CN102974192B - 一种psa产氧浓度快速提升的工艺 - Google Patents

Abstract

一种PSA产氧浓度快速提升的工艺，设置在二塔流程变压吸附产氧工艺开始之前，采用可编程序控制器来控制设备主机管道上的流体阀门(KV1、KV2、KV3、KV4、KV5、KV6、KV7)的启闭切换，以此实现对各步骤的时序控制和循环，包括以下顺序步骤：(1)吸附塔A吸附、吸附塔B解吸；(2)吸附塔A对吸附塔B清洗；(3)吸附塔A对吸附塔B均压；(4)吸附塔B吸附、吸附塔A解吸：(5)吸附塔B对吸附塔A清洗；(6)吸附塔B对吸附塔A均压；上述步骤(1)—(6)为一个周期，连续循环进行4—8个周期结束，开始二塔流程变压吸附产氧工艺；缩短了氧气浓度到达的时间，降低能耗，该工艺可靠性高，自动化程度高。

Description

一种PSA产氧浓度快速提升的工艺

技术领域

    本发明涉及氧气与杂质气体(主要指氮气)分离的工艺，特别涉及一种PSA产氧浓度快速提升的工艺。

背景技术

目前，变压吸附(通用缩写为：PSA)制氧工艺以空气为原料气，以沸石分子筛为吸附剂，利用沸石分子筛对氧气和氮气吸附容量随压力变化而差异的特性，在等温条件下，当吸附压力增加时，它对氮气等杂质气体的吸附量要比氧气增加很多，当吸附压力减少时，它对氮气等杂质气体的吸附量要比氧气少很多，可采用升压吸附、减压吸附循环制氧，其中的二塔流程变压吸附产氧工艺是目前最常用的制氧工艺，它通过二塔式制氧主机来完成，该主机由吸附塔A、吸附塔B以及与之关联的管道、各程控阀门(吸附塔A的出气阀、排气阀、进气阀、吸附塔B的出气阀、排气阀、进气阀以及总出气阀)等组成。各阀门的启闭切换通过可编程序控制器(PLC)进行控制，这种控制为定时段的开启、关闭、循环，以完成吸附塔A、吸附塔B进行交替循环工作，每个吸附塔经历吸附、出气、解吸、清洗、均压、抽真空、置换步骤中的全部或部分的组合，最常见的二塔流程变压吸附产氧工艺由吸附、出气、清洗、均压、解吸五个步骤组成，具体步骤如附图7—图14所示：㈠整套PSA设备启动后，吸附塔A的进气阀KV1开启，原料气对吸附塔A进行升压，同时吸附塔B的排气阀KV4 开启，吸附塔B进行排气解吸；㈡、吸附塔A保持升压4秒，吸附塔A内气体压力升到0.26MPa时，吸附塔A的出气阀KV5、总出气阀KV7开启，吸附塔A产出的氧气进入气体储罐C；㈢、吸附塔A产出的氧气持续进入气体储罐C，总出气阀KV7开启20秒后关闭，同时吸附塔B的出气阀KV6开启，吸附塔A产出的氧气对吸附塔B进行清洗6秒；㈣、吸附塔A的出气阀KV5、吸附塔B的出气阀KV6保持打开，对吸附塔B清洗完成，吸附塔A的进气阀KV1和吸附塔B的排气阀KV4同时关闭，吸附塔A对吸附塔B进行均压4秒；㈤、吸附塔B的均压完成，吸附塔A的出气阀KV5、吸附塔B的出气阀KV6关闭，同时吸附塔B的进气阀KV2、吸附塔A的排气阀KV3开启，吸附塔B进行升压，吸附塔A进行排气解吸；㈥、吸附塔B升压4秒气体压力升到0.26MPa时，吸附塔B的出气阀KV6、总出气阀KV7开启20秒，吸附塔B产出的氧气进入产品气体储罐C；㈦、吸附塔B产出的氧气持续进入气体储罐C，总出气阀KV7开启20秒后关闭，同时吸附塔A的出气阀KV5开启，吸附塔B产出的氧气对吸附塔A进行清洗6秒；㈧、吸附塔A的出气阀KV5、吸附塔B的出气阀KV6保持打开，对吸附塔A清洗完成，吸附塔B的进气阀KV2和吸附塔A的排气阀KV3同时关闭，吸附塔B对吸附塔A进行均压4秒。上述一个周期不断重复进行，两吸附塔A、B交替工作，就完成了制氧流程的连续进行。

