CN219647105U - 一种利用排气发电加热吸附塔提升制氧效率的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种利用排气发电加热吸附塔提升制氧效率的装置，该装置包括空气压缩机、制氧装置、氧气储罐、发电储能设备；所述制氧装置包括第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第一吸附塔、第二吸附塔；第一吸附塔设置第一气道和第二气道，第二吸附塔设置第三气道和第四气道；所述空气压缩机与第一阀门、第二阀门相连通；所述发电储能设备与第三阀门、第四阀门相连通；所述第一吸附塔和第二吸附塔分别设置了自限温电伴热带和保温棉。本实用新型可以有效利用制氧装置解吸后的大量带压氮气的能量，同时吸附塔经过加热保温后，可在寒冷的环境中保持其内部分子筛最佳的吸附解吸温度，降低了能耗，提升了制氧效率。
Description
技术领域
本实用新型属于制氧设备技术领域，具体地是涉及一种利用排气发电加热吸附塔提升制氧效率的装置。
背景技术
青藏高原地区海拔高、气压低，其严重缺氧、高寒干燥的自然环境严重威胁人民群众和边防官兵的身心健康。近年来，在党中央的关怀和支持下，青藏高原地区大力推进供氧工程建设。现有技术中主要的制氧设备采用的是PSA变压吸附制氧装置，其制氧能耗低、运行成本低、工艺简单、操作灵活且投资少、建设工期短。
现有技术中的PSA变压吸附制氧设备的工作原理是根据吸附质(空气)在一定温度下通过吸附剂时，吸附质的不同成分在同一压力下被吸附量的不同，通过改变压力这一热力学状态参数，将不同吸附质进行分离的循环过程。吸附剂对吸附质的静态吸附容量随压力升高而增加，这使得氮气被吸附，大多数氧气得以通过；氮气的吸附量随压力减小而下降，这使得氮气解吸出来，作为废气排出。
现有技术中解吸后的氮气常常作为废气直接排出，排气噪声大且大量带压的氮气直接排放，其能量未被利用。现有技术中吸附塔通常在常温状态下进行吸附解吸，在高原地区、冬季寒冷且昼夜温差大的地区吸附解吸效率下降，因此影响产氧效率及制氧浓度。
实用新型内容
本实用新型就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供一种利用排气发电加热吸附塔提升制氧效率的装置，包括空气压缩机、制氧装置、氧气储罐、发电储能设备；
所述制氧装置包括第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第一吸附塔、第二吸附塔；第一吸附塔设置第一气道和第二气道，所述第一气道上设置第五阀门，第一气道与氧气储罐相连通；所述第二气道一端设置两个分支气道，两个分支气道上分别设置第一阀门和第三阀门；第二吸附塔设置第三气道和第四气道，所述第三气道上设置第六阀门，第三气道与氧气储罐相连通；所述第四气道一端设置两个分支气道，两个分支气道上分别设置第二阀门和第四阀门；
所述空气压缩机与第一阀门、第二阀门相连通；所述发电储能设备与第三阀门、第四阀门相连通；
所述第一吸附塔和第二吸附塔分别设置了自限温电伴热带和保温棉。
优选地，所述利用排气发电加热吸附塔提升制氧效率的装置还包括消音器，所述消音器与发电储能设备相连通。
优选地，所述自限温电伴热带与发电储能设备电连接。
优选地，所述第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门为角座阀。
优选地，所述发电储能设备设置涡轮发电机和储能电源。
优选地，所述自限温电伴热带设置温度传感器。
优选地，所述自限温电伴热带以螺旋缠绕的方式安装在第一吸附塔和第二吸附塔的外侧。
本实用新型中的发电储能设备利用排气的压差驱使涡轮发电机的涡轮旋转，同步带动涡轮发电机的转子在定子中转动。转子通过直流形成磁场，此磁场在定子中转动后，磁力线切割定子中的线圈，在线圈中感应电势，很多线圈的电势叠加后在涡轮发电机端子处形成电压，因此就能向发电储能设备提供电能，并进行储存了。
本实用新型通过在第一吸附塔和第二吸附塔处分别设置了自限温电伴热带和保温棉克服了现有技术在高原地区、冬季寒冷且昼夜温差大的地区吸附解吸效率下降的问题，提高了产氧效率。
