CN213202369U - 一种vpsa制氧系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了VPSA制氧系统,包括中间均压罐、程控阀组和依次连接的进气管道、空气过滤器、鼓风机、换热器、吸附塔、氧气储罐,所述吸附塔与所述中间均压罐循环连接,所述吸附塔通过支管与所述进气管道连接,所述鼓风机的进风口连接所述空气过滤器,鼓风机的出风口与换热器的连接管道上设置有排气管;所述程控阀组包括设置在各连接管道上的多个程控阀。该系统设置中间均压罐与吸附塔的循环通路,完成吸附塔的均压操作,使吸附剂被充分利用,显著提高了工作效率和吸附剂的利用率。
Description
技术领域
本实用新型涉及工业制氧技术领域,具体涉及一种VPSA制氧系统。
背景技术
变压吸附法富氧具有投资少、能耗低、设备简单、操作灵活等优点,特别是在中小规模制氧系统上,大大降低了生产能耗,广泛应用于化工、医药和环保(垃圾焚烧、工业富氧燃烧和废水处理等)领域。其中真空变压吸附工艺(VPSA)运用抽真空方式对吸附剂进行再生,再生效果较好,同时有效减少了冲洗气量,降低了能耗。
VPSA工艺是以空气为原料,在吸附器内,空气中的水分、二氧化碳和氮气等组分经过下部的分子筛吸附,未被吸附的氧气在吸附器顶部富积作为产品气输出。现有的VPSA制氧设备常规设置两只吸附器,当一只吸附器产出氧气时,另一只吸附器处于抽真空再生状态,两只吸附器交替重复产氧和再生,实现连续抽取氧气。往往工作效率不高,吸附剂利用率低。
实用新型内容
针对上述技术问题,本实用新型提供了一种高效的VPSA制氧系统。该系统设置中间均压罐与吸附塔的循环通路,完成吸附塔的均压操作,使吸附剂被充分利用,显著提高了工作效率和吸附剂的利用率。
为了实现实用新型目的,本实用新型采用的技术方案是:
一种VPSA制氧系统,包括中间均压罐、程控阀组和依次连接的进气管道、空气过滤器、鼓风机、换热器、吸附塔、氧气储罐,所述吸附塔与所述中间均压罐循环连接,所述吸附塔通过支管与所述进气管道连接,所述鼓风机的进风口连接所述空气过滤器,鼓风机的出风口与换热器的连接管道上设置有排气管;所述程控阀组包括设置在各连接管道上的多个程控阀,其中,所述进气管道在所述支管的前后分别设置有一个程控阀,所述鼓风机和换热器之间也设置有一个程控阀。
本实用新型所述吸附塔的顶部连接所述中间均压罐的顶部进气口,所述吸附塔的底部连接所述中间均压罐的底部出气口,形成循环通路。
优选地,所述程控阀组包括A1程控阀、B1程控阀、C1程控阀、D1程控阀、E1程控阀、F1程控阀和G1程控阀;所述A1程控阀和B1程控阀设置在所述进气管道上,且分别位于所述支管的前后;所述C1程控阀设置在所述鼓风机和换热器之间,所述D1程控阀设置在所述吸附塔和氧气储罐之间,所述E1程控阀和F1程控阀分别设置在所述吸附塔与中间均压罐的两路循环管路上,所述G1程控阀设置在所述排气管上。
本实用新型所述空气过滤器、鼓风机、换热器、吸附塔和排气管组成一个制氧单元,系统由多个制氧单元并联而成,每个制氧单元中的空气过滤器和吸附塔再与所述进气管道、中间均压罐和氧气储罐连接,且每个制氧单元均设置有所述的程控阀组。
本实用新型所述中间均压罐的体积是吸附塔体积的至少2倍。
本实用新型的有益效果在于:
1、本实用新型采用中间均压罐与吸附塔形成循环通路,来完成吸附塔的顺放均压和升压均压操作,使均压后的塔内气压与中间均压罐一致,可将正负50kpa的吸附塔气压在数秒内快速均压至接近空气大气压,在吸附前进行快速均压,在吸附后进行快速冲压,达到提高装置均压和冲压效率,较传统的均压方法,节省了制氧周期内的均压时间,加大了吸附时间的占比,使吸附剂被充分利用。
