专利名称：变压吸附制氧方法
技术领域：
本发明涉及一种变压吸附制氧方法。
背景技术：
变压吸附制氧技术做为一项上世纪60，70年代开发的一项新兴技术，同传统的深冷法、化学法、电解法制氧等相比，具有中小批量制氧成本低、制氧快速、方便、安全等特点， 因此近40年在世界范围内得到广泛的应用和长足发展。尤其是在钢铁冶炼、水产养殖、污水处理、医疗保健等领域。进入21世纪，人类世界对能源枯竭的焦虑以及对生存环境的重视，节能、减排、绿色、环保已经成为整个社会的主流诉求，也对变压吸附制氧技术的发展提出了更高的要求，即更加节能、更低噪音。因此，今后PSA制氧技术的发展方向也将主要集中在三个方面1、研制氧氮吸附分离效果更好的分子筛2、开发更为先进的制氧工艺流程 3、实现前述先进工艺流程的机构或专用阀的研制或改进。其中，开发先进的制氧工艺流程， 提高氧气回收率是使制氧设备更加节能、噪音更低的措施之一，而采用多次均压是比较容易想得到的方法。但是多次均压仍然会带来一些弊端，如吸附塔、均压阀门的数量增加，机构变得复杂，成本加大，设备的故障率显著提高。因此，对于多塔来说，如果采用数量庞大的电磁阀来完成多次均压流程，不具有经济意义。美国专利US2009/0107332A1阐述了采用多通旋转阀实现四塔两次均压的工艺流程，但是根据该工艺流程设计的多通旋转分配阀的动盘与定盘均不具有对称特性，需要用很大的弹簧力去平衡气体的倾覆力矩。不仅增大了泄漏的可能，而且加大了动盘的驱动力矩，增加了能耗。同时，四塔仅仅经过两次均压，氧气回收率提高有限。中国专利200710057050阐述了一种六塔三次均压工艺流程，虽然回收率有所提高，但是该流程同样不能保证旋转阀动盘的中心对称性设计，缺点和2009/0107332A1相似，同时，氧气回收率依然有较大的提升空间。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种变压吸附制氧方法，以解决现有技术中变压吸附制氧的氧气回收率较低的问题。为了实现上述目的，本发明提供了一种制氧系统的变压吸附制氧方法。本发明的制氧系统的变压吸附制氧方法，包括一个或多个预定处理步骤，对于每个所述预定处理步骤，所述制氧系统中的每个塔与该塔两侧中每侧的多个相邻塔进行所述预定处理。进一步地，所述制氧系统中塔的数目为奇数。进一步地，所述塔的数目为9，并且所述预定处理步骤中所述每个塔与该塔第一侧的三个相邻塔以及第二侧的三个相邻塔进行预定处理。进一步地，所述制氧系统中的每个塔的预定处理步骤为与第一侧的相邻第一塔进行所述预定处理；与第二侧的相邻第三塔进行所述预定处理；与第一侧相邻第二塔进行所述预定处理；与第二侧相邻第二塔进行所述预定处理；与第一侧相邻第三塔进行所述预定处理；与第二侧相邻第一塔进行所述预定处理。进一步地，所述制氧系统中的每个塔的预定处理步骤为与第二侧相邻第一塔进行所述预定处理；与第一侧相邻第三塔进行所述预定处理；与第二侧相邻第二塔进行所述预定处理；与第一侧相邻第二塔进行所述预定处理；与第二侧相邻第三塔进行所述预定处理；与第一侧相邻第一塔进行所述预定处理。进一步地，所述预定处理为均压，所述制氧步骤如下，其中的塔依次为A塔至I塔 A塔进气升压；B塔与D塔均压；C塔逆放；E塔吸附出氧；F塔与I塔均压；G塔与H塔均压； A塔进气升压；B塔与D塔均压；C塔被产品氧气吹扫；E塔吸附出氧；F塔与I塔均压；G塔与H塔均压；A塔吸附出氧；B塔与I塔均压；C塔被产品氧气吹扫，D塔与G塔均压；E塔与 F塔均压；H塔逆放；A塔吸附出氧；B塔与E塔均压；C塔与D塔均压；F塔进气升压；G塔与 I塔均压；H塔逆放；A塔吸附出氧；B塔与E塔均压；C塔与D塔均压；F塔进气升压；G塔与 