多塔聯動分子篩制氧裝置及其制氧方法與流程

本發明屬于制氧裝置領域，詳細地講是一種多塔聯動分子篩制氧裝置及其制氧方法。

背景技術：

眾所周知，目前的制氧技術可以分為深冷法、膜制氧、分子篩制氧，深冷法對運輸、保存、用量的要求非常高；膜制氧的成本高，效率低，分子篩制氧在效率、使用的便捷性上有非常大的優勢，越來越得到大家的認同。

分子篩制氧法采用的分子篩是采用分子四極矩的差別來進行氮氣與氧氣的分離的，對水分子、顆粒物非常敏感，極易引起分子篩的“中毒”而導致分子篩的失效，進而氧濃度或產氧量下降。現有常規的雙塔分子篩制氧系統通過使用前端的冷干機對空氣進行降溫冷卻，再通過儲氣罐、氣水分離器等裝置對氣體進行除水除濕。這一辦法受環境的影響大，而且雙分子篩吸附塔制氧的效率低，產氧的連續性差。市場上逐漸出現的四塔分子篩制氧系統，雖然解決了產氧連續性的問題，但受前端除水除濕裝置、閥體設計原因等故障率較雙塔產品沒有明顯的降低。

技術實現要素：

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種多塔聯動分子篩制氧裝置，結構簡單，同步性好，故障率低，同時采用廢氣對干燥吸附塔體進行干燥再生，節約氣源的使用率，同時干燥效果好。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種多塔聯動分子篩制氧裝置，設有中心控制閥，其特征在于，中心控制閥分別通過第34管路與干燥吸附塔A相連，通過第43管路與干燥吸附塔B相連，通過第33管路、第35管路與制氧吸附塔A相連，通過第36管路、第37管路與制氧吸附塔B相連，通過第39管路、第40管路與制氧吸附塔D相連，通過第42管路、第41管路與制氧吸附塔C相連，通過第44管路與儲氧罐相連，形成星型結構網絡，干燥吸附塔A通過第30管路與空氣儲氣罐相連，干燥吸附塔B經第32管路與空氣儲氣罐相連接。

本發明還可通過如下措施來實現：干燥吸附塔A通過第31管路與消音器A相連。干燥吸附塔B經第38管路與消音器B相連。

一種使用前述多塔聯動分子篩制氧裝置制備氧氣的方法，其特征在于，

首先壓縮空氣從空氣儲氣罐經過第30管路進入干燥吸附塔A將空氣中的水去除，然后通過第34管路進入到中心控制閥中；中心控制閥根據程序控制，將前述干燥的空氣通過第35管路送入到制氧吸附塔A中，提高到吸附壓力保持一段時間后，中心控制閥根據程序控制，將干燥的空氣繼續通過第35管路通入，空氣經過制氧吸附塔A的制氧分子篩后，氧氣經過第33管路送到中心控制閥中，中心控制閥內部的管道將氧氣通過第44管路傳送到儲氧罐中；經過一定的時間后，制氧吸附塔A內的氮氣逐漸飽和，這時中心控制閥內部的管路進行切換，使制氧吸附塔A中的氧氣經過第33管路后再通過第40管路輸送到制氧吸附塔D，已經沖洗排氮完成的制氧吸附塔D進行富氧充壓；當制氧吸附塔A的氧氣濃度過低，這時中心控制閥內部的管路進行切換，使制氧吸附塔A中的氧氣經過第33管路后再通過第42管路連接到制氧吸附塔C，對剛剛進行排氮的制氧吸附塔C進行沖洗，廢氣從制氧吸附塔C經第41管路連接到中心控制閥，經過中心控制閥的內部管路切換后通過第43管路輸送到干燥吸附塔B，利用廢氣對干燥吸附塔B內的干燥分子篩進行除濕再生，并將廢氣排到干燥吸附塔B外部；當制氧吸附塔A內殘存的氧氣已經沒有利用價值，這時，中心控制閥內部的管路切換，將制氧吸附塔A的第33管路關閉，第35管路與中心控制閥相連，并通過第43管路連接到干燥吸附塔B，利用廢氣對干燥吸附塔B內的干燥分子篩進行除濕再生，并將廢氣排到外部；當制氧吸附塔A內的氣壓恢復到常壓，這時，中心控制閥內的管路進行切換，通過第36管路將制氧吸附塔B中剩余的富氧空氣經過中心控制閥、第33管路送到制氧吸附塔A中，利用氧氣對制氧吸附塔A中殘留的氮氣進行沖洗；當制氧吸附塔A內的氮氣沖洗干凈，這時，中心控制閥內的管路進行切換，通過第40管路將制氧吸附塔D中剩余的富氧空氣送到干燥吸附塔A中，并達到一定的壓力；制氧吸附塔A再次回到了初始步驟：中心控制閥根據程序控制，先將干燥的空氣通過第35管路輸送到制氧吸附塔A中，空氣進入制氧吸附塔A后，提高到吸附壓力后保持一段時間，完成了一個周期的循環。