2、本系统通过对程控阀的科学设置,在进气管道的支管前后分别设置一个程控阀,在鼓风机和换热器之间也设置一个程控阀,无需真空泵,采且一个鼓风机即可完成送风和抽真空的操作,吸附时间和抽真空时间根据产品纯度和设备配置可自行安排,互不干扰,既可达到充分利用分子筛又能保证产品氧气纯度要求。
3、本系统可根据产能需要,采用多个制氧单元,每个塔对应一个鼓风机和程控阀组,无不干扰,自成系统,可独立完成吸附和再生过程,生产富氧,装置组织灵活,可以任意选择组合塔的数量,满足各种规模的装置需求。
4、中间均压罐的体积是吸附塔体积的至少2倍,使均压后的中间均压罐气压接近大气压,在下一次均压操作中与吸附塔形成大的压力差,从而在制氧过程中迅速对吸附塔完成均压操作。
附图说明
图1为本实用新型VPSA制氧系统的结构示意图。
图2为本实用新型含多个制氧单元的VPSA制氧系统的结构示意图。
具体实施方式
为了更加清楚、详细地说明本实用新型的目的技术方案,下面通过相关实施例对本实用新型进行进一步描述。以下实施例仅为具体说明本实用新型的实施方法,并不限定本实用新型的保护范围。
实施例1
如图1所示,一种高效的VPSA制氧系统,包括中间均压罐、程控阀组和依次连接的进气管道、空气过滤器、鼓风机、换热器、吸附塔、氧气储罐,所述吸附塔与所述中间均压罐循环连接,所述吸附塔通过支管与所述进气管道连接,所述鼓风机的进风口连接所述空气过滤器,鼓风机的出风口与换热器的连接管道上设置有排气管;所述程控阀组包括设置在各连接管道上的多个程控阀,其中,所述进气管道在所述支管的前后分别设置有一个程控阀,所述也设置有一个程控阀。
工作原理:
1.吸附:吸附时开启鼓风机,打开进气管道上的程控阀,经进气管道将空气送入吸附塔进行吸附分离制取氧气,氧气从塔顶进入氧气储罐。
2.顺放均压:当吸附塔完成吸附过程后,塔内处于压力状态,停止送氧,打开吸附塔与中间均压罐进气口的通道,将塔内部分气体进入中间均压罐,使塔内压力降低,回收死空间内氧气,储存于中间均压罐中。
3.泄压:关闭支管后方的程控阀,吸附塔通过支管将塔内压力泄放至进气管道,使塔内压力为空气大气压。
4.抽真空:关闭支管前方和鼓风机后方的程控阀,打开支管后方的程控阀,开始对塔内抽真空,将吸附剂所吸附的氮气抽出,从排气管排出,吸附剂再生。
5.升压均压:打开吸附塔与中间均压罐出气口的通道,利用中间均压罐内的气体对吸附塔进行升压。
6.升压:打开支管前方的程控阀,关闭支管后方的程控阀,空气进入吸附塔,升压至大气压,进入下一个吸附周期。
实施例2
本实施例在实施例1的基础上:
所述吸附塔的顶部连接所述中间均压罐的顶部进气口,所述吸附塔的底部连接所述中间均压罐的底部出气口,形成循环通路。
本实用新型由吸附塔、过程中间均压罐、氧气罐、风机和程控阀组构成的VPSA空气分离制富氧工艺流程。
实施例3
本实施例在实施例2的基础上:
如图1所示,所述程控阀组包括A1程控阀、B1程控阀、C1程控阀、D1程控阀、E1程控阀、F1程控阀和G1程控阀;所述A1程控阀和B1程控阀设置在所述进气管道上,且分别位于所述支管的前后;所述C1程控阀设置在所述鼓风机和换热器之间,所述D1程控阀设置在所述吸附塔和氧气储罐之间,所述E1程控阀和F1程控阀分别设置在所述吸附塔与中间均压罐的两路循环管路上,所述G1程控阀设置在所述排气管上。
