多塔联动分子筛制氧装置及其制氧方法与流程

本发明属于制氧装置领域，详细地讲是一种多塔联动分子筛制氧装置及其制氧方法。

背景技术：

众所周知，目前的制氧技术可以分为深冷法、膜制氧、分子筛制氧，深冷法对运输、保存、用量的要求非常高；膜制氧的成本高，效率低，分子筛制氧在效率、使用的便捷性上有非常大的优势，越来越得到大家的认同。

分子筛制氧法采用的分子筛是采用分子四极矩的差别来进行氮气与氧气的分离的，对水分子、颗粒物非常敏感，极易引起分子筛的“中毒”而导致分子筛的失效，进而氧浓度或产氧量下降。现有常规的双塔分子筛制氧系统通过使用前端的冷干机对空气进行降温冷却，再通过储气罐、气水分离器等装置对气体进行除水除湿。这一办法受环境的影响大，而且双分子筛吸附塔制氧的效率低，产氧的连续性差。市场上逐渐出现的四塔分子筛制氧系统，虽然解决了产氧连续性的问题，但受前端除水除湿装置、阀体设计原因等故障率较双塔产品没有明显的降低。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种多塔联动分子筛制氧装置，结构简单，同步性好，故障率低，同时采用废气对干燥吸附塔体进行干燥再生，节约气源的使用率，同时干燥效果好。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多塔联动分子筛制氧装置，设有中心控制阀，其特征在于，中心控制阀分别通过第34管路与干燥吸附塔A相连，通过第43管路与干燥吸附塔B相连，通过第33管路、第35管路与制氧吸附塔A相连，通过第36管路、第37管路与制氧吸附塔B相连，通过第39管路、第40管路与制氧吸附塔D相连，通过第42管路、第41管路与制氧吸附塔C相连，通过第44管路与储氧罐相连，形成星型结构网络，干燥吸附塔A通过第30管路与空气储气罐相连，干燥吸附塔B经第32管路与空气储气罐相连接。

本发明还可通过如下措施来实现：干燥吸附塔A通过第31管路与消音器A相连。干燥吸附塔B经第38管路与消音器B相连。

一种使用前述多塔联动分子筛制氧装置制备氧气的方法，其特征在于，

首先压缩空气从空气储气罐经过第30管路进入干燥吸附塔A将空气中的水去除，然后通过第34管路进入到中心控制阀中；中心控制阀根据程序控制，将前述干燥的空气通过第35管路送入到制氧吸附塔A中，提高到吸附压力保持一段时间后，中心控制阀根据程序控制，将干燥的空气继续通过第35管路通入，空气经过制氧吸附塔A的制氧分子筛后，氧气经过第33管路送到中心控制阀中，中心控制阀内部的管道将氧气通过第44管路传送到储氧罐中；经过一定的时间后，制氧吸附塔A内的氮气逐渐饱和，这时中心控制阀内部的管路进行切换，使制氧吸附塔A中的氧气经过第33管路后再通过第40管路输送到制氧吸附塔D，已经冲洗排氮完成的制氧吸附塔D进行富氧充压；当制氧吸附塔A的氧气浓度过低，这时中心控制阀内部的管路进行切换，使制氧吸附塔A中的氧气经过第33管路后再通过第42管路连接到制氧吸附塔C，对刚刚进行排氮的制氧吸附塔C进行冲洗，废气从制氧吸附塔C经第41管路连接到中心控制阀，经过中心控制阀的内部管路切换后通过第43管路输送到干燥吸附塔B，利用废气对干燥吸附塔B内的干燥分子筛进行除湿再生，并将废气排到干燥吸附塔B外部；当制氧吸附塔A内残存的氧气已经没有利用价值，这时，中心控制阀内部的管路切换，将制氧吸附塔A的第33管路关闭，第35管路与中心控制阀相连，并通过第43管路连接到干燥吸附塔B，利用废气对干燥吸附塔B内的干燥分子筛进行除湿再生，并将废气排到外部；当制氧吸附塔A内的气压恢复到常压，这时，中心控制阀内的管路进行切换，通过第36管路将制氧吸附塔B中剩余的富氧空气经过中心控制阀、第33管路送到制氧吸附塔A中，利用氧气对制氧吸附塔A中残留的氮气进行冲洗；当制氧吸附塔A内的氮气冲洗干净，这时，中心控制阀内的管路进行切换，通过第40管路将制氧吸附塔D中剩余的富氧空气送到干燥吸附塔A中，并达到一定的压力；制氧吸附塔A再次回到了初始步骤：中心控制阀根据程序控制，先将干燥的空气通过第35管路输送到制氧吸附塔A中，空气进入制氧吸附塔A后，提高到吸附压力后保持一段时间，完成了一个周期的循环。

本发明的有益效果是，结构简单，同步性好，故障率低，同时采用废气对干燥吸附塔体进行干燥再生，节约气源的使用率，同时干燥效果好。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明的结构示意图。

图中 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.中心控制阀，8.消音器A，9.消音器B，10.空气储气罐，11.储氧罐， 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。

具体实施方式

在图中，本发明中心控制阀7分别通过管路34与干燥吸附塔A1相连，通过管路43与干燥吸附塔B2相连，通过管路33、管路35与制氧吸附塔A3相连，通过管路36、管路37与制氧吸附塔B4相连，通过管路39、管路40与制氧吸附塔D6相连，通过管路42、管路41与制氧吸附塔C5相连，通过管路44与储氧罐11相连，干燥吸附塔A1通过管路30与空气储气罐10相连，干燥吸附塔B2经管路32与空气储气罐10相连接，干燥吸附塔A1通过管路31与消音器A8相连，干燥吸附塔B2经管路38与消音器B9相连，形成星型结构网络。

