CN101993044B - 氧气发生机用多重吸附塔装置及其运行方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是关于应用于氧气发生机的吸附塔装置及其运行方法，具体而言是关于两个吸附塔组成为一组，并由两组或三组形成多重吸附塔，同时，由空气供气排管及氮气排放排管、氧气供气排管及均匀化排管等分别组成一组，并列安装在吸附塔的入口及出口。如上所述的多重吸附塔装置，将通过阀门控制，每组间隔一段时间交替进行吸附(产生氧气)及脱离(排放氮气)及均匀化作业，从而有效地减少从空气压缩机排放的压缩空气流量及吸附塔中排放的氧气流量及压力变化幅度，而且用于氧气发生机的空压机及氧气储存箱的规格减少到最小，节省氧气发生机的费用，减少氧气发生机的安装面积及降低吸附塔的安装高度，能解决安装氧气发生机时受空间限制的情况。

Description

氧气发生机用多重吸附塔装置及其运行方法
【技术领域】
本发明是关于氧气发生机用多重吸附塔装置及其运行方法。
【背景技术】
一般情况下，通过PSa(Pressure Swing adsorption：压缩循环吸附)方式产生氧气的氧气发生机是利用来自空气压缩机的(air Compressor)的压缩空气，经过空气干燥器(air Dryer)及空气储存箱导入吸附塔内部。此时压缩空气中的氮成份将通过填充在吸附塔中的吸附剂(通常采用沸石)(zeolite)进行吸附处理、高浓度分离及生产未被吸附及吸掉的氧气成份的装置。
如上所述的PSa方式氧气发生机是通常采用两个吸附塔，其原因是，当一个吸附塔中导入压缩空气，并生产氧气的过程中，如果该吸附塔中的氮气处于饱和时，将向另一个吸附塔注入压缩空气，持续生产氧气，同时，为打开含有饱和氮气的吸附塔进行减压及脱离处理。
此外，现有的氧气发生机的两个吸附塔，在一定的间隔时间内交替进行工作，所以当一个吸附塔履行吸附/生产周期时，另一个吸附塔将履行脱离/待机周期，各自的周期时间通常采用70-90秒间隔，所以，在吸附塔的工作周期切换点处压缩空气的流量会产生很大的变动幅度。
同时，如图8中所示，为了生产氧气，向两个吸附塔中的任何一个吸附塔中注入空气的开始点为标准时，空气的注入流量将从0Nm3/min到100Nm3/min，大幅度变化。
如上所述的压缩空气流量及氧气的流量大幅度变化下，氧气发生机的氧气生产效率应该保持一定水平以上的稳定值，所以空气机及空气储存箱的规格也应该承受像如图8中所示的数值(变动幅)100Nm3/min，结果不得不需要很大体积。
同时，为了缓冲从吸附塔排放的氧气流量变动幅度，必须另外准备氧气储存箱，存放从吸附塔排放的氧气，氧气储存箱的规格也按照氧气流量变动幅度，制作成很大的体积。结束氧气发生机的运行费用，如耗电量及消耗品的更换费用也会大幅增加。
还有，因为空气压缩机及空气储存箱及氧气储存箱的规格采用大型化，不仅需要较大的氧气发生机安装空间，而且，吸附塔的直径及高度大概需要1000(mm)x4400(mm)x1左右，天棚底的空间或船舶操作室等复杂的空间里，很难安装包括吸附塔的氧气发生机，在安装氧气发生机时受空间的约束很大。
【发明内容】
提出本发明是为了解决如上所述的现有产品的问题。采用本发明的氧气发生机用多重吸附塔装置及其运行方法是：两个吸附塔组成为一组，并由两组或三组形成多重吸附塔，同时，提供空气的排管及排放氮气的排管及提供氧气的排管及均匀化排管等分别构成组，与吸附塔的入口及出口并列连接安装。安装成如上结构的多重吸附塔装置，将通过阀门控制，间隔一段时间交替进行吸附(产生氧气)及脱离(排放氮气)及均匀化作业，各组分别交替进行作业，从而有效地减少从空气压缩机排放的压缩空气流量及吸附塔中排放的氧气流量及压力变化幅度，而且用于氧气发生机的空气机及氧气储存箱的规格减少到最小，节省氧气发生机的运行费用，减少氧气发生机的安装面积及降低吸附塔的安装高度，能解决在安装氧气发生机时受空间限制的情况，并且把这些内容作为本发明要解决的技术问题。
为了解决上述问题，本发明氧气发生机用多重吸附塔装置采用：两个吸附塔组成一个组，而且，以两个组或三个组构成的多重吸附塔为基础，构成以上各组的两个吸附塔的入口处并列安装配有一双自动阀门的吸附线，以及配有一双自动阀门的脱离线等。在组成以上各组的两个吸附塔的出口处并列安装配有一双自动阀门的氧气供应线及配有一个自动阀门的均匀化线。在以上自动阀门之间处，相应的吸附线上分别连接了从空气压缩机延伸的空气供应管。在以上自动阀门之间的相应脱离线上分别延伸了氮气排放管，并且与消音器连接在一起。以上自动阀门之间的相应氧气供应线处分别延伸连接氧气供应管。
