CN1302983C

CN1302983C - 变压吸附连续制氧方法

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Publication number: CN1302983C
Application number: CNB200510020827XA
Authority: CN
Inventors: 印全彬
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-04-30
Filing date: 2005-04-30
Publication date: 2007-03-07
Anticipated expiration: 2025-04-30
Also published as: CN1730383A

Abstract

本发明公开了一种以空气为原料变压吸附连续制氧，并同时获得氮气的方法。该方法是在至少三个装填有由13X分子筛、5A分子筛、锂分子筛、其他制氧分子筛中的一种或几种和活性氧化铝组成的吸附剂的吸附塔的变压吸附系统中，原料空气首先进入吸附塔A，完成吸附步骤2，所产生的富氧气进入吸附塔B进行再次吸附，完成吸附步骤1，之后系统自动切换到吸附步骤2，完成后自动切换到进入均压降步骤，解吸步骤和均压升步骤。充压步骤，均压步骤，之后再进入吸附步骤1，照此循环连续运行得到产品氧气和氮气。本发明解决了现有变压吸附空气分离制取氧气技术氧气回收率不高能耗较大的问题。在保证氧气纯度的基础上提高了氧气的回收率，同时可得到氮气。

Description

变压吸附连续制氧方法

技术领域

本发明涉及变压吸附空气分离技术领域，具体涉及以空气为原料，用变压吸附技术制取氧气方法。

背景技术

现有的变压吸附空气分离制取氧气装置不管是采用真空解吸流程，还是高压流程，都采用一步吸附；在制取较高纯度的氧气时，为了保证氧气的纯度，在吸附剂还未充分吸附氮气就切换出吸附步骤进入均压或抽空或逆放步骤，造成氧气回收率低，对于氧气回收率较高的真空流程在制取93％纯度的氧气时，氧气的回收率仅为40％～60％。对于氧气逆放流程在制取93％纯度的氧气时，氧气的回收率仅为15％～40％。这是造成变压吸附空气分离制氧装置能耗大，制取的氧气成本高的主要原因。

CN1142006C专利公开了采用两段变压吸附技术从空气中生产富氧的方法，可以提高氧气的回收率，但由于采用了两段串联吸附，需要四个以上的吸附塔和中间缓冲罐，存在流程复杂，程控阀门多，装置建设投资大的缺点，同时由于第二段吸附塔中吸附剂未能充分吸附氮气造成吸附剂使用效率不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能有效的提高变压吸附制氧装置的氧气回收率，降低制取氧气的能耗，从而降低制氧成本的方法。

本发明采用是在至少三个装填有由制氧分子筛和活性氧化铝组成的吸附剂的吸附塔的变压吸附系统中，原料空气首先进入吸附塔A，空气中的水被吸附床中装填的活性氧化铝吸附，空气中的氮被分子筛吸附，吸附塔A进行吸附步骤2，所产生的富氧气通过程控阀进入吸附塔B进行再次吸附，吸附塔B进行吸附步骤1，从吸附塔B出口端得到产品氧气；与此同时，吸附塔C在进行逆放或抽空步骤；该步骤完成后，吸附塔A进行均压降步骤，吸附塔C进行均压升步骤；与此同时原料空气进入吸附塔B，吸附塔B进行吸附步骤1的后期；A塔完成均压降步骤后，进行逆放或抽空步骤，与此同时，B塔继续进行吸附步骤1，吸附塔B完成吸附步骤1后，进行吸附步骤2；与此同时，C塔进行充压步骤，完成充压步骤后进行吸附步骤1；A塔完成逆放或抽空步骤后，进行均压升步骤；与此同时，B塔进行均压降步骤，C塔继续进行吸附步骤1；A塔完成均压升步骤后，进行充压步骤；与此同时，B塔进行逆放或抽空步骤，C塔继续吸附步骤1；A塔完成充压步骤后，进行吸附步骤1；与此同时，B塔继续进行逆放或抽空步骤，在逆放或抽空步骤完成后，进行均压升步骤和充压步骤；与此同时，C塔进行吸附步骤2，吸附步骤2完成后进行均压降步骤和逆放或抽空步骤；对于三塔以上的装置，原料空气始终进入最高次吸附步骤的吸附塔，在最高次吸附步骤完成进行均压降步骤，和即将进行吸附步骤1的吸附塔进行充压步骤时，原料空气进入次高次吸附步骤的吸附塔，以使原料空气的输入和产品氧气的输出保持连续，并且各吸附塔按照吸附步骤1、吸附步骤2，依次增加至最高次吸附步骤，再经均压降步骤、逆放或抽空步骤、均压升步骤、充压步骤的顺序循环连续运行，获得产品氧气和氮气。

