专利名称：吸附法生产加压氧的工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及在一设备中用吸附法生产非纯净加压氧的工艺。该设备包括两个吸附器，在一个循环过程中，每个吸附器历经如下步骤a)从大气压开始的再压缩过程，此时压缩空气顺流进入，来自步骤c)所述的另一吸附器的气体逆流进入；b)生产过程，此时压缩空气进入，不低于1.9×105Pa的高循环压力的氧被抽出；c)顺流减压过程，通过与步骤a)所述的另一吸附器相连通而达到；d)再生过程，此时逆流减压至大气压，产品氧逆流洗脱。
这类特别适用于氧疗的工艺在文献EP-A-0176393中被描述。在该文献的工艺中，洗脱贯穿整个再生过程，从产品中抽取氧贯穿整个生产过程。出于这一原因，氧换向流动通过校准了的孔板不断地被传向缓冲容器。以后将看到，该文件所述工艺，适合提供流量不超过3升/分、纯度大于90％的氧。然而，对氧流量超过3升/分或更确切的是5升/分的需要在增长，特别是为了与野战医院的自备麻醉系统相匹配。
采用高于大气压的高循环压力和低于大气压的低循环压力的所谓混合循环来增加氧浓度和/或氧流量是可能的，在大多数高容量的工业设备中就是如此。然而这些方法尤其是由于增加了附加泵，使投资费用和运行费用大大增加。
本发明的目的就是对上述提到的工艺进行改进，使得有可能在不增加设备总体尺寸和投资或耗电量的基础上，提高氧流量和纯净度这些运行特性。
为了达到这一目的，本发明的一个特点就是步骤d)的第一部分是没有气体进入的纯粹逆流减压，洗脱仅在这一步骤d)的末了进行，通常持续时间不超过步骤d)的一半。
本发明的其它特点是—一个循环的总持续时间不超过20秒；—洗脱在大气压下进行，持续时间不超过步骤d)的一半。
本发明的其它特性和优点将通过参照附图对实施例进行非限制性描述而变得更加清楚。附图中
图1是实施本发明工艺的设备的流程图。
图2是根据本发明所述工艺的一个循环的示意图。
图1中所示的生产非纯净氧的设备(也称之为浓缩器)包括两个填充有分子筛的吸附器A和B，它们置于管路1和产品管路2之间，管路1用来供应经压缩器C压缩后的空气，产品管路2用来与用户站相连接，并且还包括一串联连接的缓冲容器T、一压力调节器3和一保证用户站的压力不超过大约1.5×105Pa限定值的超压阀4。通常，产品管路2的出口侧上有一细菌过滤器5，在入口管路1上有顺序布置的一消声过滤器6和一细菌过滤器7。
吸附器A和B的出口直接与容器T相连，它们之间是通过一安装有二通电磁阀9的连接管或平衡管线8选择性地相互连接。吸附器A和B的入口分别通过入口电磁阀10A和10B与入口管路1相连，也分别通过电磁阀12A和12B与装有排放消声器11的排入大气口相连。
依据本发明的一个循环将参照图2进行描述。从循环的低压Pa(大气压)开始，阀10A/B和9是打开的。随着在生产方向(以下称之为顺流方向)上的压缩空气的进入以及逆流地完成生产过程(步骤T3-T4，以下会看到)的富氧高压气体，从吸附器流出，每个吸附器经历第一次增压(步骤T0-T1)。在大约1.5-2×105Pa的中间压力之上，并达到循环的高压，通常为2.8-3.3×105Pa，最好是接近3.0×105Pa，阀9是关闭的，吸附器在生产阶段运行(步骤T1-T3)，这时压缩空气在进口处进入，氧气在出口处被抽出。在生产阶段的完结处(T2-T3)，生产出的部分氧气逆流地供给一已完成其减压过程(洗脱步骤T5-T6，阀9和12A/B打开，以后将看到)的吸附器。