但是，采用上述现有工艺的PSA变压吸附设备启动时间较长，一般在30分钟—60分钟之间，PSA变压吸附设备启动时间是指从开机到浓度达到设计要求(设计要求是指氧气浓度应达到90%及90%以上)的时间。有些二塔式制氧设备的启动时间随着使用时间的延长变得更长，越来越让使用者放心不下，只有氧气浓度达到了设计要求才能往管网里送气，即使设计成全自动控制的设备，值班人员也要在现场守着设备，唯恐开机时间太长耽误了往管网里送氧气。工厂里氧气供应不上要停产，医院里氧气供应不上要出医疗事故，如果在氧气未达到设计浓度之前，在纯度较低时就输送给医院，会造成很大的安全隐患，由此可见，PSA变压吸附设备启动时间的缩短，不但能够为用户节约能源，减少了麻烦，而且在医疗上更能够为拯救生命赢得了宝贵的时间。

发明内容

本发明内容是在现有的二塔流程变压吸附产氧工艺开始之前，增加一套PSA产氧浓度快速提升的工艺，通过该工艺可以大大缩短PSA变压吸附设备启动时间，节约达到设计要求氧气浓度(90%及90%以上)所需的时间、节省了设备的动力消耗成本，又能保障了氧气正常供应。

本发明采用的技术方案是：一种PSA产氧浓度快速提升的工艺，设置在二塔流程变压吸附产氧工艺开始之前，采用可编程序控制器控制各管道上的各阀门KV1、KV2、KV3、KV4、KV5、KV6、 KV7的启闭切换，来实现对各步骤的时序控制和循环，包括以下顺序步骤：

(1)吸附塔A吸附、吸附塔B解吸：整套PSA设备启动后,当空气缓冲罐中的压强达到0.3—0.5MPa时，原料气开始进入吸附塔A，吸附塔A升压,原料气中的杂质气体被吸附塔A内吸附剂吸附，同时吸附塔B内杂质气体向外排气，吸附塔B内的吸附剂解吸；

   (2) 吸附塔A对吸附塔B清洗：原料气持续进入吸附塔A，当吸附塔A升压到0.25—0.6MPA时，吸附塔A产生的氧气取消进入气体储罐C而进入吸附塔B对吸附塔B内的吸附剂进行清洗，同时吸附塔B内杂质气体向外排放，清洗 10-30秒，结束清洗；

(3)吸附塔A对吸附塔B均压：吸附塔A内富氧空气转移到吸附塔B，吸附塔A对吸附塔B均压，均压3—6秒，结束均压；

(4)吸附塔B吸附、吸附塔A解吸：原料气进入吸附塔B，原料气中的杂质气体被吸附塔B内吸附剂吸附，同时吸附塔A内杂质气体向外排气，吸附塔A内的吸附剂解吸；

       (5) 吸附塔B对吸附塔A清洗：原料气持续进入吸附塔B，当吸附塔B升压到0.25—0.6MPa时，吸附塔B产生的氧气取消进入气体储罐C而进入吸附塔A，对吸附塔A的吸附剂进行清洗，同时吸附塔A内杂质气体向外排放，清洗 10-30秒，结束清洗；