同时，按照本发明多重吸附塔装置的运行方法，两个组的运行方法为，由第一吸附塔及第二吸附塔组成的一组，分别按照不同吸附塔履行吸附过程及脱离过程；由第三吸附塔及第四吸附塔组成的另一个组，将履行包括均匀化过程阶段；在以上阶段中完成吸附过程及脱离过程的以上一个组，履行均匀化过程，等完成均匀化过程后，以上另一个组按照不同吸附塔分别履行吸附及脱离过程阶段。以上各阶段是通过自动阀门控制，间隔一段时间差，在反复履行的过程中，分别构成一组的吸附塔交替完成吸附过程及脱离过程。
还有，三个组的运行方法中包括，由第一吸附塔及第二吸附塔组成的一个组，分别按照不同吸附塔履行吸附开始过程及脱离过程；由第三吸附塔及第四吸附塔组成的另一个组，分别按照不同吸附塔履行吸附结束过程及待机过程；由第五吸附塔及第六吸附塔组成的又一个组，包括履行均匀化过程的阶段；在以上一个组中，履行吸附开始过程的吸附塔，完成吸附结束过程，履行脱离过程的吸附塔履行待机过程，以上吸附结束过程及待机过程的另一个组将履行均匀化过程，履行完以上均匀化过程的另一个组，将分别按照吸附塔履行吸附开始过程及脱离过程的阶段；履行完以上吸附结束过程及待机过程的一个组将履行均匀化过程，完成以上均匀化过程的另一个组，将分别按照不同吸附塔履行吸附开始过程及脱离过程，以上又一个组中完成吸附开始过程的吸附塔，完成吸附结束过程，完成脱离过程的吸附塔将履行待机过程的阶段等。以上各阶段将通过自动阀门控制下间隔一定的时间差反复交替工作，构成各组的吸附塔将交替履行吸附开始过程及脱离过程，吸附结束过程及待机过程。
按照如上所述的本发明，多重构成生产氧气的吸附塔，采用合理的方式运行时，比现有的氧气流量变动幅相比，更加有效地降低来自空气压缩机的压缩空气的流量变动幅度及来自吸附塔的氧气流量变动幅度。
所以采用低规格及低价压缩空气、空气储存箱及氧气储存箱，通过六个吸附塔构成多重吸附塔时，在保证流量变动幅度的条件下，不用另外设空气储存箱及氧气储存箱，也能正常启动氧气发生机。因此，本发明大幅减少了运行氧气发生机的费用，在电费及消耗品的更换费用等方面均很有效果。
尤其是本发明不仅能减少空气压缩机、空气储存箱及氧气储存箱的规格，而且，可以不安装空气储存箱及氧气储存箱，能减少氧气发生机的安装空间，降低吸附塔的安装高度。在低天棚或船舶内机械室等复杂的空间里，不受限制的情况下，很容易安装氧气发生机。
【附图说明】
图1为包括本发明多重吸附装置的氧气发生机的一个实施例的排管图。
图2为包括本发明多重吸附装置的氧气发生机另一个实施例的排管图。
图3为包括本发明多重吸附装置的氧气发生机又一个实施例的排管图。
图4为按照本发明的一种实施例表示的多重吸附塔装置的排管图。
图5为按照本发明的另一种实施例表示的多重吸附塔装置的排管图。
图6为按照本发明的一种实施例分阶段表示多重吸附塔装置运行方法的排管图。
图7为按照本发明的又一种实施例分阶段表示多重吸附塔装置运行方法的排管图。
图8为当采用现有吸附装置时，按照不同时间段所显示的空气流量图。
图9为采用本发明的一种实施例多重吸附塔装置时，按照不同时间段所显示的空气流量图。
图10为采用本发明的另一种实施例多重吸附塔装置时，按照不同时间段所显示的空气流量图。
主要部分符号的说说明：
1：氧气发生机     2：空气压缩机     3：空气干燥机
4：空气储存箱     5：压力调整器     6：氧气储存箱
7：消音器         10：多重吸附塔    11：第一吸附塔
12：第二吸附塔    13：第三吸附塔    14：第四吸附塔
15：第五吸附塔    16：第六吸附塔    17：空气供应管
18：氧气供应管    19：吸附线        20：脱离线
21：排放管        22：氧气供应线    23：均匀化线
19a，19b，20a，20b，22a，22b，23a：自动阀门
【具体实施方式】
下面参考附图详细说明为了达到以上目的的本发明。
首先，按照本发明，配有多重吸附塔的氧气发生机1的简单构成，如图1中所示，是由空气压缩机2(air Compressor)、空气干燥器3(air Dryer)及空气储存箱4及压力调整器5连接在压缩空气供气排管的状态下安装在多重吸附塔10的入口侧，在多重吸附塔10的出口侧连接安装氮气储存箱6。