在本发明中，进入吸附床的压缩空气压力表压为-0.02～1MPa；均压终压力表压为-0.5～0.6Mpa；抽空压力表压为OMpa～0.09Mpa，采用多步吸附使吸附塔中装填的吸附剂在进入均压和抽空或逆放(或抽空+冲洗)再生步骤前充分吸附氮气，提高了吸附剂的使用效率，使氧气纯度保持在60％～95％范围内并可任意调整，同时降低解吸气中氧气含量提高氧气回收率，使氧气回收率在55％～90％范围内，并从解吸气中获得富氮产品气，氮气纯度为85％～98％。

本发明采用从吸附床的空气进口端对吸附床进行抽空，并且在吸附塔抽空步骤中可以选择引入另一吸附塔的均压气或产品氧气对抽空的吸附塔进行与吸附步骤气流方向相反的冲洗。

本发明的均压步骤采用吸附塔出口对另一吸附塔出口均压或者是吸附塔进口对另一吸附塔进口均压，或两种方式同时进行。

本发明的充压步骤采用压缩空气从吸附床进口进入吸附床或产品氧气从吸附床出口端进入吸附床对吸附床进行充压或压缩空气和产品氧气同时对吸附塔进行充压。

本发明在均压降步骤结束后，如果压力高于大气压，则增加逆放步骤，或逆放后再进行抽空或抽空加冲洗降低均压降后吸附塔的压力，使吸附剂吸附的氮气彻底解吸，得到产品氮气。

在大规模的制氧装置中，本发明的变压器吸附系统可以是由两个或两个以上的三塔或三塔以上的变压吸附单元并联组成。

本发明与现有变压吸附空分制氧法相比较，具有如下明显特点：

采用两次或两次以上的多次串级吸附，提高了吸附剂的利用率，提高了变压吸附制氧装置氧气的回收率及制氧量，降低了变压吸附空气分离制氧的能耗。在工艺流程上实现了原料空气输入和产品氧气输出的连续，避免了原料空气和产品氧气的压力和流量波动。在获得产品氧气的同时可以得到85％～98％纯度的氮气作为第二产品气。