(6)吸附塔B对吸附塔A均压：吸附塔B内富氧空气转移到吸附塔A，吸附塔B对吸附塔A均压，均压3—6秒，结束均压；

上述步骤(1)—(6)为一个周期，连续循环进行4—8个周期结束，开始二塔流程变压吸附产氧工艺。

作为本发明的优选方式之一：在二塔流程变压吸附产氧工艺开始之前，包括以下顺序步骤：

 (1)吸附塔A吸附、吸附塔B解吸：整套PSA设备启动后, 当空气缓冲罐中的压强达到0.3—0.5MPa时，原料气开始进入吸附塔A，吸附塔A升压4-6秒,原料气中的杂质气体被吸附塔A内的吸附剂吸附，吸附塔B内的杂质气体排气至外部的消声器1，吸附塔B内的吸附剂逐渐解吸，此步骤中吸附塔A的排气阀KV3、吸附塔B的进气阀KV2、吸附塔A的出气阀KV5、吸附塔B的出气阀KV6、总出气阀KV7均关闭；

    (2) 吸附塔A对吸附塔B清洗：保持吸附塔A的进气阀KV1打开，原料气持续进入吸附塔A，当吸附塔A升压到0.25—0.6MPa时，吸附塔A的出气阀KV5、吸附塔B的出气阀KV6打开，同时吸附塔B的排气阀KV4打开，吸附塔A产生的氧气取消进入气体储罐C而进入吸附塔B对吸附塔B内的吸附剂进行清洗，同时吸附塔B内杂质气体排气至外部的消声器1，清洗 10-30秒，结束清洗，此步骤中吸附塔A的排气阀KV3关闭、吸附塔B的进气阀KV2、总出气阀KV7均关闭；

(3) 吸附塔A对吸附塔B均压：吸附塔A的出气阀KV5、吸附塔B的出气阀KV6保持打开，吸附塔A内富氧空气转移到吸附塔B，吸附塔A对吸附塔B均压，均压3—6秒，结束均压，此步骤中吸附塔A的排气阀KV3、进气阀KV1、吸附塔B的排气阀KV4、进气阀KV2、总出气阀KV7均关闭；

(4)吸附塔B吸附、吸附塔A解吸：吸附塔B的进气阀KV2打开，同时吸附塔A的排气阀KV3打开，原料气进入吸附塔B，原料气中的杂质气体被吸附塔B内吸附剂吸附，吸附塔A内的杂质气体排气至外部的消声器1，吸附塔A内的吸附剂逐渐解吸，此步骤中吸附塔B的排气阀KV4、出气阀KV6、吸附塔A的进气阀KV1、出气阀KV5、总出气阀KV7均关闭；

    (5) 吸附塔B对吸附塔A清洗：吸附塔B的进气阀KV2保持打开，原料气持续进入吸附塔B，当吸附塔B升压到0.25—0.6MPa时，吸附塔A的出气阀KV5、吸附塔B的出气阀KV6打开，同时吸附塔A的排气阀KV3打开，吸附塔B产生的氧气取消进入气体储罐C而进入吸附塔A对吸附塔A内吸附剂进行清洗，吸附塔A内杂质气体排气至外部的消声器1，清洗 10-30秒，结束清洗，此步骤中吸附塔B的排气阀KV4、吸附塔A的进气阀KV1、总出气阀KV7均关闭；

(6) 吸附塔B对吸附塔A均压：吸附塔A的出气阀KV5、吸附塔B的出气阀KV6保持打开，吸附塔B内富氧空气转移到吸附塔A，吸附塔B对吸附塔A均压，均压3—6秒，结束均压，此步骤中吸附塔A的排气阀KV3、进气阀KV1、吸附塔B的排气阀KV4、进气阀KV2、总出气阀KV7均关闭。

本发明的积极效果是：

本发明与现有技术的最大区别是：在现有的二塔流程变压吸附产氧工艺开始之前，吸附塔A、吸附塔B之间交替进行的升压、解吸、 清洗、均压过程中，不再向气体储罐C输送氧气，一方面，氧气始终动态储留在吸附塔A、吸附塔B，并且浓度在步骤(1)—(6)的交替循环中不断提高，直到循环 4-8个周期，吸附塔A、吸附塔B内均已产生了一些较高浓度的氧气，另一方面，本发明工艺使吸附塔A、吸附塔B的分子筛床的利用率大幅提高，也会加速高浓度氧气生成，在此情形下，再进行二塔流程变压吸附产氧工艺，产出符合要求的高浓度氧气(90%及90%以上)的时间就会大大缩短。