本發明的有益效果是，結構簡單，同步性好，故障率低，同時采用廢氣對干燥吸附塔體進行干燥再生，節約氣源的使用率，同時干燥效果好。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1為本發明的結構示意圖。

圖中 1.干燥吸附塔A，2.干燥吸附塔B，3.制氧塔A，4.制氧塔B，5.制氧塔C，6.制氧塔D，7.中心控制閥，8.消音器A，9.消音器B，10.空氣儲氣罐，11.儲氧罐， 30.管路，31.管路，32.管路，33.管路，34.管路，35.管路，36.管路，37.管路，38.管路，39.管路，40.管路，41.管路，42.管路，43.管路，44.管路。

具體實施方式

在圖中，本發明中心控制閥7分別通過管路34與干燥吸附塔A1相連，通過管路43與干燥吸附塔B2相連，通過管路33、管路35與制氧吸附塔A3相連，通過管路36、管路37與制氧吸附塔B4相連，通過管路39、管路40與制氧吸附塔D6相連，通過管路42、管路41與制氧吸附塔C5相連，通過管路44與儲氧罐11相連，干燥吸附塔A1通過管路30與空氣儲氣罐10相連，干燥吸附塔B2經管路32與空氣儲氣罐10相連接，干燥吸附塔A1通過管路31與消音器A8相連，干燥吸附塔B2經管路38與消音器B9相連，形成星型結構網絡。

本發明使用時，首先壓縮空氣從儲氣罐10經過管路30通過干燥吸附塔A1下氣管進入干燥吸附塔A1將空氣中的水去除，再通過干燥吸附塔A1上氣管與管路34連接并進入到中心控制閥7中，下面重點以制氧吸附塔A3的工作周期來進行說明：

在第一步時，中心控制閥7根據程序控制，先將干燥的空氣氣源通過管路35通入到制氧吸附塔A3下氣管中，空氣進入制氧吸附塔A3后，提高到吸附壓力后保持一段時間。

經過一定的時間后，中心控制閥7根據程序控制，將干燥的氣源繼續通過管路35通入到制氧吸附塔A3下氣管中，空氣經過制氧吸附塔A3的制氧分子篩后，氧氣從制氧吸附塔A3的上氣管經過管路33送到中心控制閥7中，中心控制閥7內部的管道將氧氣通過管路44傳送到儲氧罐11中。

經過一定的時間后，為了配合其它氣路的切換，中心控制閥7根據程序控制，仍將干燥的氣源繼續通過管路35通入到制氧吸附塔A3下氣管中，空氣經過制氧分子篩后，氧氣從制氧分子篩的上氣管經過管路33送到中心控制閥7中，中心控制閥7內部的管道將氧氣通過管路44傳送到儲氧罐11中。

