一种防止分子筛粉化的VPSA制氧装置的制作方法

一种防止分子筛粉化的vpsa制氧装置
技术领域
1.本实用新型属于气体分离领域，具体而言，涉及一种防止分子筛粉化的vpsa制氧装置。


背景技术：

2.吸附塔中的分子筛安装时通常需要压紧，第一是为了提高分子筛装填的堆密度，减少塔间隙；第二是为了减少高压进气和真空解析时床层的流动，降低床层流动而造成的分子筛磨损粉化。
3.但现有vpsa制氧技术通常有以下缺点：当产氧量为300nm3/h及以上、纯度90％以上时，进气管道直径较大，且随着产氧量的增加，进气量和进气管道直径也随之增大，自鼓风机而来经水冷器冷却后的低温高压气体在均压后，如直接进入吸附系统，由于进气压力和吸附塔内压力压差较大，在瞬间进气时，对吸附塔内分子筛会造成较大的冲击，容易造成吸附塔内分子筛粉化，并且随着产气量的增大，进气量也随之增大，分子筛更容易粉化，分子筛粉化后，会导致吸附塔内本来压紧的分子筛床层出现松动，松动后的床层在高压进气和抽真空解析过程中磨损程度加剧，从而导致吸附效率降低、吸附剂寿命缩短等严重的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种防止分子筛粉化的vpsa制氧装置，有效防止在制备300nm3/h及以上、纯度90％以上的氧气时因进气压差大而导致的吸附塔内分子筛粉化，有效提高吸附剂的寿命。
5.为实现本实用新型目的，采用的技术方案为：一种防止分子筛粉化的vpsa制氧装置，包括进气组件和并联在进气组件上的两个吸附塔，两个吸附塔的进口端之间还连接有抽真空管道，两个吸附塔的出口端共同连接有氧气缓冲罐，且两个吸附塔之间还连接有均压管道。
6.进一步的，所述抽真空管道上连接有废气排放管道，废气排放管道上安装有真空泵。
7.进一步的，所述废气排放管道上还安装有第四消音器。
8.进一步的，所述废气排放管道的进口端还并联有旁通排放管，且旁通排放管上还安装有第三消音器。
9.进一步的，两个所述吸附塔的进口端、出口端以及抽真空管道两端、均压管道上均安装有控制阀门。
10.进一步的，所述氧气缓冲罐进口端、均压管道上均安装有调节阀门。
11.进一步的，所述进气组件包括共同连接在两个吸附塔上的进气管道，且进气管道上还安装有空气过滤器、鼓风机和冷却器，冷却器位于鼓风机的输出端。
12.进一步的，所述进气管道上还安装有第一消音器。
13.进一步的，所述鼓风机的出口端还并联有排放管路，且排放管路上安装有第二消音器。
14.本实用新型的有益效果是：
15.1、通过在两个吸附塔之间设置均压管道，并在两个吸附塔的进口端之间安装抽真空管道，使其中一个吸附塔在吸附结束后可通过均压管道使两个吸附塔进行均压，并在均压完毕后，通过氧气缓冲罐对待吸附的吸附塔内进行充压，充压结束后待吸附塔内压力升高，与进气压力之间压差减小，最后再通过进气组件将低温高压气体送入到待吸附的吸附塔内进行吸附生产产品。本实用新型不仅能循环制备300nm3/h及以上、纯度90％以上的氧气，且有效防止因进气压差大而导致的吸附塔内分子筛粉化的问题，提高了吸附剂的寿命，且随着产气量的提升，吸附剂的寿命提高效果更加明显。
16.2、通过第一消音器、第二消音器、第三消音器、第四消音器的共同配合，大大降低了整个制氧过程产生的噪音，有效避免对周围环境造成噪音污染。
附图说明
17.图1是本实用新型提供的防止分子筛粉化的vpsa制氧装置的工艺流程图。
18.附图中标记及相应的零部件名称：
19.1、进气管道，2、空气过滤器，3、鼓风机，4、冷却器，5、排放管路，6、吸附塔，7、抽真空管道，8、均压管道，9、氧气缓冲罐，10、废气排放管道，11、旁通排放管，12、真空泵，14、第一消音器，15、第二消音器，16、第三消音器，17、第四消音器，18、控制阀门，19、调节阀门。
具体实施方式
20.下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。
21.如图1所示，本实用新型提供的一种防止分子筛粉化的vpsa制氧装置，包括进气组件和并联在进气组件上的两个吸附塔6，进气组件主要用于将低温高压气体分别送入到两个吸附塔6内，两个吸附塔6的进口端之间还连接有共同对两个吸附塔6抽真空的抽真空管道7，两个吸附塔6的出口端共同连接有氧气缓冲罐9，且两个吸附塔6之间还连接有均压管道8。
22.当需要制备产品气时，进气组件将低温高压气体送入到其中一个吸附塔6内，该吸附塔6对气体中的氮气等进行吸附，而吸附后产生的氧气则直接送入到氧气缓冲罐9内，并通过氧气缓冲罐9稳压后送入到用气系统内；当进行下一次产品气的制备时，先停止向另一吸附塔6内送入低温高压气体，先打开两个吸附塔6之间的均压管道8，使原吸附塔6与下次吸附用的吸附塔6内连通，使两个吸附塔6内压强保持一致，然后关闭均压管道8，并使氧气缓冲罐9对待吸附的吸附塔6内进行充压，待充压完毕后，充压结束后待吸附塔内压力升高，与进气压力之间压差减小，最后再通过进气组件将低温高压气体送入到待吸附的吸附塔6内进行吸附生产产品。