分子筛床的利用率大幅提高的原理是：

(一)通过吸附塔A对吸附塔B的清洗、吸附塔B对吸附塔A的清洗，分子筛床上的游离氮等杂质气体被清除至吸附塔外部的大气中，减少了杂质气体在产品氧气中所占的比例，分子筛床吸附氮气等杂质气体的吸附能力更高，使产氧浓度提升更快。

(二)通过吸附塔A对吸附塔B的均压，吸附塔B对吸附塔A的均压，一方面有利于分子筛床的死空间激活，另一方面使一个吸附塔的吸附压力快速升高，分子筛床提前吸附氮气，使氧气浓度进一步提高，使另一个吸附塔压力快速降低，分子筛床释放更多的氮气，使下一步排气解吸更彻底。

由于缩短了氧气浓度到达的时间，相当于缩短了系统运行的时间，所以降低了系统的动力消耗，降低能耗和生产成本，而且该工艺可靠性高，自动化程度高，保证了氧气浓度的快速提升及稳定供应。

附图说明

    图1是本发明步骤（1）的示意图；

图2是本发明步骤（2）的示意图；

图3是本发明步骤（3）的示意图；

图4是本发明步骤（4）的示意图；

图5是本发明步骤（5）的示意图；

图6是本发明步骤（6）的示意图；

图7是现有技术二塔流程变压吸附产氧工艺的步骤（1）的示意图；

图8是现有技术二塔流程变压吸附产氧工艺的步骤（2）的示意图；

图9是现有技术二塔流程变压吸附产氧工艺的步骤（3）的示意图；

图10是现有技术二塔流程变压吸附产氧工艺的步骤（4）的示意图；

图11是现有技术二塔流程变压吸附产氧工艺的步骤（5）的示意图；

图12是现有技术二塔流程变压吸附产氧工艺的步骤（6）的示意图；

图13是现有技术二塔流程变压吸附产氧工艺的步骤（7）的示意图；

图14是现有技术二塔流程变压吸附产氧工艺的步骤（8）的示意图；

图15是产氧浓度、时间对比曲线图之一；

图16是产氧浓度、时间对比曲线图之二；

图17是本发明的PLC控制程序梯形图第一部分；

图18是本发明的PLC控制程序梯形图第二部分；

图19是本发明的PLC控制程序梯形图第三部分；

图20是PLC控制系统电路原理图。

具体实施方式

本发明解决了现有技术的不足，是对现有技术的一次更新突破。在一个周期内，吸附塔A、吸附塔B之间交替进行升压、解吸、清洗、均压，但始终不向气体储罐C输送氧气，直至重复4—8个周期。权利要求中的步骤（1）—（6）的时序控制通过各阀门的启闭切换来实现，而各阀门的启闭切换靠已经编制好程序的PLC来控制，以完成两个吸附塔A、吸附塔B的工作程序，控制状态如下表：

结合上表、附图，通过对具体实施例的描述，得到快速提升氧气浓度工艺的工作过程和效果。

实施例1：

如图1所示，步骤1：吸附塔A吸附、吸附塔B解吸：打开电源,空气压缩机随之启动,当空气缓冲罐的压强达到0.3—0.5MPa(该压强范围属现有技术)时,压力传感器P触发信号到PLC控制器, PLC控制器发出阀系开始工作的控制信号,打开吸附塔A的进气阀KV1、吸附塔B的排气阀KV4，其他阀门均关闭，空气缓冲罐中的原料气开始进入吸附塔A，吸附塔A升压,原料气杂质气体被吸附塔A的吸附剂吸附，吸附塔B内的杂质气体排气至外部大气或至消声器1，吸附塔B内的吸附剂逐渐解吸；

     如图2所示，步骤2：吸附塔A对吸附塔B清洗：保持打开吸附塔A的进气阀KV1，原料气对吸附塔A升压3.5秒至吸附塔A升压到0.25 MPa时，控制打开吸附塔A的出气阀KV5、吸附塔B的出气阀KV6，同时打开吸附塔B的排气阀KV4，其他阀门均关闭,吸附塔A产生的氧气取消进入气体储罐C而进入吸附塔B对吸附塔B内的吸附剂进行清洗，同时吸附塔B内杂质气体排气至外部大气中或至消声器1，清洗 10秒，结束清洗；