經過一定的時間后，制氧吸附塔A3的氮氣逐漸飽和，經過管路33傳送的氧氣濃度越來越低，這時中心控制閥7內部的管路進行切換，使制氧吸附塔A3中的氧氣經過管路33后再通過管路40連接到制氧吸附塔D6的上氣管，已經沖洗排氮完成的制氧吸附塔D6進行富氧充壓，以提高氧氣的吸附效率。

經過一定的時間后，制氧吸附塔A3的氧氣濃度過低，經過管路33傳送的氧氣濃度不適合再使用，這時中心控制閥7內部的管路進行切換，使制氧吸附塔A3中的氧氣經過管路33后再通過管路42連接到制氧吸附塔C5的上氣管，對剛剛進行排氮的制氧吸附塔C5進行沖洗，廢氣從制氧吸附塔C5的下氣管路41連接到中心控制閥7，經過中心控制閥7的內部管路切換后通過管路43連接到干燥吸附塔B2的上氣管，利用廢氣對干燥吸附塔B2內的干燥分子篩進行除濕再生，經過干燥吸附塔B2的下氣管路38將廢氣通過消音器B9排到系統外部。

經過一定的時間后，制氧吸附塔A3內殘存的氧氣已經沒有利用價值，這時，中心控制閥7內部的管路切換，將制氧吸附塔A3的上氣管路33關閉，下氣管通過管路35與中心控制閥7相連，經過中心控制閥7的內部管路切換后通過管路43連接到干燥吸附塔B2的上氣管，利用廢氣對干燥吸附塔B2內的干燥分子篩進行除濕再生，經過干燥吸附塔B2的下氣管路38將廢氣通過消音器B9排到系統外部。

經過一定的時間后，制氧吸附塔A3內的氣壓恢復到常壓，但是里面還有殘存的氮氣，這時，中心控制閥7內的管路進行切換，通過管路36將制氧吸附塔B4中送氧剩余的富氧空氣經過中心控制閥7、管路33送到制氧吸附塔A3中，利用氧氣對制氧吸附塔A3中殘留的氮氣進行沖洗。

經過一定的時間后，制氧吸附塔A3內的氮氣沖洗干凈，這時，中心控制閥7內的管路進行切換，通過管路40將制氧吸附塔D6中送氧剩余的富氧空氣送到吸附塔A3中，并達到一定的壓力。

經過一定的時間后，制氧吸附塔A3再次回到了初始步驟：中心控制閥7根據程序控制，先將干燥的氣源通過管路35通入到制氧吸附塔A3下氣管中，空氣進入制氧吸附塔A3后，提高到吸附壓力后保持一段時間。完成了一個周期的循環。

上面舉例時，只是使用干燥吸附塔A1舉例，實際運行時，干燥吸附塔A1與干燥吸附塔B2也在中心控制閥7的控制下進行周期性的切換，實現了干燥-還原過程。

綜上，制氧吸附塔A3、制氧吸附塔B4、制氧吸附塔C5、制氧吸附塔D6進行充氣、保壓、放氧、均壓、排氮、沖洗、二次均壓等步驟，制氧吸附塔A3、制氧吸附塔B4、制氧吸附塔C5、制氧吸附塔D6循環進行，保證出氧量的穩定、均衡。排出的氮氣經過管路43傳入到干燥吸附塔B2中，對干燥吸附塔B2中的吸附劑進行沖洗，通過管路38連接到消音器B9排放到大氣中。經過固定的時間后，干燥吸附塔A1與干燥吸附塔B2的功能會互相更換，壓縮空氣從空氣儲氣罐10經過管路32進入干燥吸附塔B2后再通過管路43進入到中心控制閥7中，廢氣通過管路34對干燥吸附塔A1進行干燥再生后再通過管路31到消音器A8排到空氣中。

以上是實現氣體干燥與分離的基本流程，根據實際的需要，干燥吸附塔A1、干燥吸附塔B2與中心控制閥7的連接方式，干燥與再生的控制方式也可以發生變化，這些都涵蓋在本專利保護范圍內。