23.当其中一个吸附塔6在进行吸附处理时，可通过抽真空管道7对另一吸附塔6进行抽真空，使该吸附塔6内的通过吸附剂吸附的气体被完全吸除，从而为吸附塔6下一次吸附做准备。
24.在一些实施例中，所述抽真空管道7上连接有废气排放管道10，而废气排放管道10
上安装有真空泵12，当需要将吸附塔6中吸附剂吸附的气体吸除时，启动真空泵12，通过真空泵12的运行，使吸附塔6内吸附剂吸附的气体通过抽真空管道7、废气排放管道10吸除。
25.在一些实施例中，所述废气排放管道10上还安装有第四消音器17，第四消音器17能在吸除吸附剂吸附的气体时降低噪音，使吸除吸附剂吸附的气体时更加安静，避免造成噪音污染。
26.在一些实施例中，所述废气排放管道10的进口端还并联有旁通排放管11，且旁通排放管11上还安装有第三消音器16，当吸附塔6内吸附的气体在不需要真空泵12抽吸即可实现排放时，吸附塔6内吸附的气体可直接通过抽真空管道7、废气排放管、旁通排放管11直接进行排放，此时，第三消音器16能排放进行降噪，避免在排放过程中对周围环境造成噪音污染。
27.在一些实施例中，两个所述吸附塔6的进口端、出口端以及抽真空管道7两端、均压管道8上均安装有控制阀门18，使两个吸附塔6可进行单独控制，不仅满足两个吸附塔6切换吸附，且方便对吸附塔6的均压以及吸附塔6内吸附气体的吸除更好控制；同时，为了方便对吸附塔6内吸附气体的吸除更方便排放，还可在废气排放管道10、旁通排放管11的进口端均安装开关阀，使吸附塔6内吸附的气体在排放时可根据废气排放管道10、旁通排放管11的进口端上的开关阀控制排放的路径。
28.在一些实施例中，所述氧气缓冲罐9进口端、均压管道8上均安装有调节阀门19，氧气缓冲罐9进口端的调节阀门19用于调节产气、吸附塔6充压的速度，而均压管道8上的调节阀门19则用于控制两个吸附塔6在均压时的均压速度。
29.在一些实施例中，所述进气组件包括共同连接在两个吸附塔6上的进气管道1，且进气管道1上还安装有空气过滤器2、鼓风机3和冷却器4，冷却器4位于鼓风机3的输出端，其中，空气过滤器用于除去新鲜空气中的固体颗粒等杂质，而鼓风机3用于增加新鲜空气的进气速度，保证新鲜空气在进入吸附塔6内时保持高压状态，而冷却器4则对通过鼓风机3加压后的高温高压气体进行冷却除水，使新鲜空气进入吸附塔6内时为低温高压空气，从而满足吸附塔6的吸附条件。
30.在一些实施例中，所述进气管道1上还安装有多个第一消音器14，能有效降低新鲜空气在进气过程中产生的噪音，使整个进气过程处于低噪音环境。
31.在一些实施例中，所述鼓风机3的出口端还并联有排放管路5，且排放管路5上安装有第二消音器15，因鼓风机3开机后一直处于连续工作状态，当吸附塔6处于均压、充压状态时，鼓风机3加压后的气体通过排放管路5及其上的第二消音器15排放，以免造成管路系统憋压。
32.本实用新型还可配设现有的plc控制系统，并使吸附塔6的进口端、出口端以及抽真空管道7两端、均压管道8上的控制阀门18，废气排放管道10、旁通排放管11的进口端的开关阀，氧气缓冲罐9进口端、均压管道8上的调节阀门19均与plc控制系统的输出端连接，使plc控制系统可直接控制上述控制阀门18、开关阀和调节阀门19，使整个制氧系统的控制更加方便；同时，本实用新型中的排放管路5、进气管道1上也可安装开关阀，控制新鲜空气在进入吸附塔6之前的气流路径。
33.当需要制备产品气时，新鲜空气通过空气过滤器2除去固体颗粒等杂质，鼓风机3进行加压，并通过冷却器4对加压后的高温高压气体进行冷却除水，打开其中一个吸附塔6
进口端、出口端的控制阀门18，使低温高压空气进入该吸附塔6内进行吸附，吸附后产生的产品气送入到氧气缓冲罐9内，并通过氧气缓冲罐9稳压后送入到用气系统内。
34.当吸附完毕后，关闭原吸附塔6进口端、出口端的控制阀门18，打开均压管道8上的控制阀门18，使两个吸附塔6进行均压，而后待吸附的吸附塔6出口端的控制阀门18打开，并打开氧气缓冲罐9进口端、同时关闭均压管道8上的调节阀门19，使氧气缓冲罐9进入到待吸附的吸附塔6进行充压，并在待吸附的吸附塔6均压后，打开待吸附的吸附塔6进口端的控制阀门18，此时，该吸附塔6进行吸附产生产品气；同时，在待吸附塔进行充压时，打开抽真空管道7上靠近原吸附塔6进口端的控制阀门18，启动真空泵12，通过真空泵12向原吸附塔6内抽真空，使原吸附塔6内吸附剂吸附的氮气等气体通过抽真空管道7、废气排放管道10吸除排放。
35.本实用新型中的吸附塔6还可以为大于2个，且本实用新型中的控制阀门18为现有技术中的气动程控阀门。
36.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。