CN207918428U - 一种新型节能变压吸附制氧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及变压吸附制氧技术领域，尤其涉及一种新型节能变压吸附制氧装置，包括：空气压缩机、空气存储系统、分离过滤器；所述空气压缩机与空气存储系统通过气体管路相连接，且空气存储系统与分离过滤器通过气体管路相连接；所述分离过滤器与冷冻式干燥机通过气体管路相连接，且冷冻式干燥机与超高效除油过滤器通过气体管路相连接。本实用新型通过结构上的改进，具有制氧机解析尾气露点低，可以用于微热吸附式干燥机的再生用气，节约压缩空气总气量8％至15％左右，气流分布均匀，分子筛的利用率高，减少压缩空气用量，节能效果好，从而有效的解决了现有装置中存在的问题和不足。

Description

一种新型节能变压吸附制氧装置

技术领域

本实用新型涉及变压吸附制氧技术领域，尤其涉及一种新型节能变压吸附制氧装置。

背景技术

变压吸附制氧是利用压缩空气为气源，依靠分子筛(变压吸附制氧设备关键部件)在不同的压力下对空气中组份气体的吸附容量和吸附速率不同来进行气体分离为目的，氮的分子直径0.31埃比氧的分子直径0.10埃大得多,因此氮气在分子筛表面吸附能力比氧气强，当空气在加压的情况下通过装有分子筛的吸附床时，氮气被分子筛吸附，氧气应吸附较少，在气相中得到富集并流出吸附床，使氧气和氮气得到分离获得氧气，变压吸附分离设备装置分为变压吸附制氮装置和变压吸附制氧装置广泛用于食品，化工，医疗，煤炭等行业。

但是现有变压吸附制氧装置存在以下几点不足：

1、在变压吸附空气分离设备里其关键部分是分子筛是一种内部含有大量微孔的颗粒状物质，因此怕油、水、粉尘，现有技术中出于成本和效益考虑，一般都采用喷油螺杆压缩机作为变压吸附制氧设备的压缩空气气源，故空压机生产出压缩空气内含有大量的油分和水分，因此压缩空气进入分子筛之前要深度除水、除油、除尘，而在现有技术常用冷冻式干燥机已经不能满足其使用需求，吸附式干燥机再生活化时必须需要干燥的压缩空气进行吹扫，其中无热吸附式干燥机需要压缩空气占总气量15％，微热吸附式干燥机需要压缩空气占总气量8％，不管使用无热吸附式干燥机还是微热吸附式干燥机能耗都比较高，限制吸附式干燥机的普及；

2、由于变压吸附制氧设备使用的分子筛对水有较强吸附性，所以制氧机的消音器出口尾气排放常压露点非常低，一般在零下60度左右，这部分尾气适合做吸附式干燥机的再生吹扫用气，目前在变压吸附制氧行业中，这些气体压力和流量不稳定，都是通过消音器直接排放到大气中去，没有对排放尾气回收利用；

3、常规气流分布器是孔径大小均一，底部气流上来一般走捷径路线，造成吸附塔分子筛利用率低，就需要多装分子筛，这样就需要更大的吸附容器，造成制氧机能耗高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新型节能变压吸附制氧装置，以解决背景技术中提出的现有技术常用冷冻式干燥机已经不能满足其使用需求，不管使用无热吸附式干燥机还是微热吸附式干燥机能耗都比较高，限制吸附式干燥机的普及；在变压吸附制氧行业中，尾气的压力和流量不稳定，都是通过消音器直接排放到大气中去，没有对排放尾气回收利用；常规气流分布器是孔径大小均一，底部气流上来一般走捷径路线，造成吸附塔分子筛利用率低的问题和不足。

本实用新型的目的与功效，由以下具体技术方案所达成：

一种新型节能变压吸附制氧装置，包括：空气压缩机、空气存储系统、分离过滤器、冷冻式干燥机、超高效除油过滤器、高吸附性活性炭过滤器、微热吸附式干燥机、粉尘过滤器、空气中间罐、止回阀、尾气收集气动阀、尾气排放气动阀、消音器、变压吸附制氧主机、氧气缓冲罐、氧气压力传感器、氧气纯度传感器、不合格氧气排空气动阀、合格氧气出口气动阀；所述空气压缩机与空气存储系统通过气体管路相连接，且空气存储系统与分离过滤器通过气体管路相连接；所述分离过滤器与冷冻式干燥机通过气体管路相连接，且冷冻式干燥机与超高效除油过滤器通过气体管路相连接；所述超高效除油过滤器与高吸附性活性炭过滤器通过气体管路相连接，且高吸附性活性炭过滤器与微热吸附式干燥机通过气体管路相连接；所述微热吸附式干燥机与粉尘过滤器通过气体管路相连接，且粉尘过滤器与变压吸附制氧主机通过气体管路相连接；所述变压吸附制氧主机与氧气缓冲罐通过气体管路相连接，且氧气压力传感器设置在氧气缓冲罐的外壁上；所述氧气缓冲罐与不合格氧气排空气动阀及合格氧气出口气动阀通过气体管路相连接，且氧气纯度传感器设置在氧气缓冲罐与不合格氧气排空气动阀及合格氧气出口气动阀的连接处。