附图说明

图1是本发明实施例1的工艺流程图。

图2是本发明实施例2的工艺流程图。

图3是本发明实施例3的工艺流程图。

图4是本发明实施例4的工艺流程图。

图5是本发明实施例5的工艺流程图。

图6是本发明实施例6的工艺流程图。

图7是本发明实施例7的工艺流程图。

图8是本发明实施例1，2，4的工艺步骤运行程序表。

图9是本发明实施例3的工艺步骤运行程序表。

图10是本发明实施例5的工艺步骤运行程序表。

图11是本发明实施例6的工艺步骤运行程序表。

图12是本发明实施例7的工艺步骤运行程序表。

其中，图8中的附图标记为：

A1---吸附步骤1，进一步吸附由吸附步骤2送来富氧气中的氮以获得产品氧气，在吸附步骤1的后部分直接吸附原料空气中的氮获得产品氧气。

A2-吸附步骤2，吸附原料空气中的氮，并送到吸附步骤1进一步吸附氮。

ED---均压降步骤，将吸附2步骤完成后吸附塔中的富氧气体输送到抽空完成后的低压吸附塔。

ER---均压升步骤，用均压降步骤的气体来提高抽空后吸附塔的压力。

V---抽空步骤，利用真空泵降低均压降后吸附塔的压力，使吸附的氮解吸出吸附剂并得到产品氮气。

图9中的附图标记为：

A2---吸附步骤2，吸附原料空气中的氮，并送到吸附步骤1进一步吸附氮。

V----抽空步骤，利用真空泵降低均压降后吸附塔的压力，使吸附的氮解吸出吸附剂并得到产品氮气。

CX---在抽空末期，利用引入少量产品氧对吸附剂进行冲洗，使吸附剂吸附的氮解吸更彻底。

图10中的附图标记为：

A2---吸附步骤2，吸附原料空气中的氮，并送到吸附步骤1进一步吸附氧。

D---逆放步骤，降低均压降后吸附塔的压力，使吸附的氮解吸出吸附剂并得到产品氮气。

图11中的附图标记为：

CX---在逆放后，利用引入少量产品氧对吸附剂进行冲洗，使吸附剂吸附的氮解吸更彻底。

图12中的附图标记为：

A2---吸附步骤2，再次吸附由吸附步骤3送来富氧气中的氮气并送到吸附步骤1进一步吸附氮。

A3---吸附步骤3，吸附原料空气中的氮，并送到吸附步骤2再次吸附氮。

V-抽空步骤，利用真空泵降低均压降后吸附塔的压力，使吸附的氮解吸出吸附剂并得到产品氮气。

具体实施方式

下面利用以下实施例对本发明作进一步说明

实施例1

实施例1原料空气组成％(V)(干基不包括水)如下表

组分	O₂	N₂	其他	∑
组分	O₂	N₂	其他	∑	浓度	20.9	78	1.1	100

原料空气温度：≤40℃

原料空气压力：0.00Mpa，吸附塔吸附步骤压力-0.02Mpa。

真空解吸终吸附塔压力：-0.09Mpa

本发明的变压吸附空分制氧装置由3个装填有活性氧化铝和分子筛吸附剂的吸附塔和1个产品氧气缓冲罐、1个产品氮气缓冲罐以及相应的管道和程控阀和真空泵、氧气压缩机构成。原料空气被产品氧气压缩机吸入本装置，通过程控阀KV1A从下至上进入吸附塔A，空气中的水被吸附床中装填的活性氧化铝吸附，空气中的氮被分子筛吸附，富氧气从吸附床上端经程控阀KV5A和管道进入吸附塔B，富氧气中的氮被吸附塔B中的分子筛进一步吸附，氧含量高于80％的产品氧气经KV2B流出吸附塔后经氧气压缩机加压，再经产品氧缓冲罐稳定压力后输出变压吸附制氧装置，与此同时吸附塔C通过开启程控阀KV4C由真空泵对吸附塔进行抽空，抽空得到的含氮98％的氮产品气经氮气缓冲罐稳定压力和流量后输出变压吸附装置；当吸附塔A中分子筛的氮吸附饱和或接近饱和时，关闭KV1A、KV5A程控阀完成吸附塔A的吸附2步骤，开启程控阀KV1B原料空气进入吸附塔B并通过程控阀KV2B从吸附塔B继续得到合格的氧气，与此同时关闭程控阀KV4C，开启程控阀KV3A和KV3C使吸附塔A中的气体流入吸附塔C，进行吸附塔A的均压降步骤和吸附塔C的均压升步骤；吸附塔A和吸附塔C的均压步骤完成后关闭程控阀KV3A和KV3C，开启程控阀KV2C对吸附塔C进行充压。同时开启程控阀KV4A利用真空泵对吸附塔A进行抽空同样抽空得到产品氮气；吸附塔C充压完成后，关闭程控阀KV2B，开启程控阀KV5B使吸附塔B进入吸附2步骤、吸附塔C进入吸附1步骤此时原料空气进入吸附塔B，从吸附塔C的非吸附相获得产品氧气。按照此叙述的规律和图8的工艺步骤运行程序表，循环往复即可获得80％纯度的氧气和98％纯度的氮气。

实施例2

实施例2的原料空气组成％(V)(干基不包括水)