I塔均压；H塔被氧气产品吹扫；A塔与B塔均压；C塔与I塔均压；D塔逆放；E塔与G塔均压；F塔吸附出氧；H塔被氧气产品吹扫；A塔与G塔均压；B塔进气升压；C塔与E塔均压； D塔逆放；F塔吸附出氧；H与I均压；A塔与G塔均压；B塔进气升压；C塔与E塔均压；D塔被氧气产品吹扫；F塔吸附出氧；H与I均压；A塔与C塔均压；B塔吸附出氧；D塔被氧气产品吹扫；E与H均压；F塔与G塔均压；I塔逆放；A塔与H塔均压；B塔吸附出氧；C塔与F塔均压；D塔与E塔均压；G塔进气升压；I塔逆放；A塔与H塔均压；B塔吸附出氧；C塔与F塔均压；D塔与E塔均压；G塔进气升压；I塔被氧气产品吹扫；A塔与D塔均压；B塔与C塔均压；E塔放空；F塔与H塔均压；G塔吸附出氧；I塔逆放；A塔与I塔均压；B塔与H塔均压；C 塔进气升压；D塔与F塔均压；E塔逆放；G塔吸附出氧；A塔与I塔均压；B塔与H塔均压；C 塔进气升压；D塔与F塔均压；E塔被产品氧气吹扫；G塔吸附出氧；A塔逆放；B塔与D塔均压；C塔吸附出氧；E塔被产品气吹扫；F塔与I塔均压；G塔与H塔均压；A塔逆放；B塔与I 塔均压；C塔吸附出氧；D与G均压；E塔与F塔均压；H塔进气升压；A塔被氧气产品吹扫；B 塔与I塔均压；C塔吸附出氧；D与G均压；E塔与F塔均压；H塔进气升压；A塔被氧气产品吹扫；B塔与E塔均压；C塔与D塔均压；F塔逆放；G塔与I塔均压；H塔吸附出氧；A塔与B 塔均压；C塔与I塔均压；D塔进气充压；E塔与G塔均压；F塔逆放；H塔吸附出氧；A塔与B 塔均压；C塔与I塔均压；D塔进气充压；E塔与G塔均压；F塔被产品氧气吹扫；H塔吸附出氧；A塔与G塔均压；B塔放空；C塔与E塔均压；D塔输出氧气；F塔被产品氧气吹扫；H塔与I塔均压；A塔与C塔均压；B塔逆放，D塔吸附出氧；E塔与H塔均压；F塔与G塔均压；I 塔进气充压；A塔与C塔均压；B塔被产品氧气吹扫；D塔吸附出氧；E塔与H塔均压；F塔与 G塔均压；I塔进气充压；A塔与H塔均压；B塔被产品氧气吹扫；C塔与F塔均压；D塔与E 塔均压；G塔逆放；I塔吸附出氧；A塔与D塔均压；B塔与C塔均压；E塔进气充压；F塔与H 塔均压；G塔逆放；I塔吸附出氧；A塔与D塔均压；B塔与C塔均压；E塔进气充压；F塔与H 塔均压；G塔被产品氧气吹扫；I塔吸附出氧；A塔与I塔均压；B塔与H塔均压；C塔逆放；D 塔与F塔均压；E塔吸附出氧；G塔被产品氧气吹扫。进一步地，所述塔的数目为9，并且所述预定处理步骤中每个塔与该塔第一侧相邻的两个塔以及第二侧相邻的两个塔进行所述预定处理。进一步地，所述制氧系统中的每个塔的预定处理步骤为与第一侧相邻第一塔进行所述预定处理；暂停；与第一侧相邻第二塔进行所述预定处理；与第二侧相邻第二塔进行所述预定处理；暂停；与第二侧相邻第一塔进行所述预定处理。进一步地，所述制氧系统中的每个塔的进行所述预定处理步骤为与第二侧相邻第一塔进行所述预定处理；暂停；与第二侧相邻第二塔进行所述预定处理；与第一侧相邻第二塔进行所述预定处理；暂停；与第一侧相邻第一塔进行所述预定处理。进一步地，所述塔的数目为5，并且所述预定处理步骤中每个塔与该塔第一侧相邻的两个塔以及第二侧相邻的两个塔进行所述预定处理。进一步地，所述制氧系统中的每个塔的预定处理步骤为与第一侧相邻第一塔进行所述预定处理；与第二侧相邻第一塔进行所述预定处理。进一步地，所述制氧系统中的每个塔的预定处理步骤为与第二侧相邻第一塔进行所述预定处理；与第一侧相邻第一塔进行所述预定处理。进一步地，所述预定处理包括以下处理中的一种或几种充压、顺放、冲洗、均压。根据本发明的技术方案，可以实现氧气回收率达65 % -75 %的目标，从而制取等量的氧气，比其他工艺流程使用更少的原料空气，空压机的功率、体积、重量等指标都大大减小，并且允许极短的循环周期，相应的分子筛的用量也可以大为减少。
说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图1是根据本发明实施例的制氧系统的塔的九塔气路布置示意图；图2是根据本发明实施例的一种均压步骤顺序的示意图；图3为本发明实施例的九塔的气路连接图；以及图4是根据本发明实施例的制氧系统的塔的五塔气路布置示意图。