在生产过程的终止处即时间T3，进口阀10A/B关闭，阀9打开。吸附器经历顺流第一次减压过程(步骤T3-T4)，如上所述的部分抽出的气体参与其它吸收器的再增压过程(步骤T0-T1)。在时间T4时，阀9关闭，排气阀12A/12B打开，此时吸附器经历逆流减压，直至达到循环的低压Pa。在此压力下，由以上所述，吸附器经历产品气体的逆流洗脱，排气阀12A/12B保持开启，阀9也保持开启。在时间T6时，对应以上所述的时间T0，吸附器进行新的，相同的循环。
通常，依照本发明工艺，用于氧疗的一个循环的持续时间不超过20秒，通常在16-19秒之间。在一个这样的循环中，步骤T1-T2或T4-T5的持续时间大于半个循环的一半，也就是说，一般在5-5.5秒之间。步骤T2-T3或T3-T6的持续时间稍为大于步骤T0-T1或T3-T4的持续时间，也就是说，一般为近似2秒。
下表1列出了如前所述文件中的循环与本发明循环的比较，条件如下PM3×105Pa循环时间+现有技术28秒+本发明量6.4秒步骤持续时间+现有技术T0-T1和T3-T42秒T2-T3和T4-T612秒+本发明 T0-T1和T3-T41.2秒T1-T2和T4-T55秒T2-T3和T5-T62秒此外，所有其它参数(温度，尺寸、吸附剂)都相同。
表1
可以看出，本发明的工艺可保证在较宽流量范围内(达5.5升/分)有较高的氧含量。在流量高达约6升/分的范围内均可保证氧含量基本上大于90％。
尽管本发明是参照具体实施例进行描述的，对于本领域技术人员在以下所述的权利要求范围内作出其它修改和变化形式也是不难想象的。
权利要求
1.一种在一设备中用吸附法生产非纯净加压氧的工艺，该设备包括两个吸附器(A，B)，在一个循环过程中，每个吸附器历经如下步骤a)从大气压(Pa)开始的再压缩过程，此时压缩空气顺流进入，来自步骤c)所述的其它吸附器的气体逆流进入；b)生产过程，此时压缩空气进入，不低于1.9×105Pa的高循环压力(Pm)的氧被抽出；c)顺流减压过程，通过与步骤a)的其它吸附器相连通而达到；d)再生过程，此时逆流减压至大气压(Pa)，产品氧逆流洗脱；其特征在于步骤d)的第一部分是没有气体进入的纯粹逆流减压(T4-T5)，洗脱(T5-T6)在步骤d)结束时进行。
2.如权利要求1的工艺，其特征在于洗脱(T5-T6)在大气压(Pa)下进行，持续时间少于步骤d)的一半。
3.如权利要求1或2所述的工艺，其特征在于一个循环(T0-T6)的持续时间不超过20秒。
4.如权利要求3所述的工艺，其特征在于产品流量近似在2-6升/分之间。
5.如权利要求3或4所述的工艺，其特征在于步骤a)和c)的持续时间不超过3秒。
6.如以上任一权利要所述的工艺，其特征在于，该工艺包括将生产出的氧降压至不超过1.5×105Pa这一步骤，用于将氧供应给用户站。
7.如以上任一权利要求所述的工艺，其特征在于该工艺包括使供给空气通过一细菌过滤器(7)这一步骤。
8.如以上任一权利要求所述的工艺，其特征在于该工艺包括使生产出的氧通过一细菌过滤器(5)这一步骤。
全文摘要
本工艺包含一再生过程，包括顺流减压步骤(以便参与另一吸附器的再升压)、没有气体进入的逆流减压至低的循环压力步骤、低循环压力下的逆流洗脱和氧气的抽出步骤。循环时间不超过20秒。本发明特别适用于生产流量在2-6升/分、氧浓度大于90％且宜于进行氧疗的氧。
文档编号B01D53/047GK1148996SQ9611049
公开日1997年5月7日 申请日期1996年5月17日 优先权日1995年5月18日
发明者A·莫诺特, M·H·里纳丁 申请人:乔治·克劳德方法的研究开发空气股份有限公司