组分	O₂	N₂	其他	∑
组分	O₂	N₂	其他	∑	浓度	21	78	1	100

原料空气温度：≤40℃

原料空气压力：0.02Mpa

真空解吸终吸附塔压力：-0.06Mpa

本发明的变压吸附空分制氧装置由3个装填有活性氧化铝和分于筛吸附剂的吸附塔和1个产品氧气缓冲罐、1个产品氮气缓冲罐、1个真空罐以及相应的管道和程控阀和真空泵构成。0.02Mpa的压缩空气进入本装置，通过程控阀KV1A从下至上进入吸附塔A，空气中的水被吸附床中装填的活性氧化铝吸附，空气中的氮被分子筛吸附，富氧气从吸附床上端经程控阀KV5A和管道进入吸附塔B，富氧气中的氮被吸附塔B中的分子筛进一步吸附，氧含量高于87％的产品氧气经KV2B流出吸附塔后经产品氧缓冲罐稳定压力后输出变压吸附制氧装置，与此同时吸附塔C通过开启程控阀KV4C由真空泵对吸附塔进行抽空，抽空得到的含氮90％的氮产品气经氮气缓冲罐稳定压力和流量后输出变压吸附装置；当吸附塔A中分子筛的氮吸附饱和或接近饱和时，关闭KV1A、KV5A程控阀完成吸附塔A的吸附2步骤，开启程控阀KV1B原料空气进入吸附塔B并通过程控阀KV2B从吸附塔B继续得到合格的氧气，与此同时关闭程控阀KV4C，开启程控阀KV3A和KV3C使吸附塔A中的气体流入吸附塔C，进行吸附塔A的均压降步骤和吸附塔C的均压升步骤；吸附塔A和吸附塔C的均压步骤完成后关闭程控阀KV3A和KV3C，开启程控阀KV2C对吸附塔C进行充压。同时开启程控阀KV4A利用真空泵对吸附塔A进行抽空同样抽空得到产品氮气；吸附塔C充压完成后，关闭程控阀KV2B，开启程控阀KV5B使吸附塔B进入吸附2步骤、吸附塔C进入吸附1步骤此时原料空气进入吸附塔B，从吸附塔C的非吸附相获得产品氧气。按照此叙述的规律和图8工艺步骤运行程序表，循环往复即可获得87％纯度的氧气和90％纯度的氮气。

实施例3

实施例3的原料空气组成％(V)(干基不包括水)

组分	O₂	N₂	其他	∑
组分	O₂	N₂	其他	∑	浓度	21	78	1	100

原料空气温度：≤45℃

原料空气压力：0.04Mpa

真空解吸终吸附塔压力：-0.04Mpa

本发明的变压吸附空分制氧装置由3个装填有活性氧化铝和分子筛吸附剂的吸附塔和1个产品氧气缓冲罐、1个产品氮气缓冲罐以及相应的管道和程控阀和真空泵构成。0.02Mpa的压缩空气进入本装置，通过程控阀KV1A从下至上进入吸附塔A，空气中的水被吸附床中装填的活性氧化铝吸附，空气中的氮被分子筛吸附，富氧气从吸附床上端经程控阀KV5A和管道进入吸附塔B，富氧气中的氮被吸附塔B中的分子筛进一步吸附，氧含量高于93％的产品氧气经KV2B流出吸附塔后经产品氧缓冲罐稳定压力后输出变压吸附制氧装置，与此同时吸附塔C通过开启程控阀KV4C由真空泵对吸附塔进行抽空，在抽空后期开启程控阀KV2C引入氧气对吸附塔C进行抽空冲洗，抽空得到的含氮90％的氮产品气经氮气缓冲罐稳定压力和流量后输出变压吸附装置；吸附到吸附塔A中分子筛的氮吸附接近饱和时关闭KV1A、KV5A程控阀完成吸附塔A的吸附2步骤，开启程控阀KV1B原料空气进入吸附塔B并通过程控阀KV2B从吸附塔B继续得到合格的氧气，与此同时开启程控阀KV3A和KV3C使吸附塔A中的气体流入吸附塔C，进行吸附塔A的均压降步骤和吸附塔C的均压升步骤；吸附塔A和吸附塔C的均压步骤完成后关闭程控阀KV3A和KV3C，开启程控阀KV2C对吸附塔C进行充压。同时开启程控阀KV4A利用真空泵对吸附塔A进行抽空，同样在抽空后期开启程控阀KV2A引入氧气对吸附塔A进行抽空冲洗，抽空得到产品氮气；吸附塔C充压完成后，关闭程控阀KV2B，开启程控阀KV5B使吸附塔B进入吸附2步骤、吸附塔C进入吸附1步骤.按照此叙述的规律和图9工艺步骤运行程序表，循环往复即可获得93％纯度的氧气和90％纯度的氮气。

实施例4：实施例4的原料空气组成％(V)(干基不包括水)

