一种变压吸附串联制氧高效可调装置的制作方法

1.本实用新型涉及制氧设备的技术领域，特别是涉及一种变压吸附串联制氧高效可调装置。


背景技术：

2.氧气在冶金工业、化学工业、医疗保健中广泛应用，氧气需求量大；目前氧气的来源有膜分离制氧、液氧、psa变压吸附制氧等，投资少、占地面积小的情况下提高冶金工业、化学工业等产能及品质要求，对氧气纯度要求越来越高。
3.制氧原理依据空气中的氧和氮是非极性分子，当氧氮通过极性分子筛时，在极性分子作用下，氧氮产生了诱导偶极，而氧氮的诱导偶极和沸石分子筛的极性偶极作用产生一种诱导力，而容易极化的氮产生的诱导力远远大于氧产生的诱导力，因此分子筛对氮的吸附容量大于对氧的吸附容量，所以氮被沸石分子筛优先吸附而富集于分子筛的固相中，氧富集于非固相中形成产品氧气，同时氧和氩无法分离，现利用渗透的原理，即分子通过膜向化学式降低的方向运动，首先运动至膜的外表面层上，并溶解于膜中，然后在膜的内部扩散至膜的内表面层解吸，气推动力为膜两侧的气体分压差，由于混合气体中不同组分的气体通过膜时的速度不同，从而达到气体分离及回收提纯的目的。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种变压吸附串联制氧高效可调装置，在plc系统的控制下可实现连续稳定的输出氧气，常温操作、启动时间短、投资少、自动化程度高、占地面积小、产品纯度调节方便、工艺流程简单且产品气的纯度和回收率较高。
5.为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是一种变压吸附串联制氧高效可调装置，包括：空气罐、第一吸附塔、第二吸附塔、第一膜分离塔、第二膜分离塔、真空泵组以及氧气收集罐；所述第一吸附塔、第二吸附塔通过空气分管串联连接，所述空气分管上设置有第三调控阀、第四调控阀、第五调控阀、第六调控阀、第九调控阀、第十调控阀以及第十一调控阀，所述空气罐通过空气总进管与第一吸附塔、第二吸附塔相连接，所述空气总进管上设置有第二调控阀，所述第一吸附塔、第二吸附塔通过空气总出管与第一膜分离塔、第二膜分离塔相连接，所述空气总出管上设置有第十二调控阀，所述第一膜分离塔、第二膜分离塔通过氧气分管串联连接，所述氧气分管上设置有第十四调控阀、第十五调控阀、第十六调控阀、第十七调控阀、第十八调控阀以及第十九调控阀，所述第一膜分离塔、第二膜分离塔通过氧气总管与氧气收集罐相连接，所述氧气总管上设置有第二十二调控阀，所述真空泵组设置于氧气总管上。
6.在本实用新型一个较佳实施例中，所述空气分管包括第一空气分管、第二空气分管、第三空气分管以及第四空气分管，所述第三调控阀、第四调控阀设置于第一空气分管上，所述第五调控阀、第六调控阀设置于第二空气分管上，所述第九调控阀设置于第三空气分管上，所述第十调控阀、第十一调控阀设置于第四空气分管上。
7.在本实用新型一个较佳实施例中，所述第二空气分管上连接有排空罐，所述排空罐通过排气管与氧气分管相连接。
8.在本实用新型一个较佳实施例中，所述氧气分管包括第一氧气分管、第二氧气分管以及第三氧气分管，所述第十四调控阀、第十五调控阀设置于第一氧气分管上，所述第十六调控阀、第十七调控阀设置于第二氧气分管上，所述第十八调控阀、第十九调控阀设置于第三氧气分管上。
9.在本实用新型一个较佳实施例中，所述第一吸附塔和第二吸附塔内设置有制氧吸附剂。
10.在本实用新型一个较佳实施例中，所述制氧吸附剂为沸石分子筛。
11.在本实用新型一个较佳实施例中，所述第二调控阀、第三调控阀、第四调控阀、第五调控阀、第六调控阀、第九调控阀、第十调控阀以及第十一调控阀、第十四调控阀、第十五调控阀、第十六调控阀、第十七调控阀、第十八调控阀、第十九调控阀以及第二十二调控阀均通过plc控制。
12.本实用新型的有益效果是：本实用的变压吸附串联制氧高效可调装置，在plc系统的控制下可实现连续稳定的输出氧气，常温操作、启动时间短、投资少、自动化程度高、占地面积小、产品纯度调节方便、工艺流程简单且产品气的纯度和回收率较高。
附图说明
13.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