图1中所示的内容是，安装了从第一吸附塔11到第四吸附塔14之间四个吸附塔组成两个多重吸附塔10的情况，图2及图3中分别表示安装了从第一吸附塔11到第六吸附塔16之间共六个吸附塔组成三个组的多重吸附塔10的情况。
同时，当多重吸附塔10安装成共六个吸附塔：第一至第六吸附塔11-16构成三个组时，如图3中所示的情况下，与现有的氧气发生机不同没有另外安装作为缓冲箱的空气储存箱4及氮气储存箱6，在这种情况下也能通过多重吸附塔10达到氧气发生机1的正常工作，并保持一定水平以上的氧气供应量，有关这方面的具体理由，将会在以后详细说明。
图4及图5是按照不同的实施例分别表示本发明的多重吸附装置，图4中表示的是，由第一吸附塔11及第二吸附塔12组成一个组，和由第三吸附塔13及第四吸附塔14组成另一个组的，以图1的多重吸附塔10为基础表示的排管图。
还有，图5中表示的是，由第一吸附塔11及第二吸附塔12组成一个组，第三吸附塔13及第四吸附塔14组成另一个级，第五吸附塔15及第六吸附塔16再组成另一个组的，以图2及图3的多重吸附塔10为基础表示的排管图。
如图4中所示的多重吸附装置是由分别构成组的两个吸附塔，即在第一吸附塔11、第二吸附塔12及第三吸附塔13、第四吸附塔14的入口侧，并列安装了配有自动阀门19a、19b的吸附线19及配有一双自动阀门20a、20b的脱离线20。
同时，构成以上各组的两个吸附塔的第一吸附塔11及第二吸附塔12、第三吸附塔13及第四吸附塔14的出口处，并列安装了配有自动阀门22a、22b的氧气供应线22及一个配有自动阀门23a的均匀化线23，形成为了按照不同组分别启动第一至第四吸附塔11-14的排管及阀门机构。
同时，在以上自动阀门19a、19b之间相应的吸附线19上，为了注入来自空气压缩机2的压缩空气，配有压力调整器5的空气供应管17分别按照组连接在线路上，从以上自动阀门20a、20b之间的相应脱离线20处按照不同的组延伸氮气排放管21，与消音器7连接安装。
同时，位于以上自动阀门22a、22b之间的氧气供应线22开始分别按不同的组延伸安装氧气供应管18。按照本发明的一种实施例，在安装多重吸附塔的过程中，如图1中所示，氧气供应管18将与氮气储存箱6连接安装，从氮气储存箱6延伸的排管将与氧气使用处连接在一起。
还有，通过安装在以上吸附线19、20、22、23的自动阀门19a、19b、20a、20b、22a、22b、23a，向第一至第四吸附塔11-14内部注入压缩空气，生成氧气的吸附过程及，从第一至第四吸附塔11-14排放氮气的脱离过程及构成的各组的第一至第四吸附塔11-14之间的均匀化过程中，按照不同组合分散负荷，使得能合理地运行，使压缩空气流量及氧气流量的变动幅度降低到最低。
图5中所示的多重吸附塔装置是，在图4中所示的多重吸附塔装置上，再形成第五吸附塔15及第六吸附塔16组合形成另一个组，配置更多的一组，其它的构成，即排管线的并列式连接结构及相应线上安装的阀门结构等全部与第一实施例的情况相同。
也就是说，构成各组的两个吸附塔，第一、第二吸附塔11、12，第三、第四吸附塔13、14，第五、第六吸附塔15、16入口侧上，并列式连接安装配有一双自动阀门19a、19b、20a、20b的吸附线19及脱离线20。同时，在构成各组的两个吸附塔，第一、第二吸附塔11、12，第三、第四吸附塔13、14，第五、第六吸附塔15、16出口侧上并列式连接安装配有一双自动阀门22a、22b的氧气供应线22及配有一个自动阀门23a的均匀化线23。
同时，以上自动阀门19a、19b之间的相应吸附线19处，按不同的组连接安装从空气压缩机2开始延伸的空气供应管17，在以上自动阀门20a、20b之间的相应脱离线20处开始，按不同的组分别延伸的氮气排放管21与消音器7连接安装，从以上自动阀门22a、22b之间相应氧气供应线22处开始，按不同的组分别延伸安装氧气供应管18。
按照本发明的另一个实施例，多重吸附塔装置中的以上氧气供应管18是，如图2中所示，也可以与氮气储存箱6连接在一起，如图3所示，在不采用额外的氮气储存箱6的状态下氧气供应管18直接连接安装在氧气使用处。