如图3所示，步骤3：吸附塔A对吸附塔B均压：保持打开吸附塔A的出气阀KV5、吸附塔B的出气阀KV6，其他阀门均关闭,吸附塔A内富氧空气转移到吸附塔B，吸附塔A对吸附塔B均压，均压3秒，结束均压； 

如图4所示，步骤4：吸附塔B吸附、吸附塔A解吸：控制打开吸附塔B的进气阀KV2，同时打开吸附塔A的排气阀KV3，其他阀门均关闭，原料气进入吸附塔B，吸附塔B升压,原料气中的杂质气体被吸附塔B的吸附剂吸附，吸附塔A内的杂质气体排气至外部大气中或至消声器1，吸附塔A内的吸附剂逐渐解吸。

如图5所示，步骤5：吸附塔B对吸附塔A清洗： 吸附塔B的进气阀KV2保持打开，吸附塔B对吸附塔A升压3.5秒至吸附塔B升压到0.25MPa时，打开吸附塔A的出气阀KV5、吸附塔B的出气阀KV6，同时打开吸附塔A的排气阀KV3，其他阀门均关闭，吸附塔B产生的氧气取消进入气体储罐C而进入吸附塔A对吸附塔A内的吸附剂进行清洗，吸附塔A内杂质气体排气至外部大气中或至消声器1，清洗 10秒，结束清洗；

如图6所示，步骤6：吸附塔B对吸附塔A均压：保持打开吸附塔A的出气阀KV5、吸附塔B的出气阀KV6，其他阀门均关闭，吸附塔B内富氧空气转移到吸附塔A，吸附塔B对吸附塔A均压，均压3秒，结束均压；

以上步骤(1)—(6)为完成一个周期，以5m³/h的产气量为例，重复该周期4次，吸附塔B出气阀KV6处、吸附塔A出气阀KV5处的氧气浓度就达到90%以上，当最后一个周期的步骤(6)结束时，开始自动进行背景技术所介绍的“二塔流程变压吸附产氧工艺”，那么，从开机算起6分钟时(此时已经历本发明工艺，二塔流程变压吸附产氧工艺正在进行)，气体储罐C的氧气浓度就能达到93%。

以5m³/h的产气量为例，如果单纯用二塔流程变压吸附产氧工艺，气体储罐C的氧气浓度若达到93%，从开机算起需要40分钟，具体参考对比曲线图图15，经比较，采用本发明+二塔流程变压吸附产氧工艺比单用二塔流程变压吸附产氧工艺缩短了34分钟。

实施例2：

如图1所示，步骤1：吸附塔A吸附、吸附塔B解吸：打开电源,空气压缩机随之启动,当空气缓冲罐的压强达到0.3—0.5MPa(该压强范围属现有技术)时,压力传感器P触发信号到PLC控制器, PLC控制器发出阀系开始工作的控制信号,打开吸附塔A的进气阀KV1、吸附塔B的排气阀KV4，其他阀门均关闭，空气缓冲罐中的原料气开始进入吸附塔A，吸附塔A升压,原料气中的杂质气体被吸附塔A的吸附剂吸附，吸附塔B内的杂质气体排气至外部大气或至消声器1，吸附塔B内的吸附剂逐渐解吸；

     如图2所示，步骤2：吸附塔A对吸附塔B清洗：保持打开吸附塔A的进气阀KV1，原料气对吸附塔A升压6秒至吸附塔A升压到0.6MPa时，控制打开吸附塔A的出气阀KV5、吸附塔B的出气阀KV6，同时打开吸附塔B的排气阀KV4，其他阀门均关闭,吸附塔A产生的氧气取消进入气体储罐C而进入吸附塔B对吸附塔B内的吸附剂进行清洗，同时吸附塔B内杂质气体排气至外部大气中或至消声器1，清洗 30秒，结束清洗；

