-Ag-LSX分子筛、Li-Ca-LSX分子筛等，吸附效果较好。然而，锂盐成本较高，导致锂分子筛的成本也较高。还有一种Ca-LSX吸附剂，氮气在Ca-LSX型分子筛中的静态吸附容量大于Li-LSX型分子筛。一方面，而吸附塔的性能能否提高，实际上取决于氮气在吸附剂中的动态吸附容量(吸附时静态吸附容量与解吸时静态吸附容量之差)是否增大，氮气在Ca-LSX型分子筛中的吸附量在吸附时较大，同时，在解吸时也较大，其动态吸附容量未必能比Li-LSX型分子筛大。另一方面，氧气在Ca-LSX型分子筛中的吸附量也大于在Li-LSX型分子筛中的吸附量，从而在使用Ca-LSX型分子筛时，相同进气量的条件下，损失的氧就会较多。如何科学合理的使用Li-LSX和Ca-LSX吸附剂，高效、低成本地提高吸附塔的吸附制氧效果，是本领域技术人员面临的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种具有复合吸附床的制氧吸附塔，由上至下包括排气口、复合吸附床、支撑板和进气口，复合吸附床的外侧为进气通道，内侧为出气通道，出气通道的顶部连通排气口，进气通道的底部连通进气口；

复合吸附床内部装填吸附材料，吸附材料包括Li-LSX型分子筛和Ca-LSX型分子筛；复合吸附床的靠近进气通道的部分全部装填Li-LSX型分子筛，靠近出气通道的部分全部装填Ca-LSX型分子筛，复合吸附床的其余部分内Ca-LSX型分子筛与Li-LSX型分子筛的体积比为1:(1-5.7)。

本发明的吸附塔的吸附床中使用了Li-LSX和Ca-LSX型分子筛，形成复合吸附床，发挥各自的优点，提高氧气的收率，吸附床靠内侧的Ca-LSX型分子筛对氮气的动态吸附容量高于Li-LSX型分子筛，使得吸附床能处理更多的空气，得到更多的产品氧气，从而提高收率，也使得标方纯氧电耗得以降低。Ca-LSX型分子筛成本较低，能降低制氧的综合成本。

可选的，所述复合吸附床由内至外包括钙型区、混合区和锂型区，钙型区内全部装填Ca-LSX型分子筛，锂型区内全部装填Li-LSX型分子筛，混合区内装填Li-LSX型分子筛和Ca-LSX型分子筛；

钙型区、混合区与锂型区的体积之比为1:(5-8):(0.7-1.2)。

可选的，所述混合区内Ca-LSX型分子筛与Li-LSX型分子筛的体积比为1:(1.5-4)。

可选的，所述复合吸附床由上至下设有若干片吸附盘，吸附盘为圆环形，吸附盘由外向内包括若干圈吸附圈，所有吸附圈同心设置；

吸附圈由若干个吸附块水平左右拼接而成，吸附块为扇环形，吸附块内部中空，用于装填吸附材料。

可选的，所述复合吸附床与出气通道之间设有定位筒，用于限定吸附盘最内壳圈吸附块的位置；所述定位筒为框架结构；