CN114074921A - 一种高效节能的制氧系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种制氧系统，尤其是一种高效节能的制氧系统，包括空压机、热回收器、过滤器组件、冷干机、空气缓存罐、恒温组件、制氧主机、氧气缓存罐、排氮装置和供氧装置，所述空压机出气口通过管道连接到所述热回收器的高温进气口，所述热回收器的高温出气口通过管道连接到冷干机的进气口，所述冷干机的出气口经管道连接到所述热回收器的低温进气口，所述热回收器的低温出气口经管道输送到所述空气缓存罐，所述空气缓存罐和所述制氧主机之间装有恒温组件，本发明制取的氧气浓度高，正常情况下制取的氧气浓度不低于93%，即使刚开机时，浓度也不会低于90%，而不是象现有工艺需要等30分钟左右。
Description
技术领域
本发明涉及一种制氧系统，尤其是一种高效节能的制氧系统。
背景技术
坚持节约发展、清洁发展、安全发展，才能实现经济又好又快发展。同时，温室气体排放引起全球气候变暖，备受国际社会广泛关注。进一步加强节能减排工作，也是应对全球气候变化的迫切需要。
如何满足人们需求和方便群众生活，如何大力发展高技术产业，坚持走新型工业化道路，如何促进传统产业升级，提高高技术产业在工业中的比重，如何加快淘汰落后生产能力、工艺、技术和设备，这是政府、协会、科研院校、企业、社会团体等无法回避的现实问题和责任。
通过技术创新，使资源高效循环利用，减少排放量，是一种有效的节能手段，正是基于这一理念，我们提出一种高效节能的制氧系统。
发明内容
本发明的一个目的是通过提出一种高效节能的制氧系统，以解决上述背景技术中提出的资源无法高效循环利用，排放量大的缺陷。
本发明采用的技术方案如下，一种高效节能的制氧系统，包括空压机、热回收器、过滤器组件、冷干机、空气缓存罐、恒温组件、制氧主机、氧气缓存罐、排氮装置和供氧装置，
其中，所述空压机出气口通过管道连接到所述热回收器的高温进气口，所述热回收器的高温出气口通过管道连接到冷干机的进气口，所述冷干机的出气口经管道连接到所述热回收器的低温进气口，所述热回收器的低温出气口经管道输送到所述空气缓存罐，所述恒温组件位于空气缓存罐和所述制氧主机之间；
所述制氧主机由并联的吸附塔件组成，所述吸附塔件包括：
吸附塔；
氧气管路，位于所述吸附塔顶部；
进排气管路，位于所述吸附塔底部；
进排气阀组，位于所述进排气管路和所述吸附塔之间；
空气进口，位于所述进排气阀组的上方；
排氮口，位于所述进排气阀组的下方。
作为本发明的一种优选技术方案：所述恒温组件包括加热器和温度传感器，所述加热器安装于空气缓存罐和制氧主机之间，所述温度传感器安装于所述制氧主机的空气进口处。
作为本发明的一种优选技术方案：所述过滤器组件包括初级过滤器、高级过滤器、高精度过滤器和除菌过滤器。
作为本发明的一种优选技术方案：所述热回收器包括罐体、设置于所述罐体内部的高温翅管回路和设置于所述罐体底部的排水阀。
作为本发明的一种优选技术方案：所述罐体的出气口通过管路连接初级过滤器的进气口，所述翅管低温回路的进气口通过管路高级过滤器的出气口，所述翅管低温回路的出气口通过管路连接高精度过滤器的进气口，所述罐体的出气口通过管路连接到除菌过滤器的进气口。
作为本发明的一种优选技术方案：所述排氮装置的管口与所述排氮口连接。
作为本发明的一种优选技术方案：所述供氧装置的管口与所述氧气缓存罐的进气口连接。
作为本发明的一种优选技术方案：所述制氧主机包括并联的三个吸附塔件。
本发明的有益效果是：采用本发明的工艺流程所消耗的能源更低，一般来说，本工艺节能效率在25%以上，而却越是小型的制氧机节能效果越明显。
1.本发明制取的氧气浓度高，正常情况下制取的氧气浓度不低于93%，即使刚开机时，浓度也不会低于90%，而不是象现有工艺需要等30分钟左右。
2.采用本发明所消耗的能源更低，本工艺总能耗为3.4KW左右,而现有工艺大多在5KW以上，一般来说，本工艺节能效率在25%以上，而却越是小型的制氧机节能效果越明显。
3.本发明使原料气充分利用，提取氧量高，本工艺通过二次均压一次回收，使原料气中的氧气在各吸附塔中循环利用，而不是随着排氮排出，白白的浪费掉。
附图说明
图1为本发明实施例1-3的工艺流程示意图；
图2为本发明实施例1-3的制氧主机11的架构图。
图中：