如图3所示，步骤3：吸附塔A对吸附塔B均压：保持打开吸附塔A的出气阀KV5、吸附塔B的出气阀KV6，其他阀门均关闭,吸附塔A内富氧空气转移到吸附塔B，吸附塔A对吸附塔B均压，均压6秒，结束均压；

如图4所示，步骤4：吸附塔B吸附、吸附塔A解吸：控制打开吸附塔B的进气阀KV2，同时打开吸附塔A的排气阀KV3，其他阀门均关闭，原料气进入吸附塔B，吸附塔B升压,原料气中的杂质气体被吸附塔B的吸附剂吸附，吸附塔A内的杂质气体排气至外部大气中或至消声器1，吸附塔A内的吸附剂逐渐解吸；

如图5所示，步骤5：吸附塔B对吸附塔A清洗：吸附塔B的进气阀KV2保持打开，吸附塔B对吸附塔A升压6秒至吸附塔B升压到0.6MPa时，打开吸附塔A的出气阀KV5、吸附塔B的出气阀KV6，同时打开吸附塔A的排气阀KV3，其他阀门均关闭，吸附塔B产生的氧气取消进入气体储罐C而进入吸附塔A对吸附塔A内的吸附剂进行清洗，吸附塔A内杂质气体排气至外部大气中或至消声器1，清洗 30秒，结束清洗；

如图6所示，步骤6：吸附塔B对吸附塔A均压：保持打开吸附塔A的出气阀KV5、吸附塔B的出气阀KV6，其他阀门均关闭，吸附塔B内富氧空气转移到吸附塔A，吸附塔B对吸附塔A均压，均压6秒，结束均压；

   以上步骤(1)—(6)为完成一个周期，以5m³/h的产气量为例，重复该周期8次，吸附塔B出气阀处、吸附塔A出气阀处的氧气浓度就达到90%以上，当最后一个周期的步骤(6)结束时，开始自动进行背景技术所介绍的“二塔流程变压吸附产氧工艺”，那么，从开机算起7分钟时(此时已经历本发明工艺，二塔流程变压吸附产氧工艺正在进行)，产品气储罐C的氧气浓度就能达到97%。

以5m³/h的产气量为例，如果单纯用二塔流程变压吸附产氧工艺，储罐C的氧气浓度达到97%，从开机算起需要60分钟，具体参考对比曲线图图16，经比较，本发明+二塔流程变压吸附产氧工艺比单用二塔流程变压吸附产氧工艺缩短了53分钟。  

实施例3：

 如图1所示，步骤1：吸附塔A吸附、吸附塔B解吸：打开电源,空气压缩机随之启动,当空气缓冲罐的压强达到0.3—0.5MPa(该压强范围属现有技术)时,压力传感器P触发信号到PLC控制器, PLC控制器发出阀系开始工作的控制信号, 打开吸附塔A的进气阀KV1、吸附塔B的排气阀KV4，其他阀门均关闭，空气缓冲罐中的原料气开始进入吸附塔A，吸附塔A升压,原料气杂质气体被吸附塔A的吸附剂吸附，吸附塔B内的杂质气体排气至外部大气或至消声器1，吸附塔B内的吸附剂逐渐解吸；

    如图2所示，步骤2：吸附塔A对吸附塔B清洗：保持打开吸附塔A的进气阀KV1，原料气对吸附塔A升压4秒至吸附塔A升压到0.26MPa时，控制打开吸附塔A的出气阀KV5、吸附塔B的出气阀KV6，同时打开吸附塔B的排气阀KV4，其他阀门均关闭,吸附塔A产生的氧气取消进入气体储罐C而进入吸附塔B对吸附塔B内的吸附剂进行清洗，同时吸附塔B内杂质气体排气至外部大气中或至消声器1，清洗 20秒，结束清洗；

如图3所示，步骤3：吸附塔A对吸附塔B均压：保持打开吸附塔A的出气阀KV5、吸附塔B的出气阀KV6，其他阀门均关闭,吸附塔A内富氧空气转移到吸附塔B，吸附塔A对吸附塔B均压，均压4秒，结束均压； 