组分	O₂	N₂	其他	∑
组分	O₂	N₂	其他	∑	浓度	21	78	1	100

原料空气温度：≤45℃

原料空气压力：0.05Mpa

真空解吸终吸附塔压力：-0.03Mpa

本发明的变压吸附空分制氧装置由3个装填有活性氧化铝和分子筛吸附剂的吸附塔和1个产品氧气缓冲罐、1个产品氮气缓冲罐以及相应的管道和程控阀和真空泵构成。0.05Mpa的原料空气进入本装置，通过程控阀KV1A从下至上进入吸附塔A，空气中的水被吸附床中装填的活性氧化铝吸附，空气中的氮被分子筛吸附，富氧气从吸附床上端经程控阀KV5A和管道进入吸附塔B，富氧气中的氮被吸附塔B中的分子筛进一步吸附，氧含量高于90％的产品氧气经KV2B流出吸附塔后经产品氧缓冲罐稳定压力后输出变压吸附制氧装置，与此同时吸附塔C通过开启程控阀KV4C由真空泵对吸附塔进行抽空，抽空得到的含氮95％的氮产品气经氮气缓冲罐稳定压力和流量后输出变压吸附装置；当吸附塔A中分子筛的氮吸附饱和或接近饱和时，关闭KV1A、KV5A程控阀完成吸附塔A的吸附2步骤，开启程控阀KV1B原料空气进入吸附塔B并通过程控阀KV2B从吸附塔B继续得到合格的氧气，与此同时关闭程控阀KV4C，开启程控阀KV3A和KV3C使吸附塔A中的气体流入吸附塔C，进行吸附塔A的均压降步骤和吸附塔C的均压升步骤；吸附塔A和吸附塔C的均压步骤完成后关闭程控阀KV3A和KV3C，开启程控阀KV2C对吸附塔C进行充压。同时开启程控阀KV4A利用真空泵对吸附塔A进行抽空同样抽空得到产品氮气；吸附塔C充压完成后，关闭程控阀KV2B，开启程控阀KV5B、KV2C使吸附塔B进入吸附2步骤、吸附塔C进入吸附1步骤此时原料空气进入吸附塔B，从吸附塔C的非吸附相获得产品氧气。按照此叙述的规律和图9工艺步骤运行程序表，循环往复即可获得90％纯度的氧气和95％纯度的氮气。

实施例5：

实施例5的原料空气组成％(V)(干基不包括水)

组分	O₂	N₂	其他	∑
组分	O₂	N₂	其他	∑	浓度	21	78	1	100

原料空气温度：≤45℃

原料空气压力：0.3Mpa

本发明的变压吸附空分制氧装置由3个装填有活性氧化铝和分子筛吸附剂的吸附塔和1个产品氧气缓冲罐、1个产品氮气缓冲罐以及相应的管道和程控阀构成。0.3Mpa的原料空气进入本装置，通过程控阀KV1A从下至上进入吸附塔A，空气中的水被吸附床中装填的活性氧化铝吸附，空气中的氮被分子筛吸附，富氧气从吸附床上端经程控阀KV5A和管道进入吸附塔B，富氧气中的氮被吸附塔B中的分子筛进一步吸附，氧含量高于85％的产品氧气经KV2B流出吸附塔后经产品氧缓冲罐稳定压力后输出变压吸附制氧装置，与此同时吸附塔C通过开启程控阀KV4C进行逆放，逆放得到的含氮90％的氮产品气经氮气缓冲罐稳定压力和流量后输出变压吸附装置；当吸附塔A中分子筛的氮吸附饱和或接近饱和时，关闭KV1A、KV5A程控阀完成吸附塔A的吸附2步骤，开启程控阀KV1B原料空气进入吸附塔B并通过程控阀KV2B从吸附塔B继续得到合格的氧气，与此同时关闭程控阀KV4C，开启程控阀KV3A和KV3C使吸附塔A中的气体流入吸附塔C，进行吸附塔A的均压降步骤和吸附塔C的均压升步骤；吸附塔A和吸附塔C的均压步骤完成后关闭程控阀KV3A和KV3C，开启程控阀KV2C对吸附塔C进行充压。同时开启程控阀KV4A对吸附塔A进行逆放步骤同样逆放步骤得到产品氮气；吸附塔C充压完成后，关闭程控阀KV2B，开启程控阀KV5B使吸附塔B进入吸附2步骤、吸附塔C进入吸附1步骤此时原料空气进入吸附塔B，从吸附塔C的非吸附相获得产品氧气。按照此叙述的规律和图10的工艺步骤运行程序表，循环往复即可获得85％纯度的氧气和90％纯度的氮气。

实施例6：

实施例6的原料空气组成％(V)(干基不包括水)