1、空压机；2、热回收器；3、初级过滤器；4、冷干机；5、高级过滤器；6、高精度过滤器；7、空气缓存罐；8、加热器；9、除菌过滤器；10、温度传感器；11、制氧主机；12、氧气缓存罐；13、排氮装置；14、供氧装置；111、一号吸附塔；112、二号吸附塔；113、三号吸附塔；114、出氧阀组；115、进排气阀组；116、出氧口；117、空气进口；118、排氮口、119、一号吸附塔氧气管路；1110、二号吸附塔氧气管路；1111、三号吸附塔氧气管路；1112、一号吸附塔进排气管路；1113、二号吸附塔进排气管路；1114、三号吸附塔进排气管路。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
参照图1-2，本发明优选实施例提供了一种高效节能的制氧系统，包括空压机1、热回收器2、过滤器组件、冷干机4、空气缓存罐7、恒温组件、制氧主机11、氧气缓存罐12、排氮装置13和供氧装置14，所述空压机1出气口通过管道连接到所述热回收器2的高温进气口，所述热回收器2的高温出气口通过管道连接到冷干机4的进气口，所述冷干机4的出气口经管道连接到所述热回收器2的低温进气口，所述热回收器2的低温出气口经管道输送到所述空气缓存罐7，所述空气缓存罐7和所述制氧主机11之间装有恒温组件，所述制氧主机11包括并联的三个吸附塔件，分别为一号吸附塔111、二号吸附塔112和三号吸附塔113。
其中，所述一号吸附塔111、二号吸附塔112和三号吸附塔113的顶部分别设有一号吸附塔111氧气管路、二号吸附塔112氧气管路和三号吸附塔113氧气管路，所述一号吸附塔111、二号吸附塔112和三号吸附塔113的底部分别设有一号吸附塔111进排气管路、二号吸附塔112进排气管路和三号吸附塔113进排气管路，所述一号吸附塔111氧气管路、二号吸附塔112氧气管路和三号吸附塔113氧气管路均连接有出氧阀组114，所述出氧阀组114的上方开有出氧口116，所述一号吸附塔111进排气管路、二号吸附塔112进排气管路和三号吸附塔113进排气管路均连接有进排气阀组115，所述进排气阀组115的上方开有空气进口117，所述进排气阀组115的下方开有排氮口118。
其中，所述恒温组件包括加热器8和温度传感器10，所述加热器8安装于空气缓存罐7和制氧主机11之间，所述温度传感器10安装于所述制氧主机11的空气进口117处，通过调节高温旁路球阀的开度，来微调罐体出口处气体的温度。所述过滤器组件包括初级过滤器3、高级过滤器5、高精度过滤器6和除菌过滤器9。所述热回收器2包括罐体、设置于所述罐体内部的高温翅管回路和设置于所述罐体底部的排水阀。所述罐体的出气口通过管路连接初级过滤器3的进气口，所述翅管低温回路的进气口通过管路高级过滤器5的出气口，所述翅管低温回路的出气口通过管路连接高精度过滤器6的进气口，高温气体在低温管翅壁上形成小水滴，经挡板汇集到罐体底部，通过排水阀排出罐体，所述罐体的出气口通过管路连接到除菌过滤器9的进气口。所述排氮装置13的管口与所述排氮口118连接。所述供氧装置14的管口与所述氧气缓存罐12的进气口连接。具体的，按照气流的流向分别安装初级过滤器3、精密过滤器5、高精度过滤器6以及除菌过滤器9。制氧主机11制取的氧气经管道存储到氧气缓存罐12，产生的氮气经排氮装置13排放到空中或者为冷干机4降温。氧气缓存罐12存储的氧气通过供氧装置14调压节流后，输送到储氧罐进行存储或者直接供氧。
具体循环方式是：一号吸附塔111供氧，三号吸附塔113给二号吸附塔112一次均压，二号吸附塔112回收三号吸附塔113高氧废气，三号吸附塔113排放废气，二号吸附塔112二次均压，二号吸附塔112供氧；一号吸附塔111停止供氧，给三号吸附塔113一次均压，三号吸附塔113回收一号吸附塔111高氧废气，一号吸附塔111排放废气，三号吸附塔113二次均压，三号吸附塔113供氧；二号吸附塔112停止供氧，给一号吸附塔111一次均压，一号吸附塔111回收二号吸附塔112高氧废气，三号吸附塔113排放废气，一号吸附塔111二次均压，一号吸附塔111供氧，三号吸附塔113给二号吸附塔112一次均压，二号吸附塔112回收三号吸附塔113高氧废气，三号吸附塔113排放废气，二号吸附塔112二次均压，二号吸附塔112供氧。依次循环，整个系统进行不连续平稳供氧。管路控制系统由管件和大口径气控阀构成，各吸附塔的供氧、排氮、均压、回收等流程动作，在自控系统的统一控制和协调下，有条不紊地依次循环执行。
