專利名稱：制氧機psa分子篩系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及磨損修復技術，更具體地說，涉及一種制氧機PSA分子篩系統(tǒng)。
背景技術：
在制氧機中空氣進入冷箱之前都設計有一個用于除掉空氣中微量雜質(zhì)的系統(tǒng)，被稱為“分子篩系統(tǒng)”。它的主要作用用于除去二氧化碳、水和碳氫化合物等雜質(zhì)，避免安全和運行問題。碳氫化合物具有可燃性，在氧氣和富氧中性質(zhì)活躍；乙炔就是一個十分危險的成分。二氧化碳、水和氧化亞氮會在低溫裝置中凍結(jié)，固化后堵塞換熱器通道，同時形成干蒸發(fā)和再沸器碳氫集聚。目前，現(xiàn)有分子篩系統(tǒng)通常采用以下三種成熟技術進行空氣預處理變溫吸附 (TSA)、變壓吸附(PSA)、切換式換熱器。而常見的PSA分子篩一般由多個吸附器構成，其應用如圖I所示當空壓機I的空氣進入PSA分子篩2進行吸附后，進入主冷換熱器3進行熱交換，再進入膨脹機4冷卻后，進入空分主塔5后，一些含氬部分進入氬塔6，而一些污氮則通過再生污氮反流管路7回流至主冷換熱器3。該PSA分子篩系統(tǒng)的再生是利用變壓再生的原理，即PSA吸附器中的氧化鋁在
0.5M PA的工況下，具有對二氧化碳、水和碳氫化合物強吸附性，當壓力降低到10KPA時，被吸附在氧化鋁中的二氧化碳、水和碳氫化合物會自然解析出，然后通入污氮將其吹掃出PSA 吸附器。然而，氧化鋁吸附性能還和溫度成反比，即溫度越高吸附性能越差。由于PSA分子篩系統(tǒng)的工作周期約28分鐘，多個吸附器之間切換頻繁，使空氣的切換損失相應增加(近 7% )，對閥門的質(zhì)量及壽命均有較高的要求。生產(chǎn)中，PSA要求吸附器從反吹壓力快速充壓到工作壓力。這就分流了冷箱的供氣，降低了冷箱的工作效率。升壓氣體(切換損失)是工藝過程的損失，由此會導致空分功耗升高。

實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術中存在的上述缺點，本實用新型的目的是提供一種制氧機PSA分子篩系統(tǒng)，用以進一步提高PSA分子篩的再生能力。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術方案該制氧機PSA分子篩系統(tǒng)，包括依次相連的空壓機、PSA分子篩、主冷換熱器、膨脹機、空分主塔和氬塔，空分主塔上還設有連至PSA分子篩與主冷換熱器之間管道上的再生污氮反流管路，在所述的再生污氮反流管路上設置一蒸汽加熱器，蒸汽加熱器上端設有蒸汽輸入管，下端設有冷凝水排放管。所述的蒸汽加熱器為由整體軋制的低翅片管構成。所述的蒸汽加熱器為集氣管式蒸汽加熱器。所述的蒸汽輸入管上還設有自動控制閥門。所述的蒸汽加熱器的輸出口還設有溫度傳感器，與自動控制閥門構成連鎖控制。在上述技術方案中，本實用新型的制氧機PSA分子篩系統(tǒng)通過在再生污氮反流管路上增設一蒸汽加熱器，蒸汽加熱器上端設有蒸汽輸入管，下端設有冷凝水排放管。通過蒸汽和污氮間的換熱，能夠更加徹底地提高再生和吸附能力，有效延長PSA的工作周期，減少系統(tǒng)控制閥門的頻繁切換。