具体实施例方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。本发明实施例的制氧系统的变压吸附制氧方法，包括一个或多个预定处理步骤， 并且制氧系统中的每个塔与该塔两侧中每侧的多个相邻塔进行均压。这里的预定步骤包括但不限于充压、顺放、冲洗、均压中的一种或几种。以下以均压操作为例进行说明。每个塔按照如下两种顺序实现六次均压步骤(括号内为第二种顺序)
(1)、与顺时针(逆时针)相邻第--塔均压；
0)、与逆时针(顺时针)相邻第三Ξ塔均压；
(3)与顺时针(逆时针)相邻第二塔均压；
(4)与逆时针(顺时针)相邻第二塔均压；
(5)与顺时针(逆时针)相邻第三塔均压；
(6)与逆时针(顺时针)相邻第一-塔均压。
例如，参考图1，图1是根据本发明实施例的制氧系统的塔的九塔气路布置示意
图。此处为圆形布置。其他布置方式下每个塔的两侧同样布置有其他塔。对于塔A，其均压顺序有两种可能的方案，第一种方案示于图2中。图2是根据本发明实施例的一种均压步骤顺序的示意图，具体步骤如下(1)、与B塔均压(顺时针相邻第一塔)；O)、与G塔均压(逆时针相邻第三塔)；(3)、与C塔均压(顺时针相邻第二塔)；、与H塔均压(逆时针相邻第二塔)；(5)、与D塔均压(顺时针相邻第三塔)；(6)、与I塔均压(逆时针相邻第一塔)。对于塔A第二种方案如下(1)、与I塔均压(逆时针相邻第一塔)；O)、与D塔均压(顺时针相邻第三塔)；(3)、与H塔均压(逆时针相邻第二塔)；、与C塔均压(顺时针相邻第二塔)；(5)、与G塔均压(逆时针相邻第三塔)；(6)、与B塔均压(顺时针相邻第一塔)。其他塔的均压顺序可以根据前面阐述的原理推出。涵盖各塔六步六次均压工艺步骤的流程通过下述技术方案予以实现，图3为本发明实施例的九塔的气路连接图。九塔27步的制氧方法具体如下1. A塔进气升压；B塔与D塔均压；C塔逆放；E塔吸附出氧；F塔与I塔均压；G塔与H塔均压；2.A塔进气升压；B塔与D塔均压；C塔被产品氧气吹扫；E塔吸附出氧；F塔与I塔均压；G塔与H塔均压；3. A塔吸附出氧；B塔与I塔均压；C塔被产品氧气吹扫，D塔与G塔均压；E塔与F 塔均压；H塔逆放；4. A塔吸附出氧；B塔与E塔均压；C塔与D塔均压；F塔进气升压；G塔与I塔均压；H塔逆放；5. A塔吸附出氧；B塔与E塔均压；C塔与D塔均压；F塔进气升压；G塔与I塔均压；H塔被氧气产品吹扫；6. A塔与B塔均压；C塔与I塔均压；D塔逆放；E塔与G塔均压；F塔吸附出氧；H 塔被氧气产品吹扫；7. A塔与G塔均压；B塔进气升压；C塔与E塔均压；D塔逆放；F塔吸附出氧；H与 I均压；8. A塔与G塔均压；B塔进气升压；C塔与E塔均压；D塔被氧气产品吹扫；F塔吸附出氧；H与I均压；9. A塔与C塔均压；B塔吸附出氧；D塔被氧气产品吹扫；E与H均压；F塔与G塔均压；I塔逆放；10. A塔与H塔均压；B塔吸附出氧；C塔与F塔均压；D塔与E塔均压；G塔进气升压；I塔逆放；11. A塔与H塔均压；B塔吸附出氧；C塔与F塔均压；D塔与E塔均压；G塔进气升压；I塔被氧气产品吹扫；12. A塔与D塔均压；B塔与C塔均压；E塔放空；F塔与H塔均压；G塔吸附出氧；I 塔逆放；13. A塔与I塔均压；B塔与H塔均压；C塔进气升压；D塔与F塔均压；E塔逆放；G 塔吸附出氧；14. A塔与I塔均压；B塔与H塔均压；C塔进气升压；D塔与F塔均压；E塔被产品氧气吹扫；G塔吸附出氧；15.A塔逆放；B塔与D塔均压；C塔吸附出氧；E塔被产品气吹扫；F塔与I塔均压； G塔与H塔均压；16. A塔逆放；B塔与I塔均压；C塔吸附出氧；D与G均压；E塔与F塔均压；H塔进气升压；17. A塔被氧气产品吹扫；B塔与I塔均压；C塔吸附出氧；D与G均压；E塔与F塔均压；H塔进气升压；18. A塔被氧气产品吹扫；B塔与E塔均压；C塔与D塔均压；F塔逆放；G塔与I塔均压；H塔吸附出氧；19. A塔与B塔均压；C塔与I塔均压；D塔进气充压；E塔与G塔均压；F塔逆放；H 