CN217794169U - 一种空气分离装置及地下工程滤毒通风富氧送风系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于空气分离技术领域，公开了一种空气分离装置及地下工程滤毒通风富氧送风系统，系统包括过滤吸收器和空气分离装置；气体先经过过滤吸收器再进入该空气分离装置，过滤吸收器用于过滤有毒气体，空气分离装置包括吸附分离模块，将输入到其内的气体分离出氮气和氧气；吸附分离模块分离的氧气通过第一输出管路输送给需要氧气的人员或者设备；分离的氮气通过第二输出管路输送给需要氮气的设备；吸附分离模块包括吸附塔；气体进入吸附塔，通过加压，由吸附塔的顶部排出富氮空气；通过减压，由吸附塔的底部排出富氧空气。通过上述方案能降低工程送风量及工程染毒风险。能达到主动防火的效果。还能提高工程空气中氧含量，提升人员舒适度。

Description

一种空气分离装置及地下工程滤毒通风富氧送风系统

技术领域

本实用新型属于空气分离技术领域，尤其涉及一种空气分离装置及地下工程滤毒通风富氧送风系统。

背景技术

近年来我国城市建设如火如荼，而在一、二、三类设防城市都应该设置人防地下工程，以保证战时人民的生命财产安全。通风设计是人防地下工程设计十分重要的组成部分，现行的《人民防空地下室设计规范》对人防地下工程的通风设计也有严格的要求与规定。一般的人防地下工程平时作为地下车库，战时作为人员掩蔽场所，因此其通风设计必须要同时满足平常的通风、消防排烟，又必须满足战时清洁、过滤、隔绝的要求，因此要求通风设计必须合理恰当，做到平战气流组织合理。人防地下工程是一个密闭的空间，容易使有害气体聚集，若通风不合理，人长时间生活其中，将严重损害身体健康。

实用新型内容

本实用新型提供了一种空气分离装置及地下工程滤毒通风富氧送风系统，它能解决外界空气遭受污染时地下工程对富氧空气和富氮空气有大量需求的问题。

为解决上述技术问题，本申请一方面提供如下技术方案：

一种空气分离装置，其包括：吸附分离模块；所述吸附分离模块将输入到该吸附分离模块的气体分离出氮气和氧气；所述吸附分离模块分离的氧气通过第一输出管路输送给需要氧气的人员或者设备；所述吸附分离模块分离的氮气通过第二输出管路输送给需要氮气的设备；所述吸附分离模块包括吸附塔；气体进入所述吸附塔，通过加压，由所述吸附塔的顶部排出富氮空气；通过减压，由所述吸附塔的底部排出富氧空气。

在如上所述的空气分离装置中，可选地，所述吸附分离模块包括真空泵、除水器；所述吸附塔与所述真空泵相连接，所述真空泵用于减少所述吸附塔内的压力；所述除水器与所述真空泵相连接，用于降低所述真空泵排出气体的湿度；经过所述吸附塔的底部和所述真空泵，富氧空气由所述除水器排出；所述吸附塔设置有两个或者多个。

在如上所述的空气分离装置中，可选地，包括控制模块；所述吸附塔采用径向分子筛变压吸附塔组；所述吸附塔与所述控制模块相连接，所述吸附塔的吸附、脱附过程通过所述控制模块控制进行；所述吸附塔出入口均设置有程控阀，所述程控阀与所述控制模块相连接，所述控制模块控制所述程控阀的通断，来间接控制多个所述吸附塔轮流工作，实现吸附与脱附过程的交替连续循环运行。

在如上所述的空气分离装置中，可选地，所述吸附分离模块包括第一风机；所述第一风机设置在气体进入所述吸附塔的通路上；所述第一风机用于对所述吸附塔加压；所述控制模块分别与所述第一风机和所述真空泵相连接；对所述吸附塔加压时所述控制模块开启所述第一风机，对所述吸附塔减压时所述控制模块开启所述真空泵；所述吸附塔包括电加热元件、温度传感器；所述电加热元件设置在所述吸附塔的气体入口处，用于加热进入吸附塔的气体，提升所述吸附塔工作效率；所述温度传感器设置在所述吸附塔内；所述控制模块分别与所述电加热元件和所述温度传感器相连接，根据所述温度传感器提供的温度信息，所述控制模块控制所述电加热元件的加热程度。