如图4所示，步骤4：吸附塔B吸附、吸附塔A解吸：控制打开吸附塔B的进气阀KV2，同时打开吸附塔A的排气阀KV3，其他阀门均关闭，原料气进入吸附塔B，吸附塔B升压,原料气中的杂质气体被吸附塔B的吸附剂吸附，吸附塔A内的杂质气体排气至外部大气中或至消声器1，吸附塔A内的吸附剂逐渐解吸；

如图5所示，步骤5：吸附塔B对吸附塔A清洗：吸附塔B的进气阀KV2保持打开，吸附塔B对吸附塔A升压4秒至吸附塔B升压到0.26MPa时，打开吸附塔A的出气阀KV5、吸附塔B的出气阀KV6，同时打开吸附塔A的排气阀KV3，其他阀门均关闭，吸附塔B产生的氧气取消进入气体储罐C而进入吸附塔A对吸附塔A内的吸附剂进行清洗，吸附塔A内杂质气体排气至外部大气中或至消声器1，清洗 20秒，结束清洗；

如图6所示，步骤6：吸附塔B对吸附塔A均压：保持打开吸附塔A的出气阀KV5、吸附塔B的出气阀KV6，其他阀门均关闭，吸附塔B内富氧空气转移到吸附塔A，吸附塔B对吸附塔A均压，均压4秒，结束均压；

   以上步骤(1)—(6)为完成一个周期，以5m³/h的产气量为例，重复该周期5次，吸附塔B出气阀处、吸附塔A出气阀处的氧气浓度就达到90%以上，当最后一个周期的步骤(6)结束时，开始自动进行背景技术所介绍的“二塔流程变压吸附产氧工艺”，那么，从开机算起6分钟时(此时已经历本发明工艺，二塔流程变压吸附产氧工艺正在进行)，产品气储罐C的氧气浓度就能达到94%。

本发明PLC采用欧姆龙CPM1A-CDR40-A型号，该PLC控制程序所属领域技术人员均可以设计，不是本发明的保护内容，实施例1的程序梯形图见图17—19，图17—19三部分合在一起，就是实施例1的PLC控制程序梯形图，该梯形图包括PSA产氧浓度快速提升的工艺和二塔流程变压吸附产氧工艺的两个电气控制流程，不再详述。程序对应的控制系统I/O分配表见下表：

程序对应的控制系统I/O分配表：

PLC输入端、输出端与各阀门、电器开关、传感器等器件的连接关系属于现有技术，不是本发明的保护内容，所属领域技术人员均可设计，具体实施例详见PLC控制系统电路图20，这里不再详述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

 本发明同样不仅适用于二塔流程变压吸附产氧工艺，而且适用于二组塔流程变压吸附产氧工艺，二组塔流程变压吸附产氧工艺由吸附塔组A、吸附塔组B组成，吸附塔组A、吸附塔组B之间进行吸附解吸功能交替互换，吸附塔组A、吸附塔组B分别由若干吸附塔连接而成。

Claims (1)

1.一种PSA产氧浓度快速提升的工艺，设置在二塔流程变压吸附产氧工艺开始之前，采用可编程序控制器来控制吸附塔A的进气阀（KV1）、排气阀(KV3)、出气阀(KV5)及吸附塔B的进气阀（KV2）、排气阀(KV4)、出气阀(KV6)及总出气阀(KV7)的启闭切换，以此实现对各步骤的时序控制和循环；

    其中，所述吸附塔A的进气阀（KV1）设置在吸附塔A的原料气进气管道上，吸附塔A的排气阀（KV3）设置在吸附塔A内的杂质气体向外排放管道上，吸附塔A的出气阀（KV5）设置在吸附塔的A的产品气体出气管道上；所述吸附塔B的进气阀（KV2）设置在吸附塔B的原料气的进气管道上，吸附塔B的排气阀（KV4）设置在吸附塔B内的杂质气体向外排放管道上，吸附塔B的出气阀（KV6）设置在吸附塔B的产品气体出气管道上，在与吸附塔A的产品气体出气管道、吸附塔B的产品气体出气管道均连通的一产品气总出气管道上设置有所述总出气阀(KV7)；

