RU2760134C1 - Способ получения кислорода из воздуха - Google Patents
Способ получения кислорода из воздуха Download PDFInfo
- Publication number
- RU2760134C1 RU2760134C1 RU2021112236A RU2021112236A RU2760134C1 RU 2760134 C1 RU2760134 C1 RU 2760134C1 RU 2021112236 A RU2021112236 A RU 2021112236A RU 2021112236 A RU2021112236 A RU 2021112236A RU 2760134 C1 RU2760134 C1 RU 2760134C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oxygen
- inlet
- air
- adsorber
- adsorbers
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
- B01D53/047—Pressure swing adsorption
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
- C01B13/02—Preparation of oxygen
Abstract
Изобретение может быть использовано при получении чистого кислорода. Способ получения кислорода из воздуха характеризуется использованием генератора кислорода, который состоит из первого и второго адсорберов, каждый из которых содержит входные и выходные патрубки. Входные патрубки через входные клапаны подключены к линии подачи сжатого воздуха и через клапаны сброса к атмосфере. Выходные патрубки соединены между собой через перепускной клапан и ограничительную дюзу и через обратные клапаны с кислородным ресивером. Воздух из линии поступает через открытый входной клапан в первый адсорбер, который задерживает азот и пропускает кислород через обратный клапан в кислородный ресивер и через ограничительную дюзу во второй адсорбер. При этом происходит сброс азота в атмосферу через клапан сброса. После насыщения первого адсорбера азотом происходит выравнивание давления в адсорберах через перепускной клапан. Воздух из линии поступает во второй адсорбер, и цикл повторяется. В момент выравнивания давления в адсорберах оба входных клапана открыты, подача воздуха из линии осуществляется в оба адсорбера. Изобретение позволяет исключить воздушный ресивер на входе в генератор кислорода и снизить энергопотребление компрессора. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к устройствам для разделения газов адсорбцией и может быть использовано для разделения воздуха и получения чистого кислорода.
Известна установка для получения кислорода из атмосферного воздуха, которая состоит из воздушного компрессора, блока осушки и адсорбционного блока, содержащего ресивер, два заполненных сорбентом адсорбера, входные патрубки которых подключены к системе подачи сжатого воздуха, а выходные патрубки — к ресиверу, трубопроводы, соединяющие адсорберы с ресивером, источником сжатого воздуха, потребителем, и два параллельных трубопровода, соединяющих выходные патрубки адсорберов между собой, с установленными на них управляемыми клапанами и сужающими устройствами типа расходных шайб, причем проходные сечения расходных шайб различны и подобраны специальным образом, клапаны управления газовыми потоками и блок управления, осуществляющий переключение клапанов в определенной последовательности с целью реализации в адсорберах цикла адсорбция-регенерация пневмоклапан (по патенту RU2140806, кл. B01D 53/04, опубл. 10.11.99).
Недостатком данного технического решения является то, что после компрессора на входе в установку в обязательном порядке должен быть установлен воздушный ресивер, который будет накапливать воздух от работающего непрерывно компрессора в момент переключения адсорберов.
Наиболее близким техническим решением является адсорбционная установка, которая содержит две параллельно установленные колонки с адсорбентом, соединенные патрубками с газоподающим трубопроводом, дроссельное устройство и блок регулирования, состоящий из блока клапанов и блока управления клапанами, включающий в себя блок времени одновременного наполнения одного адсорбера и опорожнения второго, блок времени выдержки, блок времени сравнения давления и блок коммутации. Патрубки, соединяющие газоподающий трубопровод с колонками с адсорбентом, связаны друг с другом через нормальнозакрытый пневмоклапан (по патенту RU2129460, кл. B01D 53/04, опубл. 27.04.99).
Недостатком данной установки является наличие дополнительного пневмоклапана между патрубками, который предназначен для выравнивания давления в магистрали трубопровода и колонках с адсорбентом. Это усложняет конструкцию и процесс управления работой установки.
Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в снижении материалоемкости и энергопотребления генератора кислорода за счет особого алгоритма работы клапанов, входящих в установку.
Указанный технический результат достигается тем, что способ получения кислорода из воздуха характеризуется использованием генератора кислорода, который состоит из первого и второго адсорберов, каждый из которых содержит входные и выходные патрубки, входные патрубки через входные клапаны подключены к линии подачи сжатого воздуха и через клапаны сброса к атмосфере, а выходные патрубки соединены между собой через перепускной клапан и ограничительную дюзу и через обратные клапаны с кислородным ресивером, воздух из линии поступает через открытый входной клапан в первый адсорбер, который задерживает азот и пропускает кислород через обратный клапан в кислородный ресивер и через ограничительную дюзу во второй адсорбер, за счет чего происходит сброс азота в атмосферу через клапан сброса, после насыщения первого адсорбера азотом происходит выравнивание давления в адсорберах через перепускной клапан, после чего воздух из линии начинает поступать во второй адсорбер и цикл повторяется, и отличается тем, что в момент выравнивания давления оба входных клапана открыты, и подача воздуха из линии осуществляется в оба адсорбера.