本实用新型通过设置了发电储能设备，解决了现有技术中解吸后的氮气作为废气直接排出，能量未被利用的问题，同时，通过将自限温电伴热带与发电储能设备电连接，将能量有效利用。
本实用新型的工作原理：
本实用新型中的吸附塔在吸附过程由空气压缩机供气，压力在增大，在解吸过程吸附塔和排气口连通，排气口处是正常大气压强，吸附塔已经是高压，由于压差作为动力将氮气废气排出。利用废气排出时流动气流的动能驱动涡轮发电机进行发电并储能，储能后的电能直接用于自限温电伴热带加热吸附塔，吸附塔外部包裹保温棉防止散热过快，且自限温电伴热带可以根据温度检测数据进行开启和关闭加热。本实用新型相比于现有技术增加了发电储能装置，将残余能量得以利用。吸附塔增加加热保温装置，其保温温度可根据制氧工艺数据进行调节。
本实用新型的工作过程：
由空气压缩机将空气进行压缩供给其中一个吸附塔，通过各管路上连接的阀门进行切换，两个吸附塔分别做着交替的升压吸附和降压解吸过程，这样一直存在的升压吸附过程将产品氧气储存在氧气储罐中，一直存在的降压解吸过程就会一直有带压的氮气排出，发电储能设备持续进行发电储能。自限温电伴热带利用发电储能设备提供的电能加热吸附塔。当第一阀门、第五阀门、第四阀门同时打开时，第一吸附塔制氧，第二吸附塔解吸；当第三阀门、第二阀门、第六阀门同时打开时，第二吸附塔制氧，第一吸附塔解吸。
本实用新型有益效果：
本实用新型可以有效利用制氧装置解吸后的大量带压氮气的能量，同时吸附塔经过加热保温后，可在寒冷的环境中保持其内部分子筛最佳的吸附解吸温度，降低了能耗，提升了制氧效率。由于设置了消音器降低了排气噪声。
附图说明
图1是本实用新型一种利用排气发电加热吸附塔提升制氧效率的装置的结构示意图。
图2是本实用新型安装在第一吸附塔和第二吸附塔外表面的自限温电伴热带和保温棉的结构示意图。
图中标记：1为空气压缩机；2为第一阀门；3为第二阀门；4为第三阀门；5为第四阀门；6为第一吸附塔；7为第二吸附塔；8为第五阀门；9为第六阀门；10为发电储能设备；11为消音器；12为氧气储罐；13为保温棉；14为自限温电伴热带；15为第一气道；16为第二气道；17为第三气道；18为第四气道。
具体实施方式
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
结合图1和图2所示，一种利用排气发电加热吸附塔提升制氧效率的装置，包括空气压缩机1、制氧装置、氧气储罐12、发电储能设备10；
所述制氧装置包括第一阀门2、第二阀门3、第三阀门4、第四阀门5、第五阀门8、第六阀门9、第一吸附塔6、第二吸附塔7；第一吸附塔6设置第一气道15和第二气道16，所述第一气道15上设置第五阀门8，第一气道15与氧气储罐12相连通；所述第二气道16一端设置两个分支气道，两个分支气道上分别设置第一阀门2和第三阀门4；第二吸附塔7设置第三气道17和第四气道18，所述第三气道17上设置第六阀门9，第三气道17与氧气储罐12相连通；所述第四气道18一端设置两个分支气道，两个分支气道上分别设置第二阀门3和第四阀门5；
所述空气压缩机1与第一阀门2、第二阀门3相连通；所述发电储能设备10与第三阀门4、第四阀门5相连通；
所述第一吸附塔6和第二吸附塔7分别设置了自限温电伴热带14和保温棉13。
优选地，所述利用排气发电加热吸附塔提升制氧效率的装置还包括消音器11，所述消音器11与发电储能设备10相连通。
优选地，所述自限温电伴热带14与发电储能设备10电连接。
优选地，所述第一阀门2、第二阀门3、第三阀门4、第四阀门5、第五阀门8、第六阀门9为角座阀。
优选地，所述发电储能设备10设置涡轮发电机和储能电源。
优选地，所述自限温电伴热带14设置温度传感器。
优选地，所述自限温电伴热带14以螺旋缠绕的方式安装在第一吸附塔6和第二吸附塔7的外侧。
本实用新型中的发电储能设备10利用排气的压差驱使涡轮发电机的涡轮旋转，同步带动涡轮发电机的转子在定子中转动。转子通过直流形成磁场，此磁场在定子中转动后，磁力线切割定子中的线圈，在线圈中感应电势，很多线圈的电势叠加后在涡轮发电机端子处形成电压，因此就能向发电储能设备10提供电能，并进行储存了。
