一种吸附真空解吸制氧设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种吸附真空解吸制氧设备，设备包括：依次连接的气体净化单元、气体输送及抽取单元、氮气吸附及解吸单元、氧气缓冲单元以及氧气存储单元；所述氮气吸附及解吸单元的数量为单个；本实用新型专利技术通过单个氮气吸附及解吸单元实现吸附及解吸过程，占地面积小，运行能耗低，且无需电磁阀即可实现吸附和解吸过程的切换，控制流程简单、操作方便。操作方便。操作方便。

【技术实现步骤摘要】
一种吸附真空解吸制氧设备
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[0001]本技术涉及制氧
，尤其涉及一种吸附真空解吸制氧设备。
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技术介绍
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[0002]加压吸附真空解吸(简称VPSA)制氧设备是目前使用最多的一种制氧工艺。VPSA制氧设备主要由鼓风机、真空泵、切换阀、吸附器和氧气平衡罐组成。
[0003]原料空气经吸入口过滤器除掉灰尘颗粒后，被鼓风机增压至0.3-0.5barg而进入其中一只吸附器内。吸附器内装填吸附剂，其中水分、二氧化碳、及少量其它气体组分在吸附器入口处被装填于底部的活性氧化铝所吸附，随后氮气被装填于活性氧化铝上部的沸石分子筛所吸附。而氧气(包括氩气)为非吸附组分从吸附器顶部出口处作为产品气排至氧气平衡罐。当该吸附器吸附到一定程度，其中的吸附剂将达到饱和状态，此时通过切换阀利用真空泵对之进行抽真空(与吸附方向相反)，真空度为0.65-0.75barg。已吸附的水分、二氧化碳、氮气及少量其它气体组分被抽出并排至大气，吸附剂得到再生。
[0004]VPSA制氧系统虽然可以实现连续制氧，但是由于常见的VPSA制氧系统均采用双塔交替吸附/解吸运行，运行能耗高(每生产1标准立方的氧气耗电约1.5度)，鼓风机壳体部分的温度都较高，通常情况下达到90℃以上，需要另外安装软水冷却系统，在不具备软水处理系统的情况下，直接采用自来水冷却，运行一段时间后，鼓风机冷却壳体内部结垢，从而导致空气温度升高，影响产氧效率。与此同时，空压机、冷干机、过滤器的维护保养费用较高，一次性设备投入大，占地面积也比较大，整个系统安装维护复杂，且故障率高。
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技术实现思路
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[0005]本技术的目的旨在提供一种吸附真空解吸制氧设备，通过单个氮气吸附及解吸单元实现吸附及解吸过程，占地面积小，运行能耗低，且无需电磁阀即可实现吸附和解吸过程的切换，控制流程简单、操作方便。
[0006]为了实现本技术的第一个目的，本技术采用了如下技术方案：
[0007]一种吸附真空解吸制氧设备，包括：依次连接的气体净化单元、气体输送及抽取单元、氮气吸附及解吸单元、氧气缓冲单元以及氧气存储单元；所述氮气吸附及解吸单元的数量为单个；
[0008]所述气体净化单元用于将净化后的空气输送给气体输送及抽取单元；所述气体输送及抽取单元用于接收所述净化后的空气，输送加压后的空气给氮气吸附及解吸单元，或，对氮气吸附及解吸单元进行抽真空处理；所述氮气吸附及解吸单元用于对所述加压后的空气进行吸附氮气处理，或，在真空状态下解吸氮气；所述氧气缓冲单元用于对所述氮气吸附及解吸单元输送的氧气进行缓冲处理；所述氧气存储单元用于存储所述氧气缓冲单元输送的氧气。
[0009]进一步地，当所述氮气吸附及解吸单元吸附氮气达到饱和后，所述气体输送及抽取单元对所述氮气吸附及解吸单元进行抽真空处理；当所述氮气吸附及解吸单元完全解吸
所吸附的氮气后，所述气体输送及抽取单元重新输送加压后的空气给所述氮气吸附及解吸单元。
[0010]作为具体的实施方式，所述气体输送及抽取单元包括罗茨风机；所述罗茨风机通过正转对空气进行加压，通过反转进行抽真空。
[0011]作为具体的实施方式，当所述氮气吸附及解吸单元吸附氮气达到饱和后，所述罗茨风机自动断电，并在所述氮气吸附及解吸单元内部气压和大气压的压差作用下自行反转；当所述氮气吸附及解吸单元完全解吸所吸附的氮气后，所述罗茨风机的电机电源自动恢复通电，罗茨风机重新开始正转，输送加压后的空气给所述氮气吸附及解吸单元。
[0012]进一步地，当所述氮气吸附及解吸单元内部气压与大气压达到平衡时，所述罗茨风机的风叶在惯性的作用下继续反转。
[0013]进一步地，所述吸附真空解吸制氧设备还包括双向换热单元；所述双向换热单元接入气体输送及抽取单元与氮气吸附及解吸单元之间，用于吸收所述加压后的空气的热量，降低所述加压后的空气的温度，或，将吸收的热量传递给所述气体输送及抽取单元抽取的气体并排至大气中。
