一种移动式变压吸附氧气生产装置的方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种移动式变压吸附氧气生产装置的方法，其包括串联操作的第一变压吸附段和第二变压吸附段，第一变压吸附段通过速度选择型吸附剂床层吸附原料空气中的氧气，第二变压吸附段通过氮平衡选择型吸附剂床层吸附第一变压吸附段流入的富氧解析气体中的氮气；第一变压吸附段的吸附塔在一个循环周期中至少依次经历吸附(A)、串联置换(P1)、富氧置换(P)和抽真空(VC)四个变压吸附工艺步骤；第二变压吸附段的吸附塔在一个循环周期中至少依次经历吸附(A)、均压降(ED)、逆放(BD)或抽真空(VC)、均压升(ER)和产品气升压(FR)变压吸附工艺步骤。采用本发明专利技术方法的变压吸附装置体积小、重量轻、使用方便、压力低，大大降低了用氧成本，显著提高了用氧安全性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种移动式变压吸附氧气生产装置的方法
本专利技术涉及变压吸附技术制氧领域,具体涉及一种移动式变压吸附氧气生产装置的方法。
技术介绍
目前，在气割过程中所用的纯氧均是采用深冷装置制出纯氧后，用压缩机将纯氧压缩到12.5MPa以上装入特制的40升钢瓶中，然后运输到各个用户，而用户使用压力低于0.95MPa，耗费大量的人力和物力，不仅用氧成本高，而且安全性差。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供一种体积小、重量轻、随开随停、使用方便和压力低的移动式变压吸附氧气生产装置的方法，大大降低用氧成本和幅度提高用氧安全性。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种移动式变压吸附氧气生产装置的方法，其包括两段变压吸附串联操作，干燥的原料空气首先从第一变压吸附段的吸附塔底部进入速度选择型吸附剂床层，原料空气中的大部分氧气被速度选择型吸附剂床层吸附，大部分氮气和氩气从吸附塔出口排出，第一变压吸附段解析出来的富氧、少量氮气和氩气从第二变压吸附段的吸附塔底部进入氮平衡选择型吸附剂床层，富氧混合气中的氮气被氮平衡选择型吸附剂床层吸附，氧气和氩气以及少量氮气从吸附塔出口流出。第一变压吸附段的吸附塔在一个循环周期中至少依次经历吸附A、串联置换P1、富氧置换P和抽真空VC四个变压吸附工艺步骤；第二变压吸附段的吸附塔在一个循环周期中至少依次经历吸附A、均压降ED、逆放BD或抽真空VC、均压升ER和产品气升压FR变压吸附工艺步骤。进一步，第二变压吸附段的吸附塔在均压降ED步骤之后增加顺放PP步骤，在逆放BD步骤之后增加吹扫P步骤，顺放PP步骤的气体进入缓冲罐V，吹扫P步骤的气体来自缓冲罐V并从吸附塔顶部进入。进一步，考虑到进入第一变压吸附段吸附塔的原料空可能气含气态水，为确保吸附剂床层的吸附效果，本专利技术提供两种解决方案：方案1：第一变压吸附段吸附塔的底部装填干燥剂、上部装填速度选择型吸附剂床层，原料空气中从第一变压吸附段吸附塔底部通过时，其气态水绝大部分被干燥剂床层吸附，大部分氧气被速度选择型吸附剂床层吸附，大部分氮气和氩气从吸附塔出口排出，解析出来的气态水和富氧从第二变压吸附段的吸附塔底部进入干燥剂床层和氮平衡选择型吸附剂床层，富氧中的气态水绝大部分被干燥剂床层吸附，大部分氮气被氮平衡选择型吸附剂床层吸附，氧气和氩气以及少量氮气从吸附塔出口流出。