按照本发明，在多重吸附塔装置中使用的自动阀门19a、19b、20a、20b、22a、22b、23a，应该采用通过电信号的作用下可控制开闭动作的电磁阀门。以上压力调整器5应该能履行来自空气压缩机2的空气的一次压力，调整为可以采用在第一至第六吸附塔11-16中的二次压力的功能。
还有，以上消音器7是能缓冲从第一至第六吸附塔11-16排放饱和状态氮气时的噪音。当受限密闭的空间里安装多重吸附塔装置时，连接在消音器7上的排管线，即，氮气的氮气排放管21应该延伸到相应空间的外部，使得在特定的空间内不安装消音器7，避免发生任何噪音。
同时，以上消音器7应该采用小体积结构，以便容易安装在氧气发生机1的任何一个位置上。而且应该采用当空气压缩机2的规格有变化或加长使用时间，引起噪音频率区域有变化时，也能自动有效地除掉噪音的产品。
利用参考图6及图7详细说明如下。具有如上构成的本发明多重吸附装置，在为了提供氧气时所需要的运行方法。为了便于说明，采用第一吸附塔11及第二吸附塔12作为第一组，第三吸附塔13及第四吸附塔14作为第二组，第五吸附塔15及第六吸附塔16作为第三组。
同时，按照本发明的多重吸附塔装置构成本身，已经在图4及图5中详细地提供图示及说明，所以，在图6及图7中，为了避免其复杂性，只在第一至第六吸附塔11-16上记载图纸符号，用粗线只表示了实际运行的部分。
首先，如图6中所示，按照本发明一种实施例的多重吸附塔装置的运行方法，如图6之(一)至图6之(四)中所示，包括四个阶段。以上各阶段将通过自动阀门19a、19b、20a、20b、22a、22b、23a的控制，间隔一定的时间差顺序重复进行。
在图6(一)中所示的阶段中，第一吸附塔11将履行吸附过程，第二吸附塔12将履行脱离过程，第三吸附塔13及第四吸附塔14将履行均匀化过程。
此时，将开放安装在一组吸附线19及氧气供应线22上的自动阀门19a、19b、22a、22b中，位于第一吸附塔11侧的自动阀门19a、22a，并开放安装在一组在脱离线20上的自动阀门20a、20b中，位于第二吸附塔12侧的自动阀门20b，并关闭安装在均匀化线23的自动阀门23a。
同时，在第二组中，安装在吸附线19、脱离线20及氧气供应线22上的所有自动阀门19a、19b、20a、20b、22a、22b、23a将会关闭，安装在第二组均匀化线23上的自动阀门23a将会开放。
结果，通过空气供应管17流入的压缩空气，将顺着吸附线19流入到第一吸附塔11中，在第一吸附塔11中生成的氧气将成为沿着氧气供应线22及氧气供应管18提供的状态，同时，第二吸附塔12顺着与该入口相连的脱离线20及氮气排放管21，向消音器7侧排放氮气的状态进行配套。
还有，第三吸附塔13及第四吸附塔14将配套成与均匀化线23相连的状态，使第三、第四吸附塔13、14在相互均匀化条件，有效地缓冲下一个阶段中必要的变动幅度。
在图6之(二)所示的阶段中，第一吸附塔11及第二吸附塔12将履行均匀化过程，第三吸附塔13将履行吸附过程，第四吸附塔14将履行脱离过程。
此时，安装在第二组的吸附线19及氧气供应线22上的自动阀门19a、19b、22a、22b中，将开放位于第三吸附塔13侧的自动阀门19a、22a，安装在第二组脱离线20上的自动阀门20a、20b中，将开放位于第四吸附塔14侧的自动阀门(20b)，安装在第二组均匀化线23上的自动阀门23a将处于关闭状态。
同时，在第一组的情况下，将关闭安装在吸附线19、脱离线20及氧气供应线22的所有自动阀门19a、19b、20a、20b、22a、22b，将开放安装在第一组均匀化线23上的自动阀门23a。
因此，通过空气供应管17流入的压缩空气将顺着吸附线19流入第三吸附塔13中，在第三吸附塔13中生成的氧气将顺着氧气供应线22及氧气供应管18成为供应状态，同时，在第四吸附塔14中，顺着与其连接的脱离线20及氮气排放管21，向消音器7侧排放氮气的形式配套。
同时，第一吸附塔11及第二吸附塔12与均匀化线23连通配套，稳中有降，第一吸附塔11、第二吸附塔12为了保持均匀的条件，从而缓冲下一个阶段中必要的变动幅度。
图6之(三)中所示的阶段中，第一吸附塔11将履行脱离过程，第二吸附塔12将履行吸附过程，第三吸附塔13及第四吸附塔14将履行均匀化过程的阶段。在图6之(一)中所示的阶段中，将交替进行第一吸附塔11及第二吸附塔12的作用，同时，为了履行这个过程的自动阀门开闭位置也将进行调整。