吸附塔与风机及中间均压罐、氧气储罐及程控阀A/B/C/D/E/F/G构成了一套连续稳定的VPSA富氧装置。工作原理:
1.吸附:吸附时开启鼓风机M,同时开启程控阀A1、B1、C1和D1,将空气送入吸附塔进行吸附分离制取氧气,氧气从塔顶进入氧气储罐。
2.顺放均压:当吸附塔完成吸附过程后,塔内处于压力状态,D1关闭,开启E1,塔内部分气体进入中间均压罐使塔内压力降低,回收死空间内氧气,储存于中间均压罐中。
3.抽真空:关闭A1,打开B1/G1开始抽真空,将吸附剂所吸附的氮气抽出,使吸附剂再生。
5.升压均压:打开F1,利用中间均压罐内的气体对吸附塔进行升压。
6.升压:关闭F1,打开进气阀A1,空气进入吸附塔,升压至大气压,进入下一个吸附周期。
实施例4
本实施例在实施例3的基础上:
如图2所示,所述空气过滤器、鼓风机、换热器、吸附塔和排气管组成一个制氧单元,系统由3个制氧单元并联而成,每个制氧单元中的空气过滤器和吸附塔再与所述进气管道、中间均压罐和氧气储罐连接,且每个制氧单元均设置有所述的程控阀组。
每个制氧单元可独立运行实施例3的工艺流程,互不干扰。
实施例5
所述中间均压罐的体积是吸附塔体积的至少2倍。
本实用新型采用的鼓风机可为罗茨鼓风机、离心鼓风机或者水环鼓风机;换热器为水冷式空气冷却器,过滤器为自洁式空气过滤器,程控阀型号为气动/液动蝶阀。具体规格型号由装置规模和用户需求选定。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种VPSA制氧系统,其特征在于,包括中间均压罐、程控阀组和依次连接的进气管道、空气过滤器、鼓风机、换热器、吸附塔、氧气储罐,所述吸附塔与所述中间均压罐循环连接,所述吸附塔通过支管与所述进气管道连接,所述鼓风机的进风口连接所述空气过滤器,鼓风机的出风口与换热器的连接管道上设置有排气管;所述程控阀组包括设置在各连接管道上的多个程控阀,其中,所述进气管道在所述支管的前后分别设置有一个程控阀,所述鼓风机和换热器之间也设置有一个程控阀。
2.根据权利要求1所述VPSA制氧系统,其特征在于,所述吸附塔的顶部连接所述中间均压罐的顶部进气口,所述吸附塔的底部连接所述中间均压罐的底部出气口,形成循环通路。
3.根据权利要求2所述VPSA制氧系统,其特征在于,所述程控阀组包括A1程控阀、B1程控阀、C1程控阀、D1程控阀、E1程控阀、F1程控阀和G1程控阀;所述A1程控阀和B1程控阀设置在所述进气管道上,且分别位于所述支管的前后;所述C1程控阀设置在所述鼓风机和换热器之间,所述D1程控阀设置在所述吸附塔和氧气储罐之间,所述E1程控阀和F1程控阀分别设置在所述吸附塔与中间均压罐的两路循环管路上,所述G1程控阀设置在所述排气管上。
4.根据权利要求3所述VPSA制氧系统,其特征在于,所述空气过滤器、鼓风机、换热器、吸附塔和排气管组成一个制氧单元,系统由多个制氧单元并联而成,每个制氧单元中的空气过滤器和吸附塔再与所述进气管道、中间均压罐和氧气储罐连接,且每个制氧单元均设置有所述的程控阀组。
5.根据权利要求1所述VPSA制氧系统,其特征在于,所述中间均压罐的体积是吸附塔体积的至少2倍。
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- 2020-09-29 CN CN202022186558.7U patent/CN213202369U/zh active Active
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