优选的，所述变压吸附制氧主机与消音器通过气体管路相连接，且尾气排放气动阀设置在变压吸附制氧主机与消音器的连接处。

优选的，所述变压吸附制氧主机与空气中间罐通过气体管路相连接，且止回阀及尾气收集气动阀设置在变压吸附制氧主机与空气中间罐的连接处。

优选的，所述空气中间罐与微热吸附式干燥机通过气体管路相连接。

优选的，所述变压吸附制氧主机在装置内共设置有两处。

优选的，所述变压吸附制氧主机的内部设置有气流分布器，且气流分布器上贯通设置有N个通气孔，通气孔在气流分布器上呈环形阵列状分布。

优选的，所述微热吸附式干燥机在装置内共设置有两处，且微热吸附式干燥机与空气中间罐的连接处设置有流量调节阀与止回阀。

优选的，所述消音器在装置内共设置有两处，且微热吸附式干燥机与消音器通过气体管路相连接，微热吸附式干燥机与消音器的连接处设置有尾气排放气动阀。

由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

1、本实用新型变压吸附制氧主机在装置内共设置有两处的设置，采用二塔工艺，一处吸附另外一处解析再生，大大提高了制氧效率。

2、本实用新型变压吸附制氧主机的内部设置有气流分布器，且气流分布器上贯通设置有N个通气孔，通气孔在气流分布器上呈环形阵列状分布的设置，符合流体力学力学原理，避免气流走捷径路线，使吸附塔边缘都有压缩空气均匀流过，分子筛利用率就提高很多，吸附器容积就可以设计小点，压缩空气耗量也变小，节约电能。

3、本实用新型微热吸附式干燥机在装置内共设置有两处，且微热吸附式干燥机与空气中间罐的连接处设置有流量调节阀与止回阀的设置，起到收集尾气作用，保证微热吸附干燥机再生气流稳定性问题。

4、本实用新型通过结构上的改进，具有制氧机解析尾气露点低，可以用于微热吸附式干燥机的再生用气，节约压缩空气总气量8％至15％左右，气流分布均匀，分子筛的利用率高，减少压缩空气用量，节能效果好，从而有效的解决了现有装置中存在的问题和不足。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的气体分布器结构示意图。

图中：空气压缩机1、空气存储系统2、分离过滤器3、冷冻式干燥机4、超高效除油过滤器5、高吸附性活性炭过滤器6、微热吸附式干燥机7、粉尘过滤器8、空气中间罐9、止回阀10、尾气收集气动阀11、尾气排放气动阀12、消音器13、变压吸附制氧主机14、氧气缓冲罐15、氧气压力传感器16、氧气纯度传感器17、不合格氧气排空气动阀18、合格氧气出口气动阀19。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1至图2，本实用新型提供一种技术方案：

一种新型节能变压吸附制氧装置，包括：空气压缩机1、空气存储系统2、分离过滤器3、冷冻式干燥机4、超高效除油过滤器5、高吸附性活性炭过滤器6、微热吸附式干燥机7、粉尘过滤器8、空气中间罐9、止回阀10、尾气收集气动阀11、尾气排放气动阀12、消音器13、变压吸附制氧主机14、氧气缓冲罐15、氧气压力传感器16、氧气纯度传感器17、不合格氧气排空气动阀18、合格氧气出口气动阀19；空气压缩机1与空气存储系统2通过气体管路相连接，且空气存储系统2与分离过滤器3通过气体管路相连接；分离过滤器3与冷冻式干燥机4通过气体管路相连接，且冷冻式干燥机4与超高效除油过滤器5通过气体管路相连接；超高效除油过滤器5与高吸附性活性炭过滤器6通过气体管路相连接，且高吸附性活性炭过滤器6与微热吸附式干燥机7通过气体管路相连接；微热吸附式干燥机7与粉尘过滤器8通过气体管路相连接，且粉尘过滤器8与变压吸附制氧主机14通过气体管路相连接；变压吸附制氧主机14与氧气缓冲罐15通过气体管路相连接，且氧气压力传感器16设置在氧气缓冲罐15的外壁上；氧气缓冲罐15与不合格氧气排空气动阀18及合格氧气出口气动阀19通过气体管路相连接，且氧气纯度传感器17设置在氧气缓冲罐15与不合格氧气排空气动阀18及合格氧气出口气动阀19的连接处；变压吸附制氧主机14与消音器13通过气体管路相连接，且尾气排放气动阀12设置在变压吸附制氧主机14与消音器13的连接处；变压吸附制氧主机14与空气中间罐9通过气体管路相连接，且止回阀10及尾气收集气动阀11设置在变压吸附制氧主机14与空气中间罐9的连接处；空气中间罐9与微热吸附式干燥机7通过气体管路相连接。