即，安装在第一组吸附线19及氧气供应线22上的自动阀门19a、19b、22a、22b中，将开放位于第二吸附塔12侧的自动阀门19b、22b，安装在第一组脱离线20上的自动阀门20a、20b中，将开放位于第一吸附塔11侧的自动阀门20a，其它的阀门控制过程与图6之(一)中所示的阶段相同。
在图6之(四)中所示的阶段中，第一吸附塔11及第二吸附塔12将履行均匀化过程，第三吸附塔13将履行脱离过程，第四吸附塔14将履行吸附过程的阶段，在图6之(二)中所示的阶段中交替第三吸附塔13及第四吸附塔14的作用，同时，为了履行这个过程自动阀门的开放位置也会进行调整。
即，安装在第二组吸附线19及氧气供应线22上的自动阀门19a、19b、22a、22b中，将开放位于第四吸附塔14侧的自动阀门19b、22b，安装在第二组脱离线20上的自动阀门20a、20b中，将开放位于第三吸附塔13侧的自动阀门20a，其它的阀门控制过程与图6之(二)中所示的阶段相同。
如上所述，从图6之(一)到(四)中所示的阶段中任何一个阶段都能成为氧气发生机1的启动开始点，但是，应该把图6(一)中表示的阶段作为启动开始点，最好应该选择一个开始点后，从此点以后的周期将按照图纸中所示的顺序进行控制。
按照如上方法运行多重吸附塔时，其中一组在大周期(均匀化等)运行过程中，其它一组将运行压力变化小的周期，因此，如图9中所示，各周期的压缩空气流量变动幅度，可调整到30～80Nm3/min以内。
图7中所示的内容是，按照本发明另一种实施例的多重吸附装置的运行方法，其中包括从图7之(一)至图7(六)中所示的代表性的阶段，以上各阶段将通过自动阀门19a、19b、20a、20b、22a、22b、23a的控制下，在一定时间间隔周期中重复履行。
首先，图7之(一)的阶段中，由第一吸附塔11及第二吸附塔12组成的第一组，第一吸附塔11、第二吸附塔12分别履行吸附开始过程及脱离过程；第三吸附塔13及第四吸附塔14组成的第二组分别履行吸附结束过程及待机过程；由第五吸附塔15及第六吸附塔16组成的第三组是履行均匀化过程的阶段。
此时，安装在第一组吸附线19及氧气供应线22上的自动阀门19a、19b、22a、22b中，将开放位于第一吸附塔11侧的自动阀门19a、22a，安装在第一组脱离线20上的自动阀门20a、20b中，将开放位于第二吸附塔12侧的自动阀门20b，安装在第一组均匀化线23上的自动阀门23a将处于关闭状态。
同时，安装在第二组吸附线19及氧气供应线22上的自动阀门19a、19b、22a、22b中，将开放位于第三吸附塔13侧的自动阀门19a、22a，安装在第二组脱离线20及均匀化线23上的自动阀门20a、20b、23a将关闭，安装在第三组均匀化线23上的自动阀门23a将处于开放状态。
因此，通过空气供应管17流入的压缩空气将顺着吸附线19分别流入到，履行吸附开始过程的第一吸附塔11及履行吸附结束过程的第三吸附塔13中，在第一吸附塔11、第三吸附塔13中生成的氧气将顺着氧气供应线22及氧气供应管18成为供应状态，同时，在第二吸附塔12中，顺着与其连接的脱离线20及氮气排放管21，向消音器7侧排放氮气的形式配套。
还有第四吸附塔14将处于不履行吸附及脱离或均匀化的待机状态，第五吸附塔15及第六吸附塔16配套成与均匀化线23相连的状态，第三组的吸附塔[15、16]相互保持均匀的条件，能够给下一个阶段变动幅提供缓冲作用。
图7之(二)的阶段中，由第一吸附塔11及第二吸附塔12组成的第一组分别履行吸附结束过程及脱离过程；由第三吸附塔13及第四吸附塔14组成的第二组分别履行均匀化过程；由第五吸附塔15及第六吸附塔16组成的第三组履行吸附开始过程及脱离过程的阶段。
此时，安装在第三组吸附线19及氧气供应线22上的自动阀门19a、19b、22a、22b中，将开放位于第六吸附塔16侧的自动阀门19b、22b，安装在第三组脱离线20上的自动阀门20a、20b中，将开放位于第五吸附塔15侧的自动阀门20a，安装在第三组均匀化线23上的自动阀门23a将处于关闭状态。
同时，安装在第一组吸附线19及氧气供应线22上的自动阀门19a、19b、22a、22b中，将开放位于第一吸附塔11侧的自动阀门19a、22a，安装在第一组脱离线20及均匀化线23上的自动阀门20a、20b、23a将关闭，安装在第二组吸附线19、脱离线20及氧气供应线22的所有自动阀门19a、19b、20a、20b、22a、22b将关闭，安装在第二组均匀化线23上的自动阀门23a将处于开放状态。