方案2：在第一变压吸附段之前增设一个变压吸附干燥段，用于除去空气中的气态水，使空气干燥至达到进入第一变压吸附段的吸附塔对水分的要求；该变压吸附干燥段在一个循环周期中依次经历吸附A和吹扫P两个变压吸附工艺步骤，吹扫P步骤的气体来源于第一变压吸附段的吸附塔吸附A步骤出口的放空气和第二变压吸附段的吸附塔解析放空气。干燥段装填活性氧化铝；第一变压吸附段的吸附塔内部装填碳分子筛；第二变压吸附段的吸附塔内部装填5A型分子筛或X型锂分子筛。进一步，第一变压吸附段的吸附塔吸附A步骤的压力为0.002-0.01MPa(表压)；第二变压吸附段的吸附塔吸附A步骤的压力为0.8-1.2MPa(表压)。进一步，第一变压吸附段的吸附塔吸附A步骤结束时出口气中氧气的浓度为15-20％(V)。进一步，第一变压吸附段的吸附塔装填碳分子筛作为速度选择型吸附剂；第二变压吸附段的吸附塔装填5A型分子筛或X型锂分子筛作为氮平衡选择型吸附剂。本专利技术的方法所提供的移动式变压吸附纯氧生产装置，大大降低用氧成本，而且安全性大幅度提高，本移动式变压吸附纯氧生产装置体积小、重量轻、随开随停、使用方便，最高压力只有1.2MPa。附图说明图1是本专利技术实施例1各段吸附塔运行步骤及程控阀开关时序图。图2是本专利技术实施例1的工艺流程图。图3是本专利技术实施例2各段吸附塔运行步骤及程控阀开关时序图。图4本专利技术实施例2的工艺流程图。图5是本专利技术实施例3各段吸附塔运行步骤及程控阀开关时序图。图6是本专利技术实施例3的工艺流程图。图7是本专利技术实施例4各段吸附塔运行步骤及程控阀开关时序图。图8是本专利技术实施例4的工艺流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的优选实施例加以说明，以下实施例只是为方便理解本专利技术的技术方案而给出的优选实施例，不作为对本专利技术权利要求保护范围的限定。实施例1：图1是本专利技术实施例1各段吸附塔运行步骤及程控阀开关时序图。图2是本专利技术实施例1的工艺流程简图。本实施例的原料空气组成如下：组份O2N2ArCO2其它∑浓度(％)(V)20.9378.030.9320.030.078100温度：≤40℃压力：0.005MPa(G)(也可以采用更高吸附压力)如图2所示，富氧真空泵P0101、程控阀、PLC控制系统、仪器仪表、工艺管道管件、吸附塔T0101A、T0101B、T0101C和T0101D组成第一变压吸附段，吸附塔内装填的吸附剂为碳分子筛，运行单塔吸附、串联置换和抽真空程序；程控阀、PLC控制系统、仪器仪表、工艺管道管件、富氧压缩机C0201、压缩机缓冲罐V0201、产品纯氧缓冲罐V0202、吸附塔T0201A、T0201B、T0201C和T0201D组成第二变压吸附段，吸附塔内装填的吸附剂为沸石分子筛或锂分子筛，运行单塔吸附、两次均压和逆放程序。本实施例将上述两段变压吸附串联操作，第一变压吸附段将干燥空气中的氧气吸附下来，第二变压吸附段用于将第一变压吸附段真空解析出来的富氧混合气中的氮气吸附，不易吸附的氧从吸附塔出口流出作为产品，并把氧浓度提高到99.5％(V)以上。压力大于5KPa的干燥空气进入第一变压吸附段处于吸附步骤的吸附塔，吸附塔中的吸附剂选择性地吸附空气中的氧气等组分，未吸附的部分氧和不易吸附的氮和氩等组分从出口端排出放空，第一变压吸附段的吸附塔干燥空气吸附结束后，进行串联置换P1和富氧气体置换P，置换结束后抽真空，第一变压吸附段的吸附塔真空解析出来的富氧混合气经过富氧压缩机C0201压缩到1.0-1.2MPa后进入第二变压吸附段处于吸附步骤的吸附塔，将其中的氮气吸附后，从出口流出作为产品氧气，浓度控制在99.5％(V)以上。