具体的，变压吸附制氧主机14在装置内共设置有两处，采用二塔工艺，一处吸附另外一处解析再生，大大提高了制氧效率。

具体的，变压吸附制氧主机14的内部设置有气流分布器，且气流分布器上贯通设置有N个通气孔，通气孔在气流分布器上呈环形阵列状分布，符合流体力学力学原理，避免气流走捷径路线，使吸附塔边缘都有压缩空气均匀流过，分子筛利用率就提高很多，吸附器容积就可以设计小点，压缩空气耗量也变小，节约电能。

具体的，微热吸附式干燥机7在装置内共设置有两处，且微热吸附式干燥机7与空气中间罐9的连接处设置有流量调节阀与止回阀10，起到收集尾气作用，保证微热吸附干燥机7再生气流稳定性问题。

具体的，消音器13在装置内共设置有两处，且微热吸附式干燥机7与消音器13通过气体管路相连接，微热吸附式干燥机7与消音器13的连接处设置有尾气排放气动阀12。

具体使用方法与作用：

使用该装置时，由空气压缩机1提供气源，气源存储至空气存储系统2，通过分离过滤器3将空气中水分离，可以分离大量液体及大颗粒固体，然后进入冷冻式干燥机4，通过进一步降温把空气中水分进行分离，再通过超高效除油过滤器5，去除0.01μ以上颗粒或游离态颗粒，去除率达99.9％以上，通过高吸附性活性炭过滤器6，可以将残油降到0.003PPM，保证制氧机分子筛寿命及产品氧气的质量，然后经过微热吸附式干燥机7对空气进行加热，通过粉尘过滤器8对粉尘进行过滤，然后输送至变压吸附制氧主机14，产生的氧气进入氧气缓冲罐15进行稳压，然后通过氧气纯度传感器17，合格的氧气通过合格氧气出口气动阀19排出，不合格的氧气通过不合格氧气排空气动阀18排出。

本套装置在尾气排放口增加空气中间罐9、止回阀10、尾气收集气动阀11等部件起到收集尾气作用，保证微热吸附干燥机7再生气流稳定性问题。具体控制方式：变压吸附制氧A塔在吸附，B塔在解析，一般时间50S,在A塔吸附完成后吸附塔需要均压，要把A塔内空气释放到B塔内，时间一般在2S内，此时B塔开始吸附，A塔需要再生解析，A塔内压力比较高靠自身压力差把气体送到空气中间罐9，空气中间罐9内空气经过流量调节阀到空气加热器，热空气再通过止回阀10进入干燥塔吹扫，利用热空气把干燥塔的带出经消音器13排空，尾气收集气动阀11由程序控制器驱动打开，止回阀10在带压的空气作用下自行打开，待压力平衡后尾气收集气动阀11关闭，尾气排放气动阀12打开，通过消音器13排放到大气中，排出少量空气达到节能效果。

本实用新型的内容克服变压吸附制氧设备的不足，冷冻式干燥机4、微热吸附式干燥机7可以降低系统中水含量，但是气态油分子穿透力特别强，普通过滤器无法拦截，这也是变压吸附制氧系统致命的问题，本套在系统中增加超高效除油过滤器5与高吸附性活性炭过滤器6，可以将残油降到0.003PPM，保证制氧机分子筛寿命及产品氧气的质量。