[0014]进一步地，所述吸附真空解吸制氧设备还包括双向限流单元；所述双向限流单元连入氮气吸附及解吸单元与氧气缓冲单元之间，用于输送由所述氮气吸附及解吸单元流向所述氧气缓冲单元的气体，并对气体的流速进行限制，或，输送由所述氧气缓冲单元流向所述氮气吸附及解吸单元的气体，并对气体的流速进行限制。
[0015]进一步地，所述吸附真空解吸制氧设备还包括冷干机和消声器；所述冷干机连入氧气缓冲单元与氧气存储单元之间；所述消声器设置在连接气体输送及抽取单元与氮气吸附及解吸单元的管路上。
[0016]作为具体的实施方式，所述氮气吸附及解吸单元包括吸附塔；所述氧气缓冲单元包括氧气缓冲罐以及与所述氧气缓冲罐连接的氧气增压机。
[0017]进一步地，当所述气体输送及抽取单元对所述氮气吸附及解吸单元进行抽真空处理时，所述氧气缓冲单元缓冲的氧气进入所述氮气吸附及解吸单元内部进行冲洗。
[0018]作为具体的实施方式，所述气体输送及抽取单元将所述气体净化单元输出的空气加压至0.6Kg/cm
2-1.0Kg/cm2。
[0019]本技术的有益效果：
[0020]本技术通过单个氮气吸附及解吸单元实现吸附及解吸过程，相比现有技术中采用两个氮气吸附及解吸单元分开进行吸附和解吸过程，占地面积更小，运行能耗更低，且无需电磁阀即可实现吸附和解吸过程的切换，控制流程简单、操作方便。进一步地，本技术通过罗茨电机正反转实现吸附和解吸的切换，控制流程简单、操作方便。进一步地，本技术通过罗茨电机在氮气吸附及解吸单元吸附氮气饱和时自动断电反转，实现氮气吸附及解吸单元加压到减压的转变，进而实现吸附到解吸的自动切换，控制流程简单、操作方便。进一步地，当氮气吸附及解吸单元内部气压与大气压达到平衡时，罗茨风机的风叶在惯性的作用下继续反转，便于达到抽真空的目的。进一步地，本技术通过双向换热单元吸收加压后的空气的热量，降低加压后的空气的温度，并在气体输送及抽取单元对氮气吸附及解吸单元抽真空时，将吸收的热量传递给从气体输送及抽取单元抽取的气体，使得双向换热单元吸收的热量能够有效排出，延长了双向换热单元的使用寿命。进一步地，本实用新
型通过氧气增压机对氧气增压，便于将氧气输送给氧气终端用户。进一步地，本技术通过氧气缓冲单元在气体输送及抽取单元抽真空时，输送氧气到氮气吸附及解吸单元内部，对氮气吸附及解吸单元内部进行冲洗，便于氮气吸附及解吸单元吸附的氮气更充分的解吸出来。进一步地，本技术气体输送及抽取单元将空气加压至比低压更低的常压，对氮气吸附及解吸单元罐体的压力更小，使得氮气吸附及解吸单元的安全运行系数更高；与此同时，采用常压空气进行吸附，提取氧气的效率更高，氮气吸附及解吸单元的体积可以更小，进而缩小了设备的占地面积。
〖附图说明〗
[0021]为了更清楚地说明本技术实施例，下面对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍。下面描述中的附图仅仅是本技术中的实施例，对于本领域的普通技术人本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种吸附真空解吸制氧设备，其特征在于，包括：依次连接的气体净化单元、气体输送及抽取单元、氮气吸附及解吸单元、氧气缓冲单元以及氧气存储单元；所述氮气吸附及解吸单元的数量为单个；所述气体净化单元用于将净化后的空气输送给气体输送及抽取单元；所述气体输送及抽取单元用于接收所述净化后的空气，输送加压后的空气给氮气吸附及解吸单元，或，对氮气吸附及解吸单元进行抽真空处理；所述氮气吸附及解吸单元用于对所述加压后的空气进行吸附氮气处理，或，在真空状态下解吸氮气；所述氧气缓冲单元用于对所述氮气吸附及解吸单元输送的氧气进行缓冲处理；所述氧气存储单元用于存储所述氧气缓冲单元输送的氧气。2.根据权利要求1所述的吸附真空解吸制氧设备，其特征在于：当所述氮气吸附及解吸单元吸附氮气达到饱和后，所述气体输送及抽取单元对所述氮气吸附及解吸单元进行抽真空处理；当所述氮气吸附及解吸单元完全解吸所吸附的氮气后，所述气体输送及抽取单元重新输送加压后的空气给所述氮气吸附及解吸单元。3.根据权利要求2所述的吸附真空解吸制氧设备，其特征在于：所述气体输送及抽取单元包括罗茨风机；所述罗茨风机通过正转对空气进行加压，通过反转进行抽真空。4.根据权利要求3所述的吸附真空解吸制氧设备，其特征在于：当所述氮气吸附及解吸单元吸附氮气达到饱和后，所述罗茨风机自动断电，并在所述氮气吸附及解吸单元内部气压和大气压的压差作用下自行反转；当所述氮气吸附及解吸单元完全解吸所吸附的氮气后，所述罗茨风机的电机电源自动恢复通电，罗茨风机重新开始正转，输送加压后的空气给所述氮气吸附及解吸单元。5.根据权利要求4所述的吸附真空解吸制氧设备，其特征在于：当所述氮气吸附及解吸单元内部气压与大气压达到...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡子清，
申请(专利权)人：珠海和佳医疗设备股份有限公司，
类型：新型
国别省市：