因此，通过空气供应管17流入的压缩空气将顺着吸附线19分别流入到履行吸附结束过程的第一吸附塔11及履行吸附开始过程的第六吸附塔16中，在第一吸附塔11、第六吸附塔16中生成的氧气将顺着氧气供应线22及氧气供应管18成为供应状态，同时，在第五吸附塔15中，顺着与其连接的脱离线20及氮气排放管21，向消音器7侧排放氮气的形式配套。
还有第二吸附塔12将处于不履行吸附及脱离或均匀化的待机状态，第三吸附塔13及第四吸附塔14配套成与均匀化线23相连的状态，第二组的吸附塔[13、14]相互保持均匀的条件，能够给下一个阶段变动幅提供缓冲作用。
图7之(三)的阶段中，由第一吸附塔11及第二吸附塔12组成的第一组履行均匀化过程；由第三吸附塔13及第四吸附塔14组成的第二组分别履行吸附结束过程及脱离过程；由第五吸附塔15及第六吸附塔16组成的第三组履行吸附结束过程及待机过程的阶段。
此时，安装在第二组吸附线19及氧气供应线22上的自动阀门19a、19b、22a、22b中，将开放位于第四吸附塔14侧的自动阀门19b、22b，安装在第二组脱离线20上的自动阀门20a、20b中，将开放位于第三吸附塔13侧的自动阀门20a，安装在第二组均匀化线23上的自动阀门23a将处于关闭状态。
同时，安装在第三组吸附线19及氧气供应线22上的自动阀门19a、19b、22a、22b中，将开放位于第六吸附塔16侧的自动阀门19b、22b，安装在第三组脱离线20及均匀化线23上的自动阀门20a、20b、23a将关闭，安装在第一组吸附线19、脱离线20及氧气供应线22的所有自动阀门19a、19b、20a、20b、22a、22b，将关闭，安装在第一组均匀化线23上的自动阀门23a将处于开放状态。
因此，通过空气供应管17流入的压缩空气将顺着吸附线19分别流入到履行吸附开始过程的第四吸附塔14及履行吸附结束过程的第六吸附塔16中，在第四、第六吸附塔14、16中生成的氧气将顺着氧气供应线22及氧气供应管18成为供应状态，同时，在第三吸附塔13中，顺着与其连接的脱离线20及氮气排放管21，向消音器7侧排放氮气的形式配套。
还有。第二吸附塔12将处于不履行吸附及脱离或均匀化的待机状态，第一吸附塔11及第二吸附塔12配套成与均匀化线23相连的状态，第一组的第一、第二吸附塔11、12相互保持均匀的条件，能够给下一个阶段变动幅提供缓冲作用。
图7之(四)的阶段是，与图7(一)中所示的阶段中，构成第一组及第二组的吸附塔11、12、13，14的作用，即，吸附开始过程及脱离过程，吸附结束过程及待机过程等按照相反的方向组合形成，在相应的过程分别在第一、第二吸附塔11、12，第三、第四吸附塔13，14中交替进行的同时，为了达到这个目的自动阀门的开放位置也一起进行调整。
也就是说，安装在第二组吸附线19及氧气供应线22上的自动阀门19a、19b、22a、22b中，将开放位于第二吸附塔12侧的自动阀门19b、22b，安装在第一组脱离线20上的自动阀门20a、20b中，将开放位于第一吸附塔11侧的自动阀门20a，安装在第二组吸附线19及氧气供应线22上的自动阀门19a、19b、22a、22b中，将开放位于第四吸附塔14侧的自动阀门19b、22b，其它的阀门控制与图7(一)中所示的内容相同。
图7之(五)的阶段是，与图7(二)中所示的阶段中，构成第一组及第二组的第一、第二吸附塔11、12和第五、第六吸附塔15、16的作用，即，吸附结束过程及待机过程，吸附开始过程及脱离过程等按照相反的方向组合形成，在相应的过程分别在第一、第二吸附塔11、12和第五、第六吸附塔15、16中交替进行的同时，为了达到这个目的自动阀门的开放位置也一起进行调整。
也就是说，安装在第三组吸附线19及氧气供应线22上的自动阀门19a、19b、22a、22b中，将开放位于第五吸附塔15侧的自动阀门19a、22a，安装在第三组脱离线20上的自动阀门20a、20b中，将开放位于第六吸附塔16侧的自动阀门20b，安装在第一组吸附线19及氧气供应线22上的自动阀门19a、19b、22a、22b中，将开放位于第二吸附塔12侧的自动阀门19b、22b，其它的阀门控制与图7(二)中所示的内容相同。