另一方面提供了一种地下工程滤毒通风富氧送风系统，其包括：过滤吸收器和上述空气分离装置；气体先经过所述过滤吸收器再进入该空气分离装置，所述过滤吸收器用于过滤有毒气体。

在如上所述的滤毒通风富氧送风系统中，可选地，包括：检测装置；气体先经过所述检测装置通过第一通路流向过滤吸收器，所述检测装置用于检测有毒气体；所述过滤吸收器和所述空气分离装置之间设置有第一密闭阀门，所述第一密闭阀门控制所述过滤吸收器与所述空气分离装置之间的通断；所述检测装置与所述控制模块通信连接，所述第一密闭阀门与所述控制模块相连接，根据所述检测装置提供的有毒气体信息，所述控制模块控制所述第一密闭阀门的通断。

在如上所述的滤毒通风富氧送风系统中，可选地，包括：防冲击波设备、粗效过滤器；进入地下工程的气体首先经过所述防冲击波设备，所述防冲击波设备保护地下工程的设备免遭冲击波的攻击；所述粗效过滤器与所述防冲击波设备相连接，气体由所述防冲击波设备进入所述粗效过滤器，所述粗效过滤器用于过滤5微米以上的尘埃粒子，经所述粗效过滤器的气体流向三条通路；该第一通路的气体经过所述过滤吸收器流向所述空气分离装置；所述粗效过滤器和所述过滤吸收器之间设置有第二密闭阀门，所述第二密闭阀门控制所述粗效过滤器与所述过滤吸收器之间的通断；第二通路的气体经第三密闭阀门流向所述空气分离装置；第三密闭阀门控制所述粗效过滤器与所述空气分离装置之间的通断；第三通路的气体经第四密闭阀门和第五密闭阀门流向第三输出管路；所述第二密闭阀门、所述第三密闭阀门、所述第四密闭阀门和所述第五密闭阀门分别与所述控制模块相连接；根据所述检测装置提供的有毒气体信息，所述控制模块分别控制所述第一密闭阀门、所述第二密闭阀门、所述第三密闭阀门、所述第四密闭阀门和所述第五密闭阀门的通断。

在如上所述的滤毒通风富氧送风系统中，可选地，包括：换气堵头；所述换气堵头设置在所述过滤吸收器进风处；该滤毒通风富氧送风系统是通过更换吸附饱和的过滤吸收器实现持续滤毒，所述控制模块与所述换气堵头相连接，过滤吸收器更换后，所述控制模块打开所述换气堵头。

在如上所述的滤毒通风富氧送风系统中，可选地，包括：插板阀、空调送风系统、第二风机；所述插板阀设置在所述第三输出管路上和所述空气分离装置的气体输出通路上；所述控制模块和所述插板阀相连接，所述控制模块通过控制设置在所述空气分离装置的气体输出通路上的所述插板阀，控制过滤吸收器的进风量，使实际进风量不大于所述过滤吸收器的额定风量；所述第二风机设置在所述第三输出管路上和所述空气分离装置的气体输出通路上，所述控制模块和所述第二风机相连接，所述控制模块开启所述第二风机为气体在通路中流动提供动力；所述空调送风系统包括风量调节阀；所述风量调节阀设置在所述第三输出管路上和所述空气分离装置的气体输出通路上；所述控制模块和所述风量调节阀相连接，所述控制模块通过控制所述风量调节阀，调节通路的送风量；通过调节设置在所述空气分离装置的气体输出通路上的所述风量调节阀和所述插板阀，控制通过所述过滤吸收器的风量小于其额定风量。

本实用新型的技术方案具有如下有益效果：

地下人防工程是战时掩蔽人员、物资以及保护人民生命财产安全的重要场所。空气环境保障系统对维持工程内人员生存与设备的高效运行具备重要作用。地下工程防护通风系统由一套完整的通风管道和设备构成。外界空气遭受有毒物质污染，工程转入滤毒通风。滤毒通风时，外界染毒空气经多级空气预处理后再通过滤毒通风管路上的过滤吸收器处理后才能继续输送。经过滤毒的空气供人员和设备使用。