组分	O₂	N₂	其他	∑
组分	O₂	N₂	其他	∑	浓度	21	78	1	100

原料空气温度：≤45℃

原料空气压力：0.6Mpa

本发明的变压吸附空分制氧装置由3个装填有活性氧化铝和分子筛吸附剂的吸附塔和1个产品氧气缓冲罐、1个产品氮气缓冲罐以及相应的管道和程控阀构成。0.6Mpa的原料空气进入本装置，通过程控阀KV1A从下至上进入吸附塔A，空气中的水被吸附床中装填的活性氧化铝吸附，空气中的氮被分子筛吸附，富氧气从吸附床上端经程控阀KV5A和管道进入吸附塔B，富氧气中的氮被吸附塔B中的分子筛进一步吸附，氧含量高于93％的产品氧气经KV2B流出吸附塔后经产品氧缓冲罐稳定压力后输出变压吸附制氧装置，与此同时吸附塔C通过开启程控阀KV4C进行逆放，逆放后开启程控阀KV2C对吸附塔C进行冲洗，逆放和冲洗得到的含氮87％的氮产品气经氮气缓冲罐稳定压力和流量后输出变压吸附装置；当吸附塔A中分子筛的氮吸附饱和或接近饱和时，关闭KV1A、KV5A程控阀完成吸附塔A的吸附2步骤，开启程控阀KV1B原料空气进入吸附塔B并通过程控阀KV2B从吸附塔B继续得到合格的氧气，与此同时关闭程控阀KV4C，开启程控阀KV3A和KV3C使吸附塔A中的气体流入吸附塔C，进行吸附塔A的均压降步骤和吸附塔C的均压升步骤；吸附塔A和吸附塔C的均压步骤完成后关闭程控阀KV3A和KV3C，开启程控阀KV2C对吸附塔C进行充压。同时开启程控阀KV4A对吸附塔A进行逆放步骤同样在逆放步骤完成后开启程控阀KV2A对吸附塔A进行冲洗，逆放和冲洗步骤得到产品氮气；吸附塔C充压完成后，关闭程控阀KV2B，开启程控阀KV5B使吸附塔B进入吸附2步骤、吸附塔C进入吸附1步骤此时原料空气进入吸附塔B，从吸附塔C的非吸附相获得产品氧气。按照此叙述的规律和图11的工艺步骤运行程序表，循环往复即可获得93％纯度的氧气和87％纯度的氮气。

实施例7：

实施例7的原料空气组成％(V)(干基不包括水)

组分	O₂	N₂	其他	∑
组分	O₂	N₂	其他	∑	浓度	21	78	1	100

原料空气温度：≤40℃

原料空气压力：0.03Mpa

真空解吸终吸附塔压力：-0.06Mpa

本发明的变压吸附空分制氧装置由4个装填有活性氧化铝和分子筛吸附剂的吸附塔和1个产品氧气缓冲罐、1个产品氮气缓冲罐以及相应的管道和程控阀和真空泵构成。0.03Mpa的压缩空气进入本装置，通过程控阀KV1A从上至下进入吸附塔A，空气中的水被吸附床中装填的活性氧化铝吸附，空气中的氮被分子筛吸附，富氧气从吸附床上端经程控阀KV5A和管道进入吸附塔B，富氧气中的氮被吸附塔B中的分子筛进一步吸附，再经程控阀KV5B进入吸附塔C对气体中的氮进行再次吸附。氧含量高于95％的产品氧气经KV2C流出吸附塔后经产品氧缓冲罐稳定压力后输出变压吸附制氧装置，与此同时吸附塔D通过开启程控阀KV4D由真空泵对吸附塔进行抽空，在抽空后期开启程控阀KV2D对吸附塔D进行冲洗，抽空得到的含氮96％的氮产品气经氮气缓冲罐稳定压力和流量后输出变压吸附装置；吸附到吸附塔A中分子筛的氮吸附饱和或接近饱和时关闭KV1A、KV5A程控阀完成吸附塔A的吸附3步骤，同时开启程控阀KV1B原料空气进入吸附塔B仍然通过程控阀KV5B将气体输送到吸附塔C继续得到合格的氧气，与此同时开启程控阀KV3A和KV3D使吸附塔A中的气体流入吸附塔D，进行吸附塔A的均压降步骤和吸附塔D的均压升步骤；吸附塔A和吸附塔D的均压步骤完成后关闭程控阀KV3A和KV3D，开启程控阀KV2D对吸附塔D进行充压。同时开启程控阀KV4A利用真空泵对吸附塔A进行抽空，在抽空后期开启程控阀KV2A对吸附塔A进行冲洗同样抽空得到产品氮气；吸附塔D充压完成后，开启程控阀KV5C，使附塔B进入吸附3步骤。关闭程控阀KV2C开启程控阀KV5C使吸附塔C进入吸附步骤2。吸附塔D进入吸附1步骤，按照此叙述的规律和图12的工艺步骤运行程序表，循环往复即可获得95％纯度的氧气和96％纯度的氮气。

