一種新型節(jié)能vpsa制氧設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于氣體分離領(lǐng)域，尤其涉及一種新型節(jié)能VPSA制氧設(shè)備及其制氧 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 變壓吸附制氧以其啟動快、操作簡單、負荷運轉(zhuǎn)調(diào)整范圍大及維修簡單等特點，已 廣泛應(yīng)用于有色金屬冶煉、黑色金屬冶煉、富氧燃燒、化工造氣、醫(yī)療領(lǐng)域、污水處理、紙漿 漂白、雙氧水生產(chǎn)、化學中各種氧化、水泥工業(yè)鐵氧水泥、耐火磚制造、臭氧發(fā)生器、水產(chǎn)養(yǎng) 殖、碳黑生產(chǎn)等。特別是在今天國家對產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟下決心宏觀調(diào)控的大背景下，企業(yè)要生存發(fā) 展，就要節(jié)約能耗、降低成本。而變壓吸附制氧在節(jié)省總體投資、減少占地面積、節(jié)約能耗、 降低成本上有其獨特的優(yōu)勢。八十年代以來，隨著變壓吸附制氧技術(shù)的成熟，在無需高純氧 氣的場合，變壓吸附法已成為世界上獲得低成本氧氣的主要方法。
[0003] 目前變壓吸附制氧根據(jù)吸附和解吸壓力的不同，可將常溫變壓吸附制氧工藝主要 分為高壓吸附常壓解吸（PSA)、低壓吸附真空解吸（VPSA)兩種工藝。PSA工藝吸附壓力高 (0. 3~0. 55MPa)、投資小、設(shè)備簡單，但能耗高，只適用于小規(guī)模制氧領(lǐng)域。VPSA工藝設(shè)備 相對復(fù)雜，但氧氣回收率高，能耗低，適用于較大規(guī)模制氧領(lǐng)域。目前，伴隨著鋼鐵、有色金 屬冶煉、化工造氣、富氧燃燒等行業(yè)的發(fā)展，VPSA大規(guī)模制取氧氣已成為變壓吸附氣體分離 純化領(lǐng)域的一個重點發(fā)展方向。
[0004] 但在VPSA制氧工藝中，吹掃、均壓過程中，系統(tǒng)內(nèi)的空氣需要放空，一方面造成空 氣的利用率低，另一方面造成鼓風機選型偏大，導致能耗升高；同時在吸附劑解吸過程中， 根據(jù)解吸過程的特點，需要瞬時加大解吸量，現(xiàn)有的定容式羅茨真空泵不能滿足。 【實用新型內(nèi)容】
[0005] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的在于提供一種新型節(jié)能VPSA制氧 設(shè)備。通過設(shè)備的改進，降低能耗，并以此降低富氧生產(chǎn)成本。
[0006] 為達到上述目的，本實用新型是通過以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的。
[0007] -種新型節(jié)能VPSA制氧設(shè)備，包括并聯(lián)安裝的A、B兩個吸附塔組、進風系統(tǒng)、真空 系統(tǒng)、氧氣儲氣罐、空氣儲氣罐、空氣過濾器、閥門、進氣管道、出氣管道、真空管道、連通管 道；吸附塔內(nèi)裝填吸附劑；A吸附塔塔底分別與進氣管道、真空管道連接；進氣管道與進風 系統(tǒng)連接，真空管道與真空系統(tǒng)連接；A吸附塔塔頂通過出氣管道與氧氣儲氣罐連接；
[0008] B吸附塔塔底分別與進氣管道、真空管道連接；進氣管道與進風系統(tǒng)連接，真空管 道與真空系統(tǒng)連接；B吸附塔塔頂通過出氣管道與氧氣儲氣罐連接；A、B吸附塔組塔頂均安 裝有連通管道，連通管道將A、B吸附塔組連通；空氣過濾器進口與大氣相通，出口有兩個， 一個出口與進風系統(tǒng)連接，另一個出口與真空系統(tǒng)連接；空氣儲氣罐與進氣管道連接。
[0009] 具體為：A吸附塔塔底并列安裝有第一閥門VA1和第三閥門VA3,第一閥門VA1通 過進氣管道與進風系統(tǒng)連接，第三閥門VA3通過真空管道與真空系統(tǒng)連接，A吸附塔塔頂 安裝有第二閥門VA2,通過出氣管道與氧氣儲氣罐連接；B吸附塔塔底并列安裝有第四閥 門VA4和第六閥門VA6,第四閥門VA4通過進氣管道與進風系統(tǒng)連接，第六閥門VA6通過真 空管道與真空系統(tǒng)連接，B吸附塔塔頂安裝有第五閥門VA5,通過出氣管道與氧氣儲氣罐連 接；A、B吸附塔組塔頂安裝有連通管道，連通管道將A、B吸附塔組連通，連通管道中部安裝 有第七閥門VA7 ;空氣過濾器進口與大氣相通，出口有兩個，一個出口與進風系統(tǒng)連接，另 一個出口通過第八閥門VA8與真空系統(tǒng)連接；空氣儲氣罐通過第九閥門VA9與進氣管道連 接。