本系统在满足工程氧气需求的情况下，降低了工程送风量，降低了工程染毒风险。空气分离产生的富氮空气用于数据机房等火灾易发区域，能产生并维持低氧环境，达到主动防火的效果。在工程平时通风状态下，单独运行空气分离装置，向地下工程内供应富氧空气，提高了工程空气中氧含量，提升了人员舒适度。

附图说明

图1为本实用新型一种地下工程滤毒通风富氧送风系统结构示意图；

图2为本实用新型变压吸附模块的结构方块图；

图3为本实用新型典型地下工程进风系统示意图。

附图标准说明：防冲击波设备1、粗效过滤器2、第一密闭阀门31、第二密闭阀门32、第三密闭阀门33、第四密闭阀门34、第五密闭阀门35、插板阀4、第一风机50、第二风机51、换气堵头6、过滤吸收器7、风量调节阀8、空气分离装置9、吸附分离模块90、检测装置100、吸附塔11、真空泵12、除水器13、控制模块14。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参照图1-3所示，图中给出了一种地下工程滤毒通风富氧送风系统，包括防冲击波设备1、粗效过滤器2、第二密闭阀门32、第三密闭阀门33、插板阀4、第二风机51、换气堵头6、过滤吸收器7、风量调节阀8、检测装置 100、空气分离装置9。

在整个系统中,最重要的部件为空气分离装置9。空气分离装置9，亦称“氧氮分离装置”,从空气中分离氧和氮的成套设备。

其结构说明如下,该空气分离装置9包括：吸附分离模块90、控制模块 14、第一风机50。

吸附分离模块90将输入到该吸附分离模块的气体分离出氮气和氧气；吸附分离模块90分离的氧气通过第一输出管路输送给需要氧气的人员或者设备；吸附分离模块90分离的氮气通过第二输出管路输送给需要氮气的设备。

吸附分离模块90包括吸附塔11、真空泵12、除水器13。

气体进入吸附塔11，通过加压，由吸附塔11的顶部排出富氮空气；通过减压，由吸附塔11的底部排出富氧空气。

吸附塔设置有两个或者多个，下面以2个吸附塔(吸附塔A和吸附塔B) 并联为例。

吸附塔11与真空泵12相连接，真空泵12用于对吸附塔11进行减压解吸。

真空泵12采用干式真空泵或者水环真空泵，优选水环真空泵。

真空泵12与除水器13相连接，除水器13用于降低真空泵12排出气体的湿度；除水器13与吸附塔11相连接，除水器13将经过除水处理的气体送入吸附塔11，提高吸附塔11吸附效率。

气体在真空泵12与除水器13中有两种流动方向：

第一方向，气体由吸附塔11进入真空泵12，在经过除水器13(降低了气体的水分)，再次进入吸附塔11。气体经过除水处理提高了吸附塔11的吸附效率。

第二方向，气体(这里是富氧空气)经过吸附塔11的底部和真空泵12，富氧空气由除水器13排出。

吸附塔11采用径向分子筛变压吸附塔11；吸附塔11中装填了分子筛类吸附材料，用于把不同大小和形状的氧分子和氮分子分开。

吸附塔11的工作原理如下：

如果温度不变，在加压的情况下吸附，用减压(抽真空)或常压解吸的方法，称为变压吸附。变压吸附是通过改变压力来吸附和解吸的。变压吸附操作由于吸附剂的热导率较小，吸附热和解吸热所引起的吸附剂床层温度变化不大，故可将其看成等温过程，它的工况近似地沿着常温吸附等温线进行，在较高压力下吸附，在较低压力下解吸。