圖I是現(xiàn)有技術的PSA分子篩系統(tǒng)的結(jié)構原理圖；圖2是本實用新型的PSA分子篩系統(tǒng)的結(jié)構原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例進一步說明本實用新型的技術方案。請結(jié)合圖2所示，本實用新型的制氧機PSA分子篩系統(tǒng)與現(xiàn)有技術基本相同，同樣也包括依次相連的空壓機1、PSA分子篩2、主冷換熱器3、膨脹機4、空分主塔5和氬塔6，空分主塔5上還設有連至PSA分子篩2與主冷換熱器3之間管道上的再生污氮反流管路7。 與之不同的是，在所述的再生污氮反流管路7上設置一蒸汽加熱器8，蒸汽加熱器8上端設有蒸汽輸入管9，下端設有冷凝水排放管10。該蒸汽加熱器8可以為由整體軋制的低翅片管構成，蒸汽走管程，污氮走殼程，兩者間接換熱的形式。該蒸汽加熱器8也可以為集氣管式蒸汽加熱器，由各集氣管分布到換熱管上，換熱管以脹管形式套翅片，蒸汽走管程，污氮走殼程，兩者間接換熱的形式。當然，該蒸汽加熱器8還可以采用其它形式，只要滿足蒸汽和污氮是間接換熱，加熱器具有良好的密封性和抗熱膨脹能力，保證蒸汽不會泄漏進污氮管道即可。另外，在所述的蒸汽輸入管9上還設有自動控制閥門，所述的蒸汽加熱器9的輸出口還設有溫度傳感器，與自動控制閥門構成連鎖控制，以控制自動控制閥門的開度。而蒸汽輸入管9所輸入的蒸汽采用I. 4MPa等級壓力，溫度為200°C。由于該PSA分子篩系統(tǒng)采用了蒸汽加熱器8進行再生加熱，能夠使得再生更為徹底，系統(tǒng)吸附能力得到增強，而吸附能力提高后，可以有效延長PSA的工作周期，減少系統(tǒng)控制閥門的頻繁切換，最終減少因閥門頻繁切換造成的閥門故障而產(chǎn)生的故障成本和減少因頻繁的升壓減壓產(chǎn)生的切換損失，減少由此導致的空分功耗的升高，最終空分的單位產(chǎn)品能耗可以降低I 3 。本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本實用新型，而并非用作為對本實用新型的限定，只要在本實用新型的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本實用新型的權利要求書范圍內(nèi)。
權利要求1.一種制氧機PSA分子篩系統(tǒng)，包括依次相連的空壓機、PSA分子篩、主冷換熱器、膨脹機、空分主塔和氬塔，空分主塔上還設有連至PSA分子篩與主冷換熱器之間管道上的再生污氮反流管路，其特征在于在所述的再生污氮反流管路上設置一蒸汽加熱器，蒸汽加熱器上端設有蒸汽輸入管， 下端設有冷凝水排放管。
2.如權利要求I所述的制氧機PSA分子篩系統(tǒng)，其特征在于，所述的蒸汽加熱器為由整體軋制的低翅片管構成。
3.如權利要求I所述的制氧機PSA分子篩系統(tǒng)，其特征在于所述的蒸汽加熱器為集氣管式蒸汽加熱器。
4.如權利要求I所述的制氧機PSA分子篩系統(tǒng)，其特征在于所述的蒸汽輸入管上還設有自動控制閥門。
5.如權利要求4所述的制氧機PSA分子篩系統(tǒng)，其特征在于所述的蒸汽加熱器的輸出口還設有溫度傳感器，與自動控制閥門構成連鎖控制。
專利摘要本實用新型公開了一種制氧機PSA分子篩系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過在再生污氮反流管路上增設一蒸汽加熱器，蒸汽加熱器上端設有蒸汽輸入管，下端設有冷凝水排放管。通過蒸汽和污氮間的換熱，能夠更加徹底地提高再生和吸附能力，有效延長PSA的工作周期，減少系統(tǒng)控制閥門的頻繁切換。
文檔編號B01D53/047GK202343067SQ20112040783
公開日2012年7月25日 申請日期2011年10月24日 優(yōu)先權日2011年10月24日
發(fā)明者顧云杰 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司