本实用新型通过在第一吸附塔6和第二吸附塔7处分别设置了自限温电伴热带14和保温棉13克服了现有技术在高原地区、冬季寒冷且昼夜温差大的地区吸附解吸效率下降的问题，提高了产氧效率。
本实用新型通过设置了发电储能设备10，解决了现有技术中解吸后的氮气作为废气直接排出，能量未被利用的问题，同时，通过将自限温电伴热带14与发电储能设备10电连接，将能量有效利用。
本实用新型的工作原理：
本实用新型中的吸附塔在吸附过程由空气压缩机1供气，压力在增大，在解吸过程吸附塔和排气口连通，排气口处是正常大气压强，吸附塔已经是高压，由于压差作为动力将氮气废气排出。利用废气排出时流动气流的动能驱动涡轮发电机进行发电并储能，储能后的电能直接用于自限温电伴热带14加热吸附塔，吸附塔外部包裹保温棉13防止散热过快，且自限温电伴热带14可以根据温度检测数据进行开启和关闭加热。本实用新型相比于现有技术增加了发电储能装置，将残余能量得以利用。吸附塔增加加热保温装置，其保温温度可根据制氧工艺数据进行调节。
本实用新型的工作过程：
由空气压缩机1将空气进行压缩供给其中一个吸附塔，通过各管路上连接的阀门进行切换，两个吸附塔分别做着交替的升压吸附和降压解吸过程，这样一直存在的升压吸附过程将产品氧气储存在氧气储罐12中，一直存在的降压解吸过程就会一直有带压的氮气排出，发电储能设备10持续进行发电储能。自限温电伴热带14利用发电储能设备10提供的电能加热第一吸附塔6和第二吸附塔7。当第一阀门2、第五阀门8、第四阀门5同时打开时，第一吸附塔6制氧，第二吸附塔7解吸；当第三阀门4、第二阀门3、第六阀门9同时打开时，第二吸附塔7制氧，第一吸附塔6解吸。
本实用新型可以有效利用制氧装置解吸后的大量带压氮气的能量，同时吸附塔经过加热保温后，可在寒冷的环境中保持其内部分子筛最佳的吸附解吸温度，降低了能耗，提升了制氧效率。由于设置了消音器11降低了排气噪声。
可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种利用排气发电加热吸附塔提升制氧效率的装置，其特征在于：包括空气压缩机、制氧装置、氧气储罐、发电储能设备；
所述制氧装置包括第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第一吸附塔、第二吸附塔；第一吸附塔设置第一气道和第二气道，所述第一气道上设置第五阀门，第一气道与氧气储罐相连通；所述第二气道一端设置两个分支气道，两个分支气道上分别设置第一阀门和第三阀门；第二吸附塔设置第三气道和第四气道，所述第三气道上设置第六阀门，第三气道与氧气储罐相连通；所述第四气道一端设置两个分支气道，两个分支气道上分别设置第二阀门和第四阀门；
所述空气压缩机与第一阀门、第二阀门相连通；所述发电储能设备与第三阀门、第四阀门相连通；
所述第一吸附塔和第二吸附塔分别设置了自限温电伴热带和保温棉。
2.根据权利要求1所述的一种利用排气发电加热吸附塔提升制氧效率的装置，其特征在于：所述利用排气发电加热吸附塔提升制氧效率的装置还包括消音器，所述消音器与发电储能设备相连通。
3.根据权利要求1所述的一种利用排气发电加热吸附塔提升制氧效率的装置，其特征在于：所述自限温电伴热带与发电储能设备电连接。
4.根据权利要求1所述的一种利用排气发电加热吸附塔提升制氧效率的装置，其特征在于：所述第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门为角座阀。
5.根据权利要求1所述的一种利用排气发电加热吸附塔提升制氧效率的装置，其特征在于：所述发电储能设备设置涡轮发电机和储能电源。
6.根据权利要求1所述的一种利用排气发电加热吸附塔提升制氧效率的装置，其特征在于：所述自限温电伴热带设置温度传感器。
7.根据权利要求1所述的一种利用排气发电加热吸附塔提升制氧效率的装置，其特征在于：所述自限温电伴热带以螺旋缠绕的方式安装在第一吸附塔和第二吸附塔的外侧。
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