Кроме того, между каждым адсорбером и входными клапанами может быть установлена ограничительная дюза.
Предлагаемое изобретение поясняется фиг. 1, на которой показана принципиальная схема генератора кислорода.
Генератора кислорода (фиг. 1) состоит из первого адсорбера 1 и второго адсорбера 2. Адсорбер 1 содержит входной патрубок 3 с входным клапаном 4, ограничительной дюзой 5 и клапаном сброса 6 и выходной патрубок 7 с обратным клапаном 8. Адсорбер 2 содержит входной патрубок 9 с входным клапаном 10 ограничительной дюзой 11 и клапаном сброса 12 и выходной патрубок 13 с обратным клапаном 14. Входные патрубки 3 и 9 подключены к линии подачи сжатого воздуха 15. Выходные патрубки 7 и 13 соединены между собой перепускным клапаном 16 и ограничительной дюзой 17 и связаны с кислородным ресивером 18, на входе в который установлен манометр 19, а на выходе регулятор давления 20, манометр 21, расходомер 22, газоанализатор 23 и дроссельные задвижки 24 и 25.
Перерабатываемый воздух из линии подачи сжатого воздуха 15 по входным патрубкам 3 и 9, через входные клапаны 4 и 10 соответственно подается поочередно в адсорберы 1 и 2.
При поступлении воздуха в первый адсорбер 1 входной клапан 4 открыт, а входной клапан 10 закрыт, адсорбент задерживает азот и пропускает кислород дальше по выходному патрубку 7 через обратный клапан 8 к кислородному ресиверу 18.
Одновременно с этим во втором адсорбере 2 происходит сброс давления в атмосферу через клапан сброса 12 и регенерация адсорбента. Для выдавливания азота часть кислорода, поступающего из первого адсорбера, через ограничительную дюзу 17 поступает в регенерируемый второй адсорбер 2 для вытеснения азота, который сбрасывается в атмосферу.
Через некоторое время адсорбент в первом адсорбере 1 достигает предельного насыщения азотом. Когда это происходит, следует стадия выравнивания давления (перепуска), при которой часть газа из отработавшего первого адсорбера перепускается в отрегенерированный второй адсорбер 2 через перепускной клапан 16. Также при этом открыты оба входных клапана 4 и 10 для выравнивания давления на входе в адсорберы.
Далее клапаны переключают газовые потоки: входной клапан 4 закрывается и поступающий из линии 15 воздух направляется во второй адсорбер 2, где процесс отделения кислорода продолжается.
Манометры 19 и 21 служат для фиксации давления до и после кислородного ресивера 18. Регулятор давления 20 служит для поддержания стабильного давления на выходе. Расходомер 22 служит для фиксации производительности генератора кислорода. Газоанализатор 23 служит для фиксации концентрации кислорода в продуктовом потоке. Дроссельные задвижки 24 и 25 служат для регулирования производительности.
Благодаря тому, что выравнивание давления в адсорберах происходит как на входе, так и на выходе, появляется возможность отказаться от воздушного ресивера на входе в генератор кислорода, а также снизить энергопотребление компрессора, так как максимальное давление на выходе компрессора достигается одновременно с максимальным давлением в адсорбере, а не в момент создания «запаса» воздуха в воздушном ресивере.
Таким образом, способ описанный в изобретении позволяет снизить материалоемкость и энергопотребление генератора кислорода и тем самым обеспечивает достижение технического результата.