图7之(六)的阶段是，与图7(三)中所示的阶段中，构成第二组及第三组的第三、第四吸附塔13、14和第五、第六吸附塔15、16的作用，即，吸附开始过程及脱离过程，吸附结束过程及待机过程等按照相反的方向组合形成，在相应的过程分别在第三、第四吸附塔13、14和第五、第六吸附塔15、16中交替进行的同时，为了达到这个目的自动阀门的开放位置也一起进行调整。
也就是说，安装在第二组吸附线19及氧气供应线22上的自动阀门19a、19b、22a、22b中，将开放位于第三吸附塔13侧的自动阀门19a、22a，安装在第二组脱离线20上的自动阀门20a、20b中，将开放位于第四吸附塔14侧的自动阀门20b，安装在第三组吸附线19及氧气供应线22上的自动阀门19a、19b、22a、22b中，将开放位于第五吸附塔15侧的自动阀门19a、22a，其它的阀门控制与图7(三)中所示的内容相同。
也就是说，按照本发明其它实施例运行方法中，通过各自动阀门19a、19b、20a、20b、22a、22b、23a的控制，间隔一定的时间差，将通过各组重复履行吸附开始-脱离，吸附结束-待机，均匀化过程，在以上各个过程中，吸附开始-脱离，吸附结束-待机过程，将按照构成不同组的吸附塔，第一、第二吸附塔11、12，第三、第四吸附塔13、14，第五、第六吸附塔15、16交替履行。
同时，除了图7中所示的六阶段组合以外，也可以按照吸附塔(11-16)的顺序采用{吸附开始--脱离(一组)，待机--吸附结束(2组)，均匀化(3组)}→{吸附结束--待机(一组)，均匀化(2组)，吸附开始--脱离(3组)}→{均匀化(一组)，吸附开始--脱离(2组)，吸附结束--待机(3组)}→{脱离--吸附开始(一组)，吸附结束--待机(2组)，均匀化(3组)}→{待机--吸附结束(一组)，均匀化(2组)，吸附开始--脱离(3组)}→{均匀化(一组)，脱离--吸附开始(2组)，待机--吸附结束(3组)}等不同的组合运行方式。
与此同时，吸附结束-待机过程是吸附开始-脱离过程后的组，向均匀化过程的转换的中间阶段，其目的是为了经过脱离的吸附塔，能更加充分有效地进行氮气排放过程而提供的时间。所以包括待机过程的组脱离线20中，履行待机的塔上安装的自动阀门开关作业，有可能与均匀化阶段的进入时同时发生。
也就是说，虽然在图7之(一)至(六)中，安装在履行吸附塔侧脱离线20上的自动阀门表示为关闭，但是，有必要时也可以采用，使该自动阀门开放后，包括履行待机过程的吸附塔的组向均匀化转换前关闭该自动阀门。
按照本发明实施例的运行方法中，图7的(一)至(六)中所示的阶段中，任何一个阶段也能成为氧气发生机1的启动开始点，但是，应该把如图7(一)中所示的阶段设为启动开始点。当一个阶段的开始点确认后，其后履行的周期，应该按照图纸中所示的顺序进行控制。
同时，在多重吸附塔装置的运行初期，即在运行开始点，除了吸附开始过程以外，脱离过程或吸附结束过程及均匀化过程等，实际上没有履行，但是，为了多重吸附塔装置的运行，应该使相应的阀门也一起工作。如果运行初始点设为图7之(一)时，构成三个组的多重吸附塔装置的第一至第六吸附塔11-16启动的实际周期开始点，应该是每个组都经过吸附开始过程的阶段，即，图7(三)中所示阶段以后。
按照如上所述的方式运行多重吸附塔装置时，当一组进行压力变化大的周期(均匀化)运行时，其它一个组在履行变化适中的周期(待机等)，余下的一个组是压力变化最小的周期中运行，结果，如图10中所示，各周期压缩空气流量的变动幅度减少到40～75Nm3/min范围之内。
如上所述，采用用多重结构形成为了生产氧气的第一至第六吸附塔11-16及合理地运营，比现有的情况更加有效地减少来自空气压缩机2的压缩空气的流量变化幅度，因此，也能比现有情况更加有效地减少由第一至第六吸附塔11-16排放的氧气流量变化幅度。
同时，空气压缩机2、空气储存箱4及氮气储存箱6的规格也能采用承受75～80Nm3/min左右的低规格及低价产品。当通过六个吸附塔，即第一至第六吸附塔11-16构成多重吸附塔10时，能承受流量变化幅度的情况下，可以不安装如图3中所示的空气储存箱4及氮气储存箱6，也能正常运动氧气发生机1。所以，能在大幅减少因运行氧气发生机1而产生的费用，如，电费及消耗品更换费用等。
尤其，能有效地减少空气压缩机2、空气储存箱4及氮气储存箱6的规格，甚至也可以不安排空气储存箱4或氮气储存箱6也不影响使用，所以能使氧气发生机1的安装空间最小化，第一至第六吸附塔11-16的尺寸、直径及高度等，从现有的1000(mm)x4400(mm)x1减少到600(mm)x2000(mm)x2左右，在天棚高度不足或船舶机械室等复杂的环境限制条件下，也能容易安装氧气发生机1。