[0010] 所述真空系統(tǒng)包括真空泵、噴射器和消音器，真空泵與噴射器并聯(lián)，真空泵的進 口、噴射器的進口均與真空管道連接；真空泵的出口、噴射器的出口均與消音器連接。在吸 附劑解吸過程中，根據(jù)解吸過程的特點，需要瞬時加大解吸量，增設(shè)噴射器，加大瞬時解吸 量，克服了定容式羅茨真空泵瞬時解吸量不足的缺點，設(shè)備選型時就可以考慮使用功率相 對較小的羅茨真空泵，同時也降低了羅茨真空泵的消耗功率。
[0011] 所述吸附劑為吸附塔組下部裝填活性氧化鋁、13X分子篩(鈉X型分子篩)，上部裝 填LiX分子篩?；钚匝趸X、13X分子篩，用以吸附H20、C02以及少量碳氫化合物等；新型的 LiX分子篩，用以吸附N2。
[0012] 所述進氣管道、出氣管道、真空管道、連通管道的直徑為理論值的2倍。通過加大 管道尺寸，一方面可以降低氣體流動阻力損失，另一方面也能夠增加瞬時供風量和解吸量， 降低鼓風機和真空泵的動力消耗，動力消耗下降了 2~5%。
[0013] 有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點在于：
[0014] 增加了空氣儲氣罐，回收常規(guī)VPSA制氧工藝中放空的空氣，在下一個吸附周期初 始階段可用于增加瞬時供風量，克服定容式風機瞬時供風量不足的缺陷，同時減小鼓風機 的負荷；在解吸過程中，增加噴射器，增大瞬時解吸量，根據(jù)解吸過程特點，適時地調(diào)節(jié)噴射 器抽真空負荷，既克服了定容式羅茨風機瞬時解吸量不足的缺陷，又降低了真空泵的功率 消耗；通過加大管道尺寸，既降低氣體流動阻力損失，又增加瞬時供風量和解吸量，降低鼓 風機和真空泵的動力消耗。與常規(guī)的VPSA制氧流程相比，制氧能耗可降低7~10%，同時氧 氣回收率可提高3~5%。
【附圖說明】
[0015] 圖1本實用新型設(shè)備示意圖；
[0016] 1. A吸附塔 2. B吸附塔3.鼓風機4.真空泵5.噴射器6.氧氣儲氣 罐 7.空氣儲氣罐 8.空氣過濾器第一閥門VA1第二閥門VA2第三閥門VA3 第 四閥門VA4 第五閥門VA5第六閥門VA6 第七閥門VA7 第八閥門VA8 第九閥門 VA9 9.消音器。
【具體實施方式】
[0017] 下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0018] 實施例1
[0019] 如圖1所示，一種新型節(jié)能VPSA制氧設(shè)備，其特征在于，包括并聯(lián)安裝的A、B兩個 吸附塔組、進風系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、氧氣儲氣罐6、空氣儲氣罐7、空氣過濾器8、進氣管道、出氣 管道、真空管道、連通管道；吸附塔內(nèi)裝填吸附劑；A吸附塔1塔底分別與進氣管道、真空管 道連接；進氣管道與進風系統(tǒng)連接，真空管道與真空系統(tǒng)連接；A吸附塔1塔頂通過出氣管 道與氧氣儲氣罐6連接；B吸附塔2塔底分別與進氣管道、真空管道連接；進氣管道與進風 系統(tǒng)連接，真空管道與真空系統(tǒng)連接；B吸附塔2塔頂通過出氣管道與氧氣儲氣罐6連接； A、B吸附塔2組塔頂均安裝有連通管道，連通管道將A、B吸附塔2組連通；空氣過濾器8進 口與大氣相通，出口有兩個，一個出口與進風系統(tǒng)連接，另一個出口與真空系統(tǒng)連接；空氣 儲氣罐7與進氣管道連接。
[0020] 上述真空系統(tǒng)包括真空泵4、噴射器5和消音器9,真空泵4與噴射器5并聯(lián)，真空 泵4的進口、噴射器5的進口均與真空管道連接；真空泵4的出口、噴射器5的出口均與消 音器9連接。
[0021] 上述吸附劑為吸附塔組下部裝填活性氧化鋁、13X分子篩，上部裝填LiX分子篩。
[0022] 上述進氣管道、出氣管道、真空管道、連通管道的直徑為理論值的2倍。
[0023] 本實用新型中的所涉及到的閥門位置，以及連接關(guān)系具體為：A吸附塔1塔底并