塔吸附出氧；20. A塔与B塔均压；C塔与I塔均压；D塔进气充压；E塔与G塔均压；F塔被产品氧气吹扫；H塔吸附出氧；21. A塔与G塔均压；B塔放空；C塔与E塔均压；D塔输出氧气；F塔被产品氧气吹扫；H塔与I塔均压；22. A塔与C塔均压；B塔逆放，D塔吸附出氧；E塔与H塔均压；F塔与G塔均压；I 塔进气充压；23. A塔与C塔均压；B塔被产品氧气吹扫；D塔吸附出氧；E塔与H塔均压；F塔与 G塔均压；I塔进气充压；24. A塔与H塔均压；B塔被产品氧气吹扫；C塔与F塔均压；D塔与E塔均压；G塔逆放；I塔吸附出氧；25. A塔与D塔均压；B塔与C塔均压；E塔进气充压；F塔与H塔均压；G塔逆放；I 塔吸附出氧；26. A塔与D塔均压；B塔与C塔均压；E塔进气充压；F塔与H塔均压；G塔被产品氧气吹扫；I塔吸附出氧；27. A塔与I塔均压；B塔与H塔均压；C塔逆放；D塔与F塔均压；E塔吸附出氧；G 塔被产品氧气吹扫。归纳性的总结参见表1。表 权利要求
1.一种制氧系统的变压吸附制氧方法，包括一个或多个预定处理步骤，其特征在于 对于每个所述预定处理步骤，所述制氧系统中的每个塔与该塔两侧中每侧的多个相邻塔进行所述预定处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述制氧系统中塔的数目为奇数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述塔的数目为9，并且所述预定处理步骤中所述每个塔与该塔第一侧的三个相邻塔以及第二侧的三个相邻塔进行预定处理。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述制氧系统中的每个塔的预定处理步骤为与第一侧的相邻第一塔进行所述预定处理； 与第二侧的相邻第三塔进行所述预定处理； 与第一侧相邻第二塔进行所述预定处理； 与第二侧相邻第二塔进行所述预定处理； 与第一侧相邻第三塔进行所述预定处理； 与第二侧相邻第一塔进行所述预定处理。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述制氧系统中的每个塔的预定处理步骤为与第二侧相邻第一塔进行所述预定处理； 与第一侧相邻第三塔进行所述预定处理； 与第二侧相邻第二塔进行所述预定处理； 与第一侧相邻第二塔进行所述预定处理； 与第二侧相邻第三塔进行所述预定处理； 与第一侧相邻第一塔进行所述预定处理。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预定处理为均压，所述制氧步骤如下，其中的塔依次为A塔至I塔A塔进气升压；B塔与D塔均压；C塔逆放；E塔吸附出氧；F塔与I塔均压；G塔与H塔均压；A塔进气升压；B塔与D塔均压；C塔被产品氧气吹扫；E塔吸附出氧；F塔与I塔均压； G塔与H塔均压；A塔吸附出氧；B塔与I塔均压；C塔被产品氧气吹扫，D塔与G塔均压；E塔与F塔均压；H塔逆放；A塔吸附出氧；B塔与E塔均压；C塔与D塔均压；F塔进气升压；G塔与I塔均压；H塔逆放；A塔吸附出氧；B塔与E塔均压；C塔与D塔均压；F塔进气升压；G塔与I塔均压；H塔被氧气产品吹扫；A塔与B塔均压；C塔与I塔均压；D塔逆放；E塔与G塔均压；F塔吸附出氧；H塔被氧气产品吹扫；A塔与G塔均压；B塔进气升压；C塔与E塔均压；D塔逆放；F塔吸附出氧；H与I均压； A塔与G塔均压；B塔进气升压；C塔与E塔均压；D塔被氧气产品吹扫；F塔吸附出氧； H与I均压；A塔与C塔均压；B塔吸附出氧；D塔被氧气产品吹扫；E与H均压；F塔与G塔均压；I 塔逆放；A塔与H塔均压；B塔吸附出氧；C塔与F塔均压；D塔与E塔均压；G塔进气升压；I塔逆放；A塔与H塔均压；B塔吸附出氧；C塔与F塔均压；D塔与E塔均压；G塔进气升压；I塔被氧气产品吹扫；A塔与D塔均压；B塔与C塔均压；E塔放空；F塔与H塔均压；G塔吸附出氧；I塔逆放；A塔与I塔均压；B塔与H塔均压；C塔进气升压；D塔与F塔均压；E塔逆放；G塔吸附出氧；A塔与I塔均压；B塔与H塔均压；C塔进气升压；D塔与F塔均压；E塔被产品氧气吹扫；G塔吸附出氧；A塔逆放；B塔与D塔均压；C塔吸附出氧；E塔被产品气吹扫；F塔与I塔均压；G塔与 