本发明使用时，首先压缩空气从储气罐10经过管路30通过干燥吸附塔A1下气管进入干燥吸附塔A1将空气中的水去除，再通过干燥吸附塔A1上气管与管路34连接并进入到中心控制阀7中，下面重点以制氧吸附塔A3的工作周期来进行说明：

在第一步时，中心控制阀7根据程序控制，先将干燥的空气气源通过管路35通入到制氧吸附塔A3下气管中，空气进入制氧吸附塔A3后，提高到吸附压力后保持一段时间。

经过一定的时间后，中心控制阀7根据程序控制，将干燥的气源继续通过管路35通入到制氧吸附塔A3下气管中，空气经过制氧吸附塔A3的制氧分子筛后，氧气从制氧吸附塔A3的上气管经过管路33送到中心控制阀7中，中心控制阀7内部的管道将氧气通过管路44传送到储氧罐11中。

经过一定的时间后，为了配合其它气路的切换，中心控制阀7根据程序控制，仍将干燥的气源继续通过管路35通入到制氧吸附塔A3下气管中，空气经过制氧分子筛后，氧气从制氧分子筛的上气管经过管路33送到中心控制阀7中，中心控制阀7内部的管道将氧气通过管路44传送到储氧罐11中。

经过一定的时间后，制氧吸附塔A3的氮气逐渐饱和，经过管路33传送的氧气浓度越来越低，这时中心控制阀7内部的管路进行切换，使制氧吸附塔A3中的氧气经过管路33后再通过管路40连接到制氧吸附塔D6的上气管，已经冲洗排氮完成的制氧吸附塔D6进行富氧充压，以提高氧气的吸附效率。

经过一定的时间后，制氧吸附塔A3的氧气浓度过低，经过管路33传送的氧气浓度不适合再使用，这时中心控制阀7内部的管路进行切换，使制氧吸附塔A3中的氧气经过管路33后再通过管路42连接到制氧吸附塔C5的上气管，对刚刚进行排氮的制氧吸附塔C5进行冲洗，废气从制氧吸附塔C5的下气管路41连接到中心控制阀7，经过中心控制阀7的内部管路切换后通过管路43连接到干燥吸附塔B2的上气管，利用废气对干燥吸附塔B2内的干燥分子筛进行除湿再生，经过干燥吸附塔B2的下气管路38将废气通过消音器B9排到系统外部。

经过一定的时间后，制氧吸附塔A3内残存的氧气已经没有利用价值，这时，中心控制阀7内部的管路切换，将制氧吸附塔A3的上气管路33关闭，下气管通过管路35与中心控制阀7相连，经过中心控制阀7的内部管路切换后通过管路43连接到干燥吸附塔B2的上气管，利用废气对干燥吸附塔B2内的干燥分子筛进行除湿再生，经过干燥吸附塔B2的下气管路38将废气通过消音器B9排到系统外部。

经过一定的时间后，制氧吸附塔A3内的气压恢复到常压，但是里面还有残存的氮气，这时，中心控制阀7内的管路进行切换，通过管路36将制氧吸附塔B4中送氧剩余的富氧空气经过中心控制阀7、管路33送到制氧吸附塔A3中，利用氧气对制氧吸附塔A3中残留的氮气进行冲洗。

经过一定的时间后，制氧吸附塔A3内的氮气冲洗干净，这时，中心控制阀7内的管路进行切换，通过管路40将制氧吸附塔D6中送氧剩余的富氧空气送到吸附塔A3中，并达到一定的压力。

经过一定的时间后，制氧吸附塔A3再次回到了初始步骤：中心控制阀7根据程序控制，先将干燥的气源通过管路35通入到制氧吸附塔A3下气管中，空气进入制氧吸附塔A3后，提高到吸附压力后保持一段时间。完成了一个周期的循环。

上面举例时，只是使用干燥吸附塔A1举例，实际运行时，干燥吸附塔A1与干燥吸附塔B2也在中心控制阀7的控制下进行周期性的切换，实现了干燥-还原过程。

综上，制氧吸附塔A3、制氧吸附塔B4、制氧吸附塔C5、制氧吸附塔D6进行充气、保压、放氧、均压、排氮、冲洗、二次均压等步骤，制氧吸附塔A3、制氧吸附塔B4、制氧吸附塔C5、制氧吸附塔D6循环进行，保证出氧量的稳定、均衡。排出的氮气经过管路43传入到干燥吸附塔B2中，对干燥吸附塔B2中的吸附剂进行冲洗，通过管路38连接到消音器B9排放到大气中。经过固定的时间后，干燥吸附塔A1与干燥吸附塔B2的功能会互相更换，压缩空气从空气储气罐10经过管路32进入干燥吸附塔B2后再通过管路43进入到中心控制阀7中，废气通过管路34对干燥吸附塔A1进行干燥再生后再通过管路31到消音器A8排到空气中。

以上是实现气体干燥与分离的基本流程，根据实际的需要，干燥吸附塔A1、干燥吸附塔B2与中心控制阀7的连接方式，干燥与再生的控制方式也可以发生变化，这些都涵盖在本专利保护范围内。