本实施例以3Nｍ³/h产能的制氧机为例，制氧主机11制取的氧气经管道存储到氧气缓存罐12，产生的氮气经排氮装置13排放到空中或者为冷干机降温（利用所排25℃左右的氮气，能让冷干机的冷凝器温度稳定在30℃～33℃）。氧气缓存罐12存储的氧气通过供氧装置14调压阀将输氧压力控制在0.3MPa,并通过节流阀将流量限制在3Nｍ³/h，然后输送到储氧罐进行存储或者直接供给用氧单位使用，其中，在制氧主机11开机和停机时分别采用氧气检测仪制得氧气浓度进行检测，并通过电表记录总耗能，与传统工艺对比计算出节能效率。
实施例2：
与实施例1的不同之处在于：
本实施例以4Nｍ³/h产能的制氧机为例，制氧主机11制取的氧气经管道存储到氧气缓存罐12，产生的氮气经排氮装置13排放到空中或者为冷干机降温。氧气缓存罐12存储的氧气通过供氧装置14调压节流后，输送到储氧罐进行存储或者直接供氧，其中，在制氧主机11开机和停机时分别采用氧气检测仪制得氧气浓度进行检测，并通过电表记录总耗能，与传统工艺对比计算出节能效率。
实施例3：
本实施例以5Nｍ³/h产能的制氧机为例，制氧主机11制取的氧气经管道存储到氧气缓存罐12，产生的氮气经排氮装置13排放到空中或者为冷干机降温。氧气缓存罐12存储的氧气通过供氧装置14调压节流后，输送到储氧罐进行存储或者直接供氧，其中，在制氧主机11开机和停机时分别采用氧气检测仪制得氧气浓度进行检测，并通过电表记录总耗能，与传统工艺对比计算出节能效率。
得到的数据如下表
| 开机时氧气浓度（%） | 开机3分钟氧气浓度（%） | 开机10分钟氧气浓度（%） | 停机时氧气浓度（%） | 总耗能（KW） | 节能效率（%） | |
| 实施例1 | 92 | 95.2 | 93.3 | 94 | 3.7 | 17.7 |
| 实施例2 | 94 | 95.4 | 93.5 | 93.8 | 4.75 | 20 |
| 实施例3 | 93 | 95.3 | 93.8 | 94.5 | 5.8 | 23 |
通过上表可看出，采用本发明的制氧系统所消耗的能源更低，并且正常情况下制取的氧气浓度不低于93%，即使刚开机时，浓度也不会低于90%。这充分体现了本发明技术方案的先进性。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (8)
1.一种高效节能的制氧系统，其特征在于：包括空压机(1)、热回收器(2)、过滤器组件、冷干机(4)、空气缓存罐(7)、恒温组件、制氧主机(11)、氧气缓存罐(12)、排氮装置(13)和供氧装置(14)，
其中，所述空压机(1)出气口通过管道连接到所述热回收器(2)的高温进气口，所述热回收器(2)的高温出气口通过管道连接到冷干机(4)的进气口，所述冷干机(4)的出气口经管道连接到所述热回收器(2)的低温进气口，所述热回收器(2)的低温出气口经管道输送到所述空气缓存罐(7)，所述恒温组件位于空气缓存罐(7)和所述制氧主机(11)之间；
所述制氧主机(11)由并联的吸附塔件组成，所述吸附塔件包括：
吸附塔；
氧气管路，位于所述吸附塔顶部；
进排气管路，位于所述吸附塔底部；
进排气阀组，位于所述进排气管路和所述吸附塔之间；
空气进口，位于所述进排气阀组的上方；
排氮口，位于所述进排气阀组的下方。
2.根据权利要求1所述的高效节能制氧系统，其特征在于：所述恒温组件包括加热器(8)和温度传感器(10)，所述加热器(8)安装于空气缓存罐(7)和制氧主机(11)之间，所述温度传感器(10)安装于所述制氧主机(11)的空气进口(117)处。
3.根据权利要求1所述的高效节能制氧系统，其特征在于：所述过滤器组件包括初级过滤器(3)、高级过滤器(5)、高精度过滤器(6)和除菌过滤器(9)。
4.根据权利要求3所述的高效节能制氧系统，其特征在于：所述热回收器(2)包括罐体、设置于所述罐体内部的高温翅管回路和设置于所述罐体底部的排水阀。
5.根据权利要求4所述的高效节能制氧系统，其特征在于：所述罐体的出气口通过管路连接初级过滤器(3)的进气口，所述翅管低温回路的进气口通过管路高级过滤器(5)的出气口，所述翅管低温回路的出气口通过管路连接高精度过滤器（6）的进气口，所述罐体的出气口通过管路连接到除菌过滤器(9)的进气口。
6.根据权利要求1所述的高效节能制氧系统，其特征在于：所述排氮装置(13)的管口与所述排氮口(118)连接。
7.根据权利要求1所述的高效节能制氧系统，其特征在于：所述供氧装置(14)的管口与所述氧气缓存罐(12)的进气口连接。
8.根据权利要求1所述一种高效节能的制氧系统，其特征在于：所述制氧主机（11）包括并联的三个吸附塔件。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220222 |