吸附分离是利用吸附剂只对特定气体吸附和解析能力上的差异进行分离的。变压吸附分离是以空气为原材料，利用氮气和氧气在分子筛表面扩散速率不同，从而把空气中的氮和氧分离出来。为了促进这个过程的进行，常用的有加压法和真空法等。分子筛变压吸附分离空气制取氧的机理，一是利用分子筛对氮的吸附亲和能力大于对氧的吸附亲和能力以分离氧，氮；二是利用氧在碳分子筛微孔系统狭窄空隙中的扩散速度大于氮的扩散速度，使在远离平衡的条件下可分离氧氮。在等温的情况下，利用加压吸附和减压解吸组合成吸附操作循环过程。吸附剂对吸附质(在本申请中指氧气)的吸附量随着压力的升高而增加，并随着压力的降低而减少，同时在减压(降至常压或抽真空)过程中，放出被吸附的气体，使吸附剂再生，外界不需要供给热量便可进行吸附剂的再生。因此，变压吸附既称等温吸附，又称无热再生吸附。分子筛是人工水热合成的硅铝酸盐晶体，其硅铝比不同生成各种不同型号分子筛。如：A型，X型，Y型等，并经过交换不同的金属阳离子则变成同类型不同类别的分子筛。依据晶体内部孔穴大小吸附或排斥不同的物质分子，同时根据不同物质分子极性或可极化度而决定吸附的次序，达到分离的效果，因而被形象的称为“分子筛”。分子筛的孔径分布是非常均一的，因而分子筛比其他类型吸附剂更具有其独特的优越性，可以有效地避免分离时所产生共吸附现象，提高产品得率。分子筛系统较其他干燥和分离装置，设备投资低，运转成本低。

以上是吸附塔11的工作原理介绍。

吸附塔11与控制模块14相连接，吸附塔11的吸附、脱附过程通过控制模块14控制进行。吸附塔11出入口均设置有程控阀，程控阀与控制模块14 相连接；控制模块14控制程控阀的通断，来间接控制多个吸附塔11轮流工作，实现吸附与脱附过程的交替连续循环运行，提升吸附塔使用效率。

吸附分离模块包括第一风机50，第一风机50设置在进入吸附塔11的气体通路上，用于为吸附塔11加压。第一风机50与真空泵12共同为吸附塔 11压力变化提供动力。第一风机50用于对吸附塔11加压、真空泵12用于对吸附塔11减压。控制模块14分别与第一风机50和真空泵12相连接；对吸附塔11加压时控制模块14开启第一风机50，对吸附塔11减压时控制模块14开启真空泵12。具体的，控制模块14通过开启第一风机50，加压吸附塔A，由吸附塔A的顶部排出富氮空气。同时控制模块14通过开启真空泵 12，减压吸附塔B，由吸附塔B的底部排出富氧空气。吸附塔A和吸附塔B 交替循环运行，一个塔进行吸附、另外一个塔脱附。

吸附塔11包括电加热元件、温度传感器。

电加热元件设置在吸附塔11的气体入口处，用于加热进入吸附塔11的气体(将气体的温度加热到60～80℃)，提升吸附塔11工作效率；温度传感器设置在吸附塔11内；控制模块14分别与电加热元件和温度传感器相连接，根据温度传感器提供的温度信息，控制模块14控制电加热元件的加热程度。

该空气分离装置9与地下工程的管路之间通过柔性接管对接，并用卡箍将该柔性接管牢固卡紧。

一种地下工程滤毒通风富氧送风系统，包括：过滤吸收器7、检测装置 100、防冲击波设备1、粗效过滤器2、换气堵头6、插板阀4、空调送风系统、第一密闭阀门31、第二密闭阀门32、第三密闭阀门33、第四密闭阀门34、第五密闭阀门35、机架和该空气分离装置9。

气体先经过过滤吸收器7再进入空气分离装置9，过滤吸收器7用于过滤有毒气体。

气体先经过检测装置100通过第一通路流向过滤吸收器7，检测装置100 用于检测有毒气体；过滤吸收器7和空气分离装置9之间设置有第一密闭阀门31，第一密闭阀门31控制过滤吸收器7与空气分离装置9之间的通断；

检测装置100与控制模块14通信连接，第一密闭阀门31与控制模块14 相连接，根据检测装置100提供的有毒气体信息，控制模块14控制第一密闭阀门31的通断。

进入地下工程的气体首先经过防冲击波设备1，防冲击波设备1保护地下工程的设备免遭冲击波的攻击。

粗效过滤器2与防冲击波设备1相连接，气体由防冲击波设备1进入粗效过滤器2，粗效过滤器2用于过滤5微米以上的尘埃粒子，经粗效过滤器2 的气体流向三条通路。

该第一通路的气体经过过滤吸收器7流向空气分离装置9；粗效过滤器2 和过滤吸收器7之间设置有第二密闭阀门32，第二密闭阀门32控制粗效过滤器2与过滤吸收器7之间的通断。