14.图1为本实用新型的示意图。
具体实施方式
15.下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
16.请参阅图1，本实用新型一种变压吸附串联制氧高效可调装置，包括：空气罐1、第一吸附塔7、第二吸附塔8、第一膜分离塔20、第二膜分离塔21、真空泵组23以及氧气收集罐24；所述第一吸附塔、第二吸附塔通过空气分管串联连接，空气分管上设置有第三调控阀3、第四调控阀4、第五调控阀5、第六调控阀6、第九调控阀9、第十调控阀10以及第十一调控阀11，所述空气罐通过空气总进管25与第一吸附塔、第二吸附塔相连接，空气总进管上设置有第二调控阀2，所述第一吸附塔、第二吸附塔通过空气总出管26与第一膜分离塔、第二膜分离塔相连接，所述空气总出管上设置有第十二调控阀12，所述第一膜分离塔、第二膜分离塔通过氧气分管串联连接，所述氧气分管上设置有第十四调控阀14、第十五调控阀15、第十六调控阀16、第十七调控阀17、第十八调控阀18以及第十九调控阀19，所述第一膜分离塔、第二膜分离塔通过氧气总管27与氧气收集罐相连接，所述氧气总管上设置有第二十二调控阀
22，真空泵组设置于氧气总管上，需要说明的是，本实用新型中所有的调控阀均由plc系统控制，可实现连续稳定的输出氧气。
17.具体的，所述空气分管包括第一空气分管28、第二空气分管29、第三空气分管30以及第四空气分管31，第三调控阀、第四调控阀设置于第一空气分管上，第五调控阀、第六调控阀设置于第二空气分管上，第九调控阀设置于第三空气分管上，所述第十调控阀、第十一调控阀设置于第四空气分管上，所述第二空气分管上连接有排空罐13，所述排空罐通过排气管35与氧气分管相连接，氧气分管包括第一氧气分管32、第二氧气分管33以及第三氧气分管34，第十四调控阀、第十五调控阀设置于第一氧气分管上，所述第十六调控阀、第十七调控阀设置于第二氧气分管上，所述第十八调控阀、第十九调控阀设置于第三氧气分管上。
18.工作原理：在plc系统的控制下，打开第二调控阀、第三调控阀，第一吸附塔进气，分子筛对氮的吸附容量大于对氧的吸附容量，所以氮被沸石分子筛优先吸附而富集于分子筛的固相中，氧富集于非固相中形成产品氧气，产品氧气（90%
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93%）经过第十调控阀、十二调控阀、十四调控阀流入第一膜分离塔，根据混合气体中不同组分的气体通过膜时的速度不同，再次提纯，plc系统控制第十八调控阀打开后经过真空泵机组将第一膜分离塔内氧气（99.5%）抽取至氧气收集罐中，在第一吸附塔、第一膜分离塔工作期间，第六调控阀、十七调控阀打开从排空罐排放不纯气体，此时，第二吸附塔、第二膜分离塔进行解吸再生工作，当第一吸附塔、第一膜分离塔和第二吸附塔、第二膜分离塔都完成解吸再生后，第一吸附塔、第一膜分离塔形成的第一组合以及第二吸附塔、第二膜分离塔形成的第二组合均压，均压后第四调控阀、十一调控阀、十五调控阀及十九调控阀打开，第二吸附塔、第二膜分离塔进气制成氧气回流后吸附输出氧气（99.5%），期间第五调控阀、十六调控阀打开从排空罐排放不纯气体，第一吸附塔、第一膜分离塔进行解吸再生，在plc系统控制下两组合工艺吸附塔交替工作。
19.具体的，所述第一吸附塔和第二吸附塔内设置有制氧吸附剂，所述制氧吸附剂为沸石分子筛，当氧氮通过极性分子筛时，在极性分子作用下，氧氮产生了诱导偶极，而氧氮的诱导偶极和沸石分子筛的极性偶极作用产生一种诱导力，而容易极化的氮产生的诱导力远远大于氧产生的诱导力，因此分子筛对氮的吸附容量大于对氧的吸附容量，所以氮被沸石分子筛优先吸附而富集于分子筛的固相中，氧富集于非固相中形成产品氧气。
20.本实用新型的有益效果是：在plc系统的控制下可实现连续稳定的输出氧气，常温操作、启动时间短、投资少、自动化程度高、占地面积小、产品纯度调节方便、工艺流程简单且产品气的纯度和回收率较高。
21.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。