第一变压吸附段的吸附塔吸附结束后出口气中氧气浓度控制在15～20.8％(V)(也可以将氧浓度控制在15％(V)以下)，其吸附塔在一个循环周期中依次经历吸附A、串联置换P1、富氧气体置换P和抽真空VC四个变压吸附工艺步骤；第二变压吸附段的吸附塔在一个循环周期中依次经历吸附A、两次均压降、逆放BD、两次均压升和终升七个变压吸附工艺步骤，逆放BD步骤解析的氮、氧和氩混合气返回第一变压吸附段与其置换部分的真空解析气混合。氧气总回收率在60％左右，第一变压吸附段真空解析气氧浓度在80％左右，两段循环时间一般为20-80秒，第一变压吸附段真空本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种移动式变压吸附氧气生产装置的方法，其特征在于，此方法包括串联操作的第一变压吸附段和第二变压吸附段，干燥的原料空气首先在第一变压吸附段的吸附塔内经过速度选择型吸附剂床层，原料空气中的大部分氧气被速度选择型吸附剂床层吸附，大部分氮气和氩气从吸附塔出口排出，第一变压吸附段解析出来的富氧混合气进入第二变压吸附段的吸附塔的氮平衡选择型吸附剂床层，富氧混合气中的氮气被氮平衡选择型吸附剂床层吸附，氧气和氩气以及少量氮气从吸附塔出口流出；第一变压吸附段的吸附塔在一个循环周期中至少依次经历吸附A、串联置换P1、富氧置换P和抽真空VC四个变压吸附工艺步骤；第二变压吸附段的吸附塔在一个循环周期中至少依次经历吸附A、均压降ED、逆放BD或抽真空VC、均压升ER和产品气升压FR变压吸附工艺步骤。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种移动式变压吸附氧气生产装置的方法，其特征在于，此方法包括串联操作的第一变压吸附段和第二变压吸附段，干燥的原料空气首先在第一变压吸附段的吸附塔内经过速度选择型吸附剂床层，原料空气中的大部分氧气被速度选择型吸附剂床层吸附，大部分氮气和氩气从吸附塔出口排出，第一变压吸附段解析出来的富氧混合气进入第二变压吸附段的吸附塔的氮平衡选择型吸附剂床层，富氧混合气中的氮气被氮平衡选择型吸附剂床层吸附，氧气和氩气以及少量氮气从吸附塔出口流出；第一变压吸附段的吸附塔在一个循环周期中至少依次经历吸附A、串联置换P1、富氧置换P和抽真空VC四个变压吸附工艺步骤；第二变压吸附段的吸附塔在一个循环周期中至少依次经历吸附A、均压降ED、逆放BD或抽真空VC、均压升ER和产品气升压FR变压吸附工艺步骤。


2.根据权利要求1所述的移动式变压吸附氧气生产装置的方法，其特征在于，第二变压吸附段的吸附塔在均压降ED步骤之后增加顺放PP步骤，在逆放BD步骤之后增加吹扫P步骤，顺放PP步骤的气体进入缓冲罐V，吹扫P步骤的气体来自缓冲罐V并从吸附塔顶部进入。


3.根据权利要求1或2所述的移动式变压吸附氧气生产装置的方法，其特征在于，第一变压吸附段吸附塔的底部装填干燥剂、上部装填速度选择型吸附剂床层，含有气态水的原料空气从第一变压吸附段吸附塔底部通过时，其气态水绝大部分被干燥剂床层吸附，大部分氧气被速度选择型吸附剂床层吸附，大部分氮气和氩气从吸附塔出口排出，第一变压吸附段解析出来的气态水和富氧从第二变压吸附段的吸附塔底部进入干燥剂床层和氮平衡选择型吸附剂床层，富氧混合气中的气态水绝大部分被...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋宇文，
申请(专利权)人：成都盈辰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51