第二通路的气体经第三密闭阀门33流向空气分离装置9；第三密闭阀门 33控制粗效过滤器2与空气分离装置9之间的通断。

第三通路的气体经第四密闭阀门34和第五密闭阀门35流向第三输出管路。在灾难来临时地下工程的空气分为染毒区和清洁区，清洁区的空气是被滤毒过的空气，染毒区的空气没有被滤毒。为了在染毒区和清洁区分别控制第三通路，采用双阀门方式(第四密闭阀门34和第五密闭阀门35)，其中第四密闭阀门34设置在染毒区，第五密闭阀门35设置在清洁区。

第二密闭阀门32、第三密闭阀门33、第四密闭阀门34和第五密闭阀门 35分别与控制模块14相连接；根据检测装置100提供的有毒气体信息，控制模块14分别控制第一密闭阀门31、第二密闭阀门32、第三密闭阀门33、第四密闭阀门34和第五密闭阀门35的通断，进一步控制气体流向。

当检测到气体有毒时，控制模块14打开第一密闭阀门31、第二密闭阀门32，有毒气体先经过过滤吸收器7滤毒，再经过空气分离装置9分离的富氧空气输送给需要氧气的人员或者设备，分离的富氮空气输送给需要氮气的设备。

当检测到气体没有毒时，控制模块14打开第三密闭阀门33，气体经过空气分离装置9分离的富氧空气输送给需要氧气的人员或者设备，分离的富氮空气输送给需要氮气的设备。或者控制模块14打开第四密闭阀门34和第五密闭阀门35，气体通过第三输出管路输送给人员或者设备使用。

人防工程应对核生化武器的主要措施之一是设有过滤吸收器。战时外界染毒后，可以启用过滤吸收器把外界染毒空气处理成清洁空气送入工程内清洁区。过滤吸收器是人防专用设备，安装于平战结合工事的滤毒通风系统中，具有抗冲击波余压和滤毒、灭菌的功能。当外界空气受到核、生、化污染时，过滤吸收器中的防爆板可抵抗冲击波余压，过滤吸收器中的精滤单元可高效滤除空气中的放射性灰尘和气溶胶。再经滤毒单元对空气中的化学毒剂蒸汽进行吸附滤除。过滤吸收器中的生物灭活单元可有效杀灭截留在精滤单元上的生物战剂活体，防止其大量繁殖迁移，造成二次污染。过滤吸收器7所采用灭活方法是一种通用方法，实验证实可杀大肠杆菌和枯草芽孢。外界染毒空气经多级空气预处理后再通过过滤吸收器处理后才能继续输送。经过滤毒的空气供人员使用，吸附饱和的过滤吸收器通过更换实现持续滤毒。

换气堵头6设置在过滤吸收器7进风处，该滤毒通风富氧送风系统是通过更换吸附饱和的过滤吸收器7实现持续滤毒，控制模块14与换气堵头6 相连接。过滤吸收器7更换后，控制模块14打开换气堵头6，关闭第二密闭阀门32，通过通风换气消除掉散发的毒气污染，容置过滤吸收器7的空间内的气体经换气堵头6流向过滤吸收器7，即气体依次流经换气堵头6、过滤吸收器7、第一密闭阀门31、空气分离装置9等，通过过滤吸收器7吸附净化实现净化。

插板阀4设置在第三输出管路上和空气分离装置9的气体输出通路上，控制模块14和插板阀4相连接，控制模块14通过控制设置在空气分离装置 9的气体输出通路上的插板阀4和风量调节阀8，控制过滤吸收器的进风量，使实际进风量不大于过滤吸收器7的额定风量。

第二风机51设置在第三输出管路上和空气分离装置9的气体输出通路上，控制模块14和第二风机51相连接，控制模块14开启第二风机51为气体在通路中流动提供动力。

空调送风系统包括风量调节阀8，风量调节阀8设置在第三输出管路上和空气分离装置9的气体输出通路上；用于调节通路的送风量。风量调节阀又叫调风门，是工业厂房民用建筑的通风、空气调节及空气净化工程中不可缺少的中央空调末端配件，一般用在空调，通风系统管道中，用来调节支管的风量，也可用于新风与回风的混合调节。控制模块14和风量调节阀8相连接，控制模块14通过控制风量调节阀8，调节通路的送风量；通过调节风量调节阀8和插板阀4，控制通过过滤吸收器7的风量小于其额定风量。具体地，过滤吸收器7通风量的动力主要来源于设置在空气分离装置9的气体输出通路上的第一风机51。当第一风机51提供的风量大于过滤吸收器7风量时，通过调小设置在空气分离装置9的气体输出通路上的风量调节阀8的开度并打开设置在空气分离装置9的气体输出通路上的插板阀4增加旁通进风的方式控制通过过滤吸收器7的风量小于其额定风量。