综上所述：该一种新型节能变压吸附制氧装置，通过变压吸附制氧主机在装置内共设置有两处的设置，采用二塔工艺，一处吸附另外一处解析再生，大大提高了制氧效率；通过变压吸附制氧主机的内部设置有气流分布器，且气流分布器上贯通设置有N个通气孔，通气孔在气流分布器上呈环形阵列状分布的设置，符合流体力学力学原理，避免气流走捷径路线，使吸附塔边缘都有压缩空气均匀流过，分子筛利用率就提高很多，吸附器容积就可以设计小点，压缩空气耗量也变小，节约电能；通过微热吸附式干燥机在装置内共设置有两处，且微热吸附式干燥机与空气中间罐的连接处设置有流量调节阀与止回阀的设置，起到收集尾气作用，保证微热吸附干燥机再生气流稳定性问题。本实用新型通过结构上的改进，具有制氧机解析尾气露点低，可以用于微热吸附式干燥机的再生用气，节约压缩空气总气量8％至15％左右，气流分布均匀，分子筛的利用率高，减少压缩空气用量，节能效果好，从而有效的解决了现有装置中存在的问题和不足。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种新型节能变压吸附制氧装置，包括：空气压缩机(1)、空气存储系统(2)、分离过滤器(3)、冷冻式干燥机(4)、超高效除油过滤器(5)、高吸附性活性炭过滤器(6)、微热吸附式干燥机(7)、粉尘过滤器(8)、空气中间罐(9)、止回阀(10)、尾气收集气动阀(11)、尾气排放气动阀(12)、消音器(13)、变压吸附制氧主机(14)、氧气缓冲罐(15)、氧气压力传感器(16)、氧气纯度传感器(17)、不合格氧气排空气动阀(18)、合格氧气出口气动阀(19)；其特征在于：所述空气压缩机(1)与空气存储系统(2)通过气体管路相连接，且空气存储系统(2)与分离过滤器(3)通过气体管路相连接；所述分离过滤器(3)与冷冻式干燥机(4)通过气体管路相连接，且冷冻式干燥机(4)与超高效除油过滤器(5)通过气体管路相连接；所述超高效除油过滤器(5)与高吸附性活性炭过滤器(6)通过气体管路相连接，且高吸附性活性炭过滤器(6)与微热吸附式干燥机(7)通过气体管路相连接；所述微热吸附式干燥机(7)与粉尘过滤器(8)通过气体管路相连接，且粉尘过滤器(8)与变压吸附制氧主机(14)通过气体管路相连接；所述变压吸附制氧主机(14)与氧气缓冲罐(15)通过气体管路相连接，且氧气压力传感器(16)设置在氧气缓冲罐(15)的外壁上；所述氧气缓冲罐(15)与不合格氧气排空气动阀(18)及合格氧气出口气动阀(19)通过气体管路相连接，且氧气纯度传感器(17)设置在氧气缓冲罐(15)与不合格氧气排空气动阀(18)及合格氧气出口气动阀(19)的连接处。

2.根据权利要求1所述的一种新型节能变压吸附制氧装置，其特征在于：所述变压吸附制氧主机(14)与消音器(13)通过气体管路相连接，且尾气排放气动阀(12)设置在变压吸附制氧主机(14)与消音器(13)的连接处。

3.根据权利要求1所述的一种新型节能变压吸附制氧装置，其特征在于：所述变压吸附制氧主机(14)与空气中间罐(9)通过气体管路相连接，且止回阀(10)及尾气收集气动阀(11)设置在变压吸附制氧主机(14)与空气中间罐(9)的连接处。

4.根据权利要求1所述的一种新型节能变压吸附制氧装置，其特征在于：所述空气中间罐(9)与微热吸附式干燥机(7)通过气体管路相连接。

5.根据权利要求1所述的一种新型节能变压吸附制氧装置，其特征在于：所述变压吸附制氧主机(14)在装置内共设置有两处。

6.根据权利要求1所述的一种新型节能变压吸附制氧装置，其特征在于：所述变压吸附制氧主机(14)的内部设置有气流分布器，且气流分布器上贯通设置有N个通气孔，通气孔在气流分布器上呈环形阵列状分布。

7.根据权利要求1所述的一种新型节能变压吸附制氧装置，其特征在于：所述微热吸附式干燥机(7)在装置内共设置有两处，且微热吸附式干燥机(7)与空气中间罐(9)的连接处设置有流量调节阀与止回阀(10)。

8.根据权利要求1所述的一种新型节能变压吸附制氧装置，其特征在于：所述消音器(13)在装置内共设置有两处，且微热吸附式干燥机(7)与消音器(13)通过气体管路相连接，微热吸附式干燥机(7)与消音器(13)的连接处设置有尾气排放气动阀(12)。