H塔均压；A塔逆放；B塔与I塔均压；C塔吸附出氧；D与G均压；E塔与F塔均压；H塔进气升压；A塔被氧气产品吹扫；B塔与I塔均压；C塔吸附出氧；D与G均压；E塔与F塔均压；H 塔进气升压；A塔被氧气产品吹扫；B塔与E塔均压；C塔与D塔均压；F塔逆放；G塔与I塔均压；H 塔吸附出氧；A塔与B塔均压；C塔与I塔均压；D塔进气充压；E塔与G塔均压；F塔逆放；H塔吸附出氧；A塔与B塔均压；C塔与I塔均压；D塔进气充压；E塔与G塔均压；F塔被产品氧气吹扫；H塔吸附出氧；A塔与G塔均压；B塔放空；C塔与E塔均压；D塔输出氧气；F塔被产品氧气吹扫；H塔与I塔均压；A塔与C塔均压；B塔逆放，D塔吸附出氧；E塔与H塔均压；F塔与G塔均压；I塔进气充压；A塔与C塔均压；B塔被产品氧气吹扫；D塔吸附出氧；E塔与H塔均压；F塔与G塔均压；I塔进气充压；A塔与H塔均压；B塔被产品氧气吹扫；C塔与F塔均压；D塔与E塔均压；G塔逆放；I 塔吸附出氧；A塔与D塔均压；B塔与C塔均压；E塔进气充压；F塔与H塔均压；G塔逆放；I塔吸附出氧；A塔与D塔均压；B塔与C塔均压；E塔进气充压；F塔与H塔均压；G塔被产品氧气吹扫；I塔吸附出氧；A塔与I塔均压；B塔与H塔均压；C塔逆放；D塔与F塔均压；E塔吸附出氧；G塔被产品氧气吹扫。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述塔的数目为9，并且所述预定处理步骤中每个塔与该塔第一侧相邻的两个塔以及第二侧相邻的两个塔进行所述预定处理。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述制氧系统中的每个塔的预定处理步骤为与第一侧相邻第一塔进行所述预定处理； 暂停；与第一侧相邻第二塔进行所述预定处理； 与第二侧相邻第二塔进行所述预定处理； 暂停；与第二侧相邻第一塔进行所述预定处理。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述制氧系统中的每个塔的进行所述预定处理步骤为与第二侧相邻第一塔进行所述预定处理； 暂停；与第二侧相邻第二塔进行所述预定处理； 与第一侧相邻第二塔进行所述预定处理； 暂停；与第一侧相邻第一塔进行所述预定处理。
10.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述塔的数目为5，并且所述预定处理步骤中每个塔与该塔第一侧相邻的两个塔以及第二侧相邻的两个塔进行所述预定处理。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述制氧系统中的每个塔的预定处理步骤为与第一侧相邻第一塔进行所述预定处理； 与第二侧相邻第一塔进行所述预定处理。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述制氧系统中的每个塔的预定处理步骤为与第二侧相邻第一塔进行所述预定处理； 与第一侧相邻第一塔进行所述预定处理。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定处理包括以下处理中的一种或几种充压、顺放、冲洗、均压。
全文摘要
本发明提供了一种制氧系统的变压吸附制氧方法，用以解决现有技术中变压吸附制氧的氧气回收率较低的问题。该方法包括一个或多个预定处理步骤，对于每个所述预定处理步骤，所述制氧系统中的每个塔与该塔两侧中每侧的多个相邻塔进行所述预定处理。根据本发明的技术方案，有助于提高变压吸附制氧的氧气回收率。
文档编号C01B13/02GK102267686SQ20101062043
公开日2011年12月7日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者许庆斌 申请人:北京谊安医疗系统股份有限公司