通常，工程通风分为三种：1)平时通风，气体可以依次流经：防冲击波设备1、粗效过滤器2、第四密闭阀门34、第五密闭阀门35、设置在第三输出管路上的第二风机51、设置在第三输出管路上的风量调节阀8；2)滤毒通风，气体可以依次流经：防冲击波设备1、粗效过滤器2、第二密闭阀门32、过滤吸收器7、第一密闭阀门31、设置在空气分离装置9的气体输出通路上的第二风机51、设置在空气分离装置9的气体输出通路上的风量调节阀8；3) 隔绝通风，在该状态下工程内部空间和外部没有联系，所有密闭阀门都关闭，依靠工程内部风机实现气流循环，通常隔绝通风时间有限，因为没有外界氧气供应，通过工程内制氧装置提供人员呼吸用氧。气体依次流经：设置在第三输出管路上的插板阀4、设置在第三输出管路上的第二风机51、设置在第三输出管路上的风量调节阀8。

为方便设备的安装，该滤毒通风富氧送风系统还包括机架，机架设置在清洁区，控制模块14、吸附塔11、真空泵12和除水器13设置在机架上。

该滤毒通风富氧送风系统还包括辅助部件，辅助部件包括管路接头、线缆及辅助性安装配件，用于设备的连接安装。

如图3所示，在原地下工程进风系统的滤毒通风管道上(第一密闭阀门 31与插板阀4之间)串联一空气分离装置。

如图2所示，滤毒净化后的空气，经第一风机50加压后送入吸附塔，通过吸附塔内装填的分子筛类吸附材料，把不同大小和形状的氧分子和氮分子分开产生富氧空气和富氮空气。具体的，通过第一风机50，加压吸附塔A，由吸附塔A的顶部排出富氮空气。同时通过真空泵12，减压吸附塔B，由吸附塔B的底部排出富氧空气。吸附塔A和吸附塔B交替循环运行，一个塔进行吸附、另外一个塔脱附。

地下工程滤毒通风富氧送风的工作步骤是：

第一步，进入地下工程的空气首先经过防冲击波设备1，防冲击波设备1 保护地下工程的设备免遭冲击波的攻击。

第二步，空气由防冲击波设备1进入粗效过滤器2，过滤5微米以上的尘埃粒子。

第三步，空气由粗效过滤器2进入检测装置100，检测空气是否含有有毒气体。

如果空气中含有有毒气体，进入过滤吸收器7滤毒；滤毒后的空气进入空气分离装置9，通过空气分离装置9分离的氧气输送给需要氧气的人员或者设备，分离的氮气输送给需要氮气的设备；

如果空气中没有有毒气体，空气直接输送给人员和设备使用；或者，空气进入空气分离装置9，通过空气分离装置9分离的氧气输送给需要氧气的人员或者设备，分离的氮气输送给需要氮气的设备。

在地下工程通风管路上通过串联/并联方式增加空气分离装置，在满足工程氧气需求的情况下，降低工程送风量，降低工程染毒风险。下面以数量为 100体积为例，对本系统的运行过程进行简要说明。当工程进行滤毒通风时，经过滤吸收器滤毒后的空气全部送入地下工程，数量为100体积。在过滤吸收器的下游增设空气分离装置9后，会产生60体积的富氧空气和40体积的富氮空气。60体积的富氧空气输送给需要氧气的人员或者设备。这样会降低送入工程供人员呼吸部分的空气体积，相应的会降低空气中携带有毒物质的数量及可能性，降低工程染毒风险。40体积富氮空气送入设备房间用于主动防火。在工程平时通风状态下，也可单独运行空气分离装置9，向地下工程内供应富氧空气提高工程空气中氧含量，提升人员舒适度。本专利通过空气分离产生的富氧空气直接送入工程，可以降低送入工程内空气的体积，相应的会降低有毒物质进入工程的风险。