    其特征在于：包括以下顺序步骤：

(1)吸附塔A吸附、吸附塔B解吸：整套PSA设备启动后, 当空气缓冲罐中的压强达到0.3—0.5MPa时，吸附塔A的进气阀(KV1)打开，同时吸附塔B的排气阀(KV4)打开，原料气开始进入吸附塔A，吸附塔A升压4-6秒,原料气中的杂质气体被吸附塔A内的吸附剂吸附，吸附塔B内的杂质气体排气至外部的消声器(1)，吸附塔B内的吸附剂逐渐解吸，此步骤中吸附塔A的排气阀(KV3)、吸附塔B的进气阀(KV2)、吸附塔A的出气阀(KV5)、吸附塔B的出气阀(KV6)、总出气阀(KV7)均关闭；

   (2) 吸附塔A对吸附塔B清洗：保持吸附塔A的进气阀(KV1)打开，原料气持续进入吸附塔A，当吸附塔A升压到0.25—0.6MPa时，吸附塔A的出气阀(KV5)、吸附塔B的出气阀(KV6)打开，同时吸附塔B的排气阀(KV4)打开，吸附塔A产生的氧气取消进入气体储罐C而进入吸附塔B对吸附塔B内的吸附剂进行清洗，同时吸附塔B内杂质气体排气至外部的消声器(1)，清洗 10-30秒，结束清洗，此步骤中吸附塔A的排气阀(KV3)关闭、吸附塔B的进气阀(KV2)、总出气阀(KV7)均关闭；

(3) 吸附塔A对吸附塔B均压：吸附塔A的出气阀(KV5)、吸附塔B的出气阀(KV6)保持打开，吸附塔A内富氧空气转移到吸附塔B，吸附塔A对吸附塔B均压，均压3—6秒，结束均压，此步骤中吸附塔A的排气阀(KV3)、进气阀(KV1)、吸附塔B的排气阀(KV4)、进气阀(KV2)、总出气阀(KV7)均关闭；

(4)吸附塔B吸附、吸附塔A解吸：吸附塔B的进气阀(KV2)打开，同时吸附塔A的排气阀(KV3)打开，原料气进入吸附塔B，原料气中的杂质气体被吸附塔B内吸附剂吸附，吸附塔A内的杂质气体排气至外部的消声器(1)，吸附塔A内的吸附剂逐渐解吸，此步骤中吸附塔B的排气阀(KV4)、出气阀(KV6)、吸附塔A的进气阀(KV1)、出气阀(KV5)、总出气阀(KV7)均关闭；

       (5) 吸附塔B对吸附塔A清洗：吸附塔B的进气阀(KV2)保持打开，原料气持续进入吸附塔B，当吸附塔B升压到0.25—0.6MPa时，吸附塔A的出气阀(KV5)、吸附塔B的出气阀(KV6)打开，同时吸附塔A的排气阀(KV3)打开，吸附塔B产生的氧气取消进入气体储罐C而进入吸附塔A对吸附塔A内吸附剂进行清洗，吸附塔A内杂质气体排气至外部的消声器(1)，清洗 10-30秒，结束清洗，此步骤中吸附塔B的排气阀(KV4)、吸附塔A的进气阀(KV1)、总出气阀(KV7)均关闭；

(6) 吸附塔B对吸附塔A均压：吸附塔A的出气阀(KV5)、吸附塔B的出气阀(KV6)保持打开，吸附塔B内富氧空气转移到吸附塔A，吸附塔B对吸附塔A均压，均压3—6秒，结束均压，此步骤中吸附塔A的排气阀(KV3)、进气阀(KV1)、吸附塔B的排气阀(KV4)、进气阀(KV2)、总出气阀(KV7)均关闭；

上述步骤(1)—(6)为一个周期，连续循环进行4—8个周期结束，开始二塔流程变压吸附产氧工艺。