最后，以上举例说明的是采用四个或六人吸附塔组成两组或三组的多重吸附塔10的情况，但是，按照本发明实施例为基础，可以也可以采用八个或12个吸附塔组成及运行四组或六组的氧气发生机1，这些也包括在本发明需要强度的技术思想范围之内。
与此同时，以上说明的运行方法，与通常在自动控制领域中所采用的方法一样，以各组吸附塔11，12、13，14、15，16的运行周期为基础的程序化(Programing)控制部或通过微电脑(Micom)的自动阀门控制来执行。吸附开始过程、吸附结束过程、脱离过程、待机过程及均匀化过程的开始点是，为了各组吸附塔11，12、13，14、15，16的工作，自动阀门开放或关闭的开始点为基础。

Claims (4)

1.一种氧气发生机用多重吸附塔装置，用于吸附从空气压缩机排出的空气中的氮气，并且通过吸附塔装置中的氧气发生机提供氧气，其特征在于：
所述吸附塔装置为，由第一吸附塔及第二吸附塔构成第一组，第三吸附塔及第四吸附塔构成第二组，并形成多重吸附塔；
在形成每组的两个吸附塔的入口处，并列连接安装了配有一双第一自动阀门的吸附线，以及配有一双第二自动阀门的脱离线；
在形成每组的两个吸附塔的出口处，并列连接安装了配有一双第三自动阀门的氧气供应线，以及配有一个第四自动阀门的均匀化线；
所述第一自动阀门之间的相应吸附线上，分别连接安装了从所述空气压缩机开始延伸的空气供应管；
从所述第二自动阀门之间相应的脱离线开始，分别延伸了氮气的氮气排放管与消音器相连；
从所述第三自动阀门之间相应的氧气供应线开始，分别延伸安装了氧气供应管。
2.一种氧气发生机用多重吸附塔装置，用于吸附从空气压缩机排出的空气中的氮气，并且通过吸附塔装置中的氧气发生机提供氧气，其特征在于：
所述吸附塔装置为，由第一吸附塔及第二吸附塔构成第一组，第三吸附塔及第四吸附塔构成另第二组，第五吸附塔及第六吸附塔作为第三组，并形成多重吸附塔；
在形成每组的两个吸附塔的入口处，并列连接安装了配有一双第一自动阀门的吸附线，以及配有一双第二自动阀门的脱离线；
在形成每组的两个吸附塔的出口处，并列连接安装了配有一双第三自动阀门的氧气供应线，以及配有一个第四自动阀门的均匀化线；
所述第一自动阀门之间的相应吸附线上，分别连接安装了从空气压缩机开始延伸的空气供应管；
从所述第二自动阀门之间相应的脱离线开始，分别延伸了氮气的氮气排放管与消音器（7）相连；
从所述第三自动阀门之间相应的氧气供应线开始，分别延伸安装了氧气供应管。
3.一种如权利要求1所述的氧气发生机用多重吸附塔装置提供氧气的方法 为：
由第一吸附塔及第二吸附塔构成的第一组分别在第一、第二吸附塔履行吸附过程及脱离过程，由第三吸附塔及第四吸附塔构成的第二组分别履行均匀化过程；
在以上阶段中完成吸附过程及脱离过程的所述第一组再履行均匀化过程，完成均匀化过程的第二组分别在第三、第四吸附塔中履行吸附过程及脱离过程；
以上各阶段，在通过对所述第一、第二、第三和第四自动阀门的控制及间隔一预设的时间差进行重复的过程中，构成各组的吸附塔交替完成吸附过程及脱离过程。
4.一种如权利要求2所述的氧气发生机用多重吸附塔装置提供氧气的方法为：
由第一吸附塔及第二吸附塔构成的第一组分别在第一、第二吸附塔履行吸附开始过程及脱离过程，由第三吸附塔及第四吸附塔构成的第二组是分别履行吸附结束过程及待机过程，由第五吸附塔及第六吸附塔构成的第三组分别履行均匀化过程的阶段；
在所述第一组中完成吸附过程的吸附塔履行吸附结束过程，完成脱离过程的吸附塔将履行待机过程，完成以上吸附结束过程及待机过程的第二组将履行均匀化过程，完成以上均匀化过程的第三组，分别在第五、第六吸附塔中履行吸附开始过程和脱离过程；
在以上阶段中完成吸附过程及脱离过程的所述第一组再履行均匀化过程，当完成均匀化过程的第二组分别在第三、第四吸附塔中履行吸附开始过程及脱离过程，所述第三组中履行吸附开始过程的吸附塔将履行吸附结束过程，履行脱离过程的吸附塔将履行待机过程；
在以上各阶段，通过第一、第二、第三和第四自动阀门的控制及间隔一预设的时间差按照顺序进行重复的过程中，构成各组的吸附塔交替完成吸附开始过程及脱离过程，吸附结束过程及待机过程。 
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