通过分离经过滤吸收器7滤毒后的空气制取富氧空气送入需要氧气的人员和设备，降低工程送风量，进一步降低工程染毒风险。同时，确保地下工程内人员生存所需氧气。提高单位体积空气中的氧含量，满足密集条件下人员用氧需求。富氧空气通过工程原有空调送风管道送入工程内部或者新设专用送氧管路直接供人员呼吸。经空气分离产生的富氮空气通过专用管道，辅助以现场传感器、控制器，将氮气注入地下工程重点区域，如数据机房、发电机房等，使形成并维持低氧环境，抑制燃烧的链式反应，达到主动避免火灾，并能满足设备维护保养的低浓度氧环境。经该滤毒通风富氧送风系统过滤后的空气送入地下工程的同时，由于地下工程体积、压力是一定的，必然有相应体积的经人员呼吸后的空气排出工程。但这部分空气肯定是安全的，虽然其中的氧气含量相对较低、空气质量相对污浊。但是是安全的。

由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。

Claims (10)

1.一种空气分离装置(9)，其特征在于，包括：

吸附分离模块(90)；

所述吸附分离模块(90)将输入到该吸附分离模块的气体分离出氮气和氧气；

所述吸附分离模块(90)分离的氧气通过第一输出管路输送给需要氧气的人员或者设备；

所述吸附分离模块(90)分离的氮气通过第二输出管路输送给需要氮气的设备；

所述吸附分离模块(90)包括吸附塔(11)；

气体进入所述吸附塔(11)，通过加压，由所述吸附塔(11)的顶部排出富氮空气；通过减压，由所述吸附塔(11)的底部排出富氧空气。

2.根据权利要求1所述的空气分离装置(9)，其特征在于，

所述吸附分离模块(90)包括真空泵(12)、除水器(13)；

所述吸附塔(11)与所述真空泵(12)相连接，所述真空泵(12)用于减少所述吸附塔(11)内的压力；

所述除水器(13)与所述真空泵(12)相连接，用于降低所述真空泵(12)排出气体的湿度；经过所述吸附塔(11)的底部和所述真空泵(12)，富氧空气由所述除水器(13)排出；

所述吸附塔(11)设置有两个或者多个。

3.根据权利要求2所述的空气分离装置(9)，其特征在于，

包括控制模块(14)；

所述吸附塔(11)采用径向分子筛变压吸附塔组；

所述吸附塔(11)与所述控制模块(14)相连接，所述吸附塔(11)的吸附、脱附过程通过所述控制模块(14)控制进行；

所述吸附塔(11)出入口均设置有程控阀，所述程控阀与所述控制模块(14)相连接，所述控制模块(14)控制所述程控阀的通断，来间接控制多个所述吸附塔(11)轮流工作，实现吸附与脱附过程的交替连续循环运行。

4.根据权利要求3所述的空气分离装置(9)，其特征在于，

所述吸附分离模块包括第一风机(50)；

所述第一风机(50)设置在气体进入所述吸附塔(11)的通路上；

所述第一风机(50)用于对所述吸附塔(11)加压；

所述控制模块(14)分别与所述第一风机(50)和所述真空泵(12)相连接；对所述吸附塔(11)加压时所述控制模块(14)开启所述第一风机(50)，对所述吸附塔(11)减压时所述控制模块(14)开启所述真空泵(12)。

5.根据权利要求3所述的空气分离装置(9)，其特征在于，

所述吸附塔(11)包括电加热元件、温度传感器；

所述电加热元件设置在所述吸附塔(11)的气体入口处，用于加热进入吸附塔(11)的气体，提升所述吸附塔(11)工作效率；

所述温度传感器设置在所述吸附塔(11)内；

所述控制模块(14)分别与所述电加热元件和所述温度传感器相连接，根据所述温度传感器提供的温度信息，所述控制模块(14)控制所述电加热元件的加热程度。

6.一种地下工程滤毒通风富氧送风系统，其特征在于，包括：

过滤吸收器(7)和权利要求3至5任一项所述的空气分离装置(9)；

气体先经过所述过滤吸收器(7)再进入该空气分离装置(9)，所述过滤吸收器(7)用于过滤有毒气体。

7.根据权利要求6所述的滤毒通风富氧送风系统，其特征在于，包括：

检测装置(100)；

气体先经过所述检测装置(100)通过第一通路流向过滤吸收器(7)，所述检测装置(100)用于检测有毒气体；所述过滤吸收器(7)和所述空气分离装置(9)之间设置有第一密闭阀门(31)，所述第一密闭阀门(31)控制所述过滤吸收器(7)与所述空气分离装置(9)之间的通断；