Claims

1.一种用空气作原料制取氧气的变压吸附方法，其特征是在至少三个装填有由制氧分子筛和活性氧化铝组成的吸附剂的吸附塔的变压吸附系统中，原料空气首先进入吸附塔A，空气中的水被吸附床中装填的活性氧化铝吸附，空气中的氮被分子筛吸附，吸附塔A进行吸附步骤2，所产生的富氧气通过程控阀进入吸附塔B进行再次吸附，吸附塔B进行吸附步骤1，从吸附塔B出口端得到产品氧气；与此同时，吸附塔C在进行逆放或抽空步骤；该步骤完成后，吸附塔A进行均压降步骤，吸附塔C进行均压升步骤；与此同时原料空气进入吸附塔B，吸附塔B进行吸附步骤1的后期；A塔完成均压降步骤后，进行逆放或抽空步骤，与此同时，B塔继续进行吸附步骤1，吸附塔B完成吸附步骤1后，进行吸附步骤2；与此同时，C塔进行充压步骤，完成充压步骤后进行吸附步骤1；A塔完成逆放或抽空步骤后，进行均压升步骤；与此同时，B塔进行均压降步骤，C塔继续进行吸附步骤1；A塔完成均压升步骤后，进行充压步骤；与此同时，B塔进行逆放或抽空步骤，C塔继续吸附步骤1；A塔完成充压步骤后，进行吸附步骤1；与此同时，B塔继续进行逆放或抽空步骤，在逆放或抽空步骤完成后，进行均压升步骤和充压步骤；与此同时，C塔进行吸附步骤2，吸附步骤2完成后进行均压降步骤和逆放或抽空步骤；对于三塔以上的装置，原料空气始终进入最高次吸附步骤的吸附塔，在最高次吸附步骤完成进行均压降步骤，和即将进行吸附步骤1的吸附塔进行充压步骤时，原料空气进入次高次吸附步骤的吸附塔，以使原料空气的输入和产品氧气的输出保持连续，并且各吸附塔按照吸附步骤1、吸附步骤2，依次增加至最高次吸附步骤，再经均压降步骤、逆放或抽空步骤、均压升步骤、充压步骤的顺序循环连续运行，获得产品氧气和氮气。

2.根据权利要求1所述的的变压吸附方法，其特征在于进入吸附床的压缩空气压力表压为-0.02～1Mpa；均压终压力表压为-0.5～0.6Mpa；抽空压力表压为0Mpa～-0.09Mpa，变压吸附装置制取氧气的纯度在60％～95％范围内。

3.根据权利要求1或2所述的变压吸附方法，其特征在于从吸附床的空气进口端对吸附床进行抽空，并且在吸附塔抽空步骤中引入另一吸附塔的均压气或产品氧气对抽空的吸附塔进行与吸附步骤气流方向相反的冲洗。

4.根据权利要求1或2所述的变压吸附方法，其特征在于均压步骤采用吸附塔出口对另一吸附塔出口均压或者是吸附塔进口对另一吸附塔进口均压，或者两种方式同时进行。

5.根据权利要求1或2所述的变压吸附方法，其特征在于充压步骤采用压缩空气从吸附床进口进入吸附床或产品氧气从吸附床出口端进入吸附床对吸附床进行充压或压缩空气和产品氧气同时对吸附塔进行充压。

6.根据权利要求1或2所述的变压吸附方法，其特征在于当均压降步骤结束后，如果压力高于大气压，则增加逆放步骤，降低均压降后吸附塔的压力。

7.根据权利要求5所述的变压吸附方法，其特征在于在逆放步骤后，引入少量产品氧气进行冲洗。

8.根据权利要求1或2所述的变压吸附方法，其特征在于在大规模的制氧装置中，由两个或两个以上的三塔或三塔以上的变压吸附单元并联组成。