Claims (2)
1. Способ получения кислорода из воздуха, характеризующийся использованием генератора кислорода, который состоит из первого и второго адсорберов, каждый из которых содержит входные и выходные патрубки, входные патрубки через входные клапаны подключены к линии подачи сжатого воздуха и через клапаны сброса к атмосфере, а выходные патрубки соединены между собой через перепускной клапан и ограничительную дюзу и через обратные клапаны с кислородным ресивером, воздух из линии поступает через открытый входной клапан в первый адсорбер, который задерживает азот и пропускает кислород через обратный клапан в кислородный ресивер и через ограничительную дюзу во второй адсорбер, за счет чего происходит сброс азота в атмосферу через клапан сброса, после насыщения первого адсорбера азотом происходит выравнивание давления в адсорберах через перепускной клапан, после чего воздух из линии начинает поступать во второй адсорбер, и цикл повторяется, отличающийся тем, что в момент выравнивания давления оба входных клапана открыты, и подача воздуха из линии осуществляется в оба адсорбера.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что между каждым адсорбером и входными клапанами установлена ограничительная дюза.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021112236A RU2760134C1 (ru) | 2021-04-28 | 2021-04-28 | Способ получения кислорода из воздуха |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021112236A RU2760134C1 (ru) | 2021-04-28 | 2021-04-28 | Способ получения кислорода из воздуха |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2760134C1 true RU2760134C1 (ru) | 2021-11-22 |
Family
ID=78719518
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021112236A RU2760134C1 (ru) | 2021-04-28 | 2021-04-28 | Способ получения кислорода из воздуха |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2760134C1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0132756A2 (en) * | 1983-07-23 | 1985-02-13 | Bergwerksverband GmbH | Nitrogen generator process for the production of low volume of high purity nitrogen from compressed air |
EP0356861A2 (de) * | 1988-09-01 | 1990-03-07 | Bayer Ag | Trennung von Gasgemischen durch Vakuum Swing Adsorption (VSA) in einem Zwei-Adsorber-System |
RU2060796C1 (ru) * | 1994-03-21 | 1996-05-27 | Московский авиационный институт им.С.Орджоникидзе | Адсорбционная установка |
RU2129460C1 (ru) * | 1997-05-15 | 1999-04-27 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Венейя" | Адсорбционная установка |
RU2140806C1 (ru) * | 1998-12-08 | 1999-11-10 | Конструкторское бюро "Арматура" | Установка для получения кислорода из атмосферного воздуха |
RU196293U1 (ru) * | 2019-10-16 | 2020-02-25 | Алексей Анатольевич Тишин | Портативный мембранно-адсорбцонный концентратор кислорода |
-
2021
- 2021-04-28 RU RU2021112236A patent/RU2760134C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0132756A2 (en) * | 1983-07-23 | 1985-02-13 | Bergwerksverband GmbH | Nitrogen generator process for the production of low volume of high purity nitrogen from compressed air |
EP0356861A2 (de) * | 1988-09-01 | 1990-03-07 | Bayer Ag | Trennung von Gasgemischen durch Vakuum Swing Adsorption (VSA) in einem Zwei-Adsorber-System |
RU2060796C1 (ru) * | 1994-03-21 | 1996-05-27 | Московский авиационный институт им.С.Орджоникидзе | Адсорбционная установка |
RU2129460C1 (ru) * | 1997-05-15 | 1999-04-27 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Венейя" | Адсорбционная установка |
RU2140806C1 (ru) * | 1998-12-08 | 1999-11-10 | Конструкторское бюро "Арматура" | Установка для получения кислорода из атмосферного воздуха |
RU196293U1 (ru) * | 2019-10-16 | 2020-02-25 | Алексей Анатольевич Тишин | Портативный мембранно-адсорбцонный концентратор кислорода |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100346487B1 (ko) | 압력 스윙 흡착 가스 흐름 제어 방법 및 그 장치 | |
CA2189232C (en) | Method of recovering oxygen-rich gas | |
KR100289876B1 (ko) | 대용량 진공 압력 순환 흡착 방법 및 시스템 | |
US3977845A (en) | Adsorptive process for selective separation of gases | |
EP1732667A2 (en) | Device and method for removing water and carbon dioxide from a gas mixture using pressure swing adsorption | |
NO179129B (no) | Fremgangsmåte ved separasjon av gassblandinger | |
JPH01104325A (ja) | 圧力スイング吸着方法および装置 | |
WO2014148503A1 (ja) | ガス精製方法 | |
RU101646U1 (ru) | Установка для получения кислорода из атмосферного воздуха | |
KR101647017B1 (ko) | 응축 수분 배출 기능을 가지는 산소 농축 방법 및 장치 | |
TW201637706A (zh) | 氦氣之純化方法及純化系統 | |
RU2760134C1 (ru) | Способ получения кислорода из воздуха | |
WO2021207909A1 (zh) | 一种移动式变压吸附氧气生产装置的方法 | |
KR930010761B1 (ko) | 공기 분리장치 | |
RU2607735C1 (ru) | Разделение многокомпонентных газовых смесей способом короткоцикловой безнагревной адсорбции с трехэтапным извлечением целевого газа высокой чистоты | |
RU196293U1 (ru) | Портативный мембранно-адсорбцонный концентратор кислорода | |
RU101645U1 (ru) | Установка для получения азота из кислородосодержащих смесей | |
JPH01288313A (ja) | 気体分離方法 | |
CA1153316A (en) | Rapid cycle gas separation system | |
RU122907U1 (ru) | Адсорбционно-мембранная установка для разделения газовых смесей | |
JPH11267439A (ja) | ガス分離方法及びこの方法を実施するガス分離装置 | |
JP2006015221A (ja) | 気体分離装置 | |
JP4594223B2 (ja) | 窒素ガス発生装置 | |
JPH09141038A (ja) | 気体分離装置 | |
RU2773664C1 (ru) | Установка для разделения газов и способ разделения газов |