所述检测装置(100)与所述控制模块(14)通信连接，所述第一密闭阀门(31)与所述控制模块(14)相连接，根据所述检测装置(100)提供的有毒气体信息，所述控制模块(14)控制所述第一密闭阀门(31)的通断。

8.根据权利要求7所述的滤毒通风富氧送风系统，其特征在于，包括：

防冲击波设备(1)、粗效过滤器(2)；

进入地下工程的气体首先经过所述防冲击波设备(1)，所述防冲击波设备(1)保护地下工程的设备免遭冲击波的攻击；

所述粗效过滤器(2)与所述防冲击波设备(1)相连接，气体由所述防冲击波设备(1)进入所述粗效过滤器(2)，所述粗效过滤器(2)用于过滤5微米以上的尘埃粒子，经所述粗效过滤器(2)的气体流向三条通路；

该第一通路的气体经过所述过滤吸收器(7)流向所述空气分离装置(9)；所述粗效过滤器(2)和所述过滤吸收器(7)之间设置有第二密闭阀门(32)，所述第二密闭阀门(32)控制所述粗效过滤器(2)与所述过滤吸收器(7)之间的通断；

第二通路的气体经第三密闭阀门(33)流向所述空气分离装置(9)；第三密闭阀门(33)控制所述粗效过滤器(2)与所述空气分离装置(9)之间的通断；

第三通路的气体经第四密闭阀门(34)和第五密闭阀门(35)流向第三输出管路；

所述第二密闭阀门(32)、所述第三密闭阀门(33)、所述第四密闭阀门(34)和所述第五密闭阀门(35)分别与所述控制模块(14)相连接；根据所述检测装置(100)提供的有毒气体信息，所述控制模块(14)分别控制所述第一密闭阀门(31)、所述第二密闭阀门(32)、所述第三密闭阀门(33)、所述第四密闭阀门(34)和所述第五密闭阀门(35)的通断。

9.根据权利要求8所述的滤毒通风富氧送风系统，其特征在于，包括：

换气堵头(6)；

所述换气堵头(6)设置在所述过滤吸收器(7)进风处；

该滤毒通风富氧送风系统是通过更换吸附饱和的过滤吸收器(7)实现持续滤毒，所述控制模块(14)与所述换气堵头(6)相连接，过滤吸收器(7)更换后，所述控制模块(14)打开所述换气堵头(6)。

10.根据权利要求8所述的滤毒通风富氧送风系统，其特征在于，包括：

插板阀(4)、空调送风系统、第二风机(51)；

所述插板阀(4)设置在所述第三输出管路上和所述空气分离装置(9)的气体输出通路上；所述控制模块(14)和所述插板阀(4)相连接，所述控制模块(14)通过控制设置在所述空气分离装置(9)的气体输出通路上的所述插板阀(4)，控制过滤吸收器的进风量，使实际进风量不大于所述过滤吸收器(7)的额定风量；

所述第二风机(51)设置在所述第三输出管路上和所述空气分离装置(9)的气体输出通路上，所述控制模块(14)和所述第二风机(51)相连接，所述控制模块(14)开启所述第二风机(51)为气体在通路中流动提供动力；

所述空调送风系统包括风量调节阀(8)；

所述风量调节阀(8)设置在所述第三输出管路上和所述空气分离装置(9)的气体输出通路上；所述控制模块(14)和所述风量调节阀(8)相连接，所述控制模块(14)通过控制所述风量调节阀(8)，调节通路的送风量；通过调节设置在所述空气分离装置(9)的气体输出通路上的所述风量调节阀(8)和所述插板阀(4)，控制通过所述过滤吸收器(7)的风量小于其额定风量。

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