一种新型节能vpsa制氧设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于气体分离领域，尤其涉及一种新型节能VPSA制氧设备及其制氧 方法。
【背景技术】
[0002] 变压吸附制氧以其启动快、操作简单、负荷运转调整范围大及维修简单等特点，已 广泛应用于有色金属冶炼、黑色金属冶炼、富氧燃烧、化工造气、医疗领域、污水处理、纸浆 漂白、双氧水生产、化学中各种氧化、水泥工业铁氧水泥、耐火砖制造、臭氧发生器、水产养 殖、碳黑生产等。特别是在今天国家对产业经济下决心宏观调控的大背景下，企业要生存发 展，就要节约能耗、降低成本。而变压吸附制氧在节省总体投资、减少占地面积、节约能耗、 降低成本上有其独特的优势。八十年代以来，随着变压吸附制氧技术的成熟，在无需高纯氧 气的场合，变压吸附法已成为世界上获得低成本氧气的主要方法。
[0003] 目前变压吸附制氧根据吸附和解吸压力的不同，可将常温变压吸附制氧工艺主要 分为高压吸附常压解吸（PSA)、低压吸附真空解吸（VPSA)两种工艺。PSA工艺吸附压力高 (0. 3~0. 55MPa)、投资小、设备简单，但能耗高，只适用于小规模制氧领域。VPSA工艺设备 相对复杂，但氧气回收率高，能耗低，适用于较大规模制氧领域。目前，伴随着钢铁、有色金 属冶炼、化工造气、富氧燃烧等行业的发展，VPSA大规模制取氧气已成为变压吸附气体分离 纯化领域的一个重点发展方向。
[0004] 但在VPSA制氧工艺中，吹扫、均压过程中，系统内的空气需要放空，一方面造成空 气的利用率低，另一方面造成鼓风机选型偏大，导致能耗升高；同时在吸附剂解吸过程中， 根据解吸过程的特点，需要瞬时加大解吸量，现有的定容式罗茨真空泵不能满足。 【实用新型内容】
[0005] 为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种新型节能VPSA制氧 设备。通过设备的改进，降低能耗，并以此降低富氧生产成本。
[0006] 为达到上述目的，本实用新型是通过以下的技术方案来实现的。
[0007] -种新型节能VPSA制氧设备，包括并联安装的A、B两个吸附塔组、进风系统、真空 系统、氧气储气罐、空气储气罐、空气过滤器、阀门、进气管道、出气管道、真空管道、连通管 道；吸附塔内装填吸附剂；A吸附塔塔底分别与进气管道、真空管道连接；进气管道与进风 系统连接，真空管道与真空系统连接；A吸附塔塔顶通过出气管道与氧气储气罐连接；
[0008] B吸附塔塔底分别与进气管道、真空管道连接；进气管道与进风系统连接，真空管 道与真空系统连接；B吸附塔塔顶通过出气管道与氧气储气罐连接；A、B吸附塔组塔顶均安 装有连通管道，连通管道将A、B吸附塔组连通；空气过滤器进口与大气相通，出口有两个， 一个出口与进风系统连接，另一个出口与真空系统连接；空气储气罐与进气管道连接。
[0009] 具体为：A吸附塔塔底并列安装有第一阀门VA1和第三阀门VA3,第一阀门VA1通 过进气管道与进风系统连接，第三阀门VA3通过真空管道与真空系统连接，A吸附塔塔顶 安装有第二阀门VA2,通过出气管道与氧气储气罐连接；B吸附塔塔底并列安装有第四阀 门VA4和第六阀门VA6,第四阀门VA4通过进气管道与进风系统连接，第六阀门VA6通过真 空管道与真空系统连接，B吸附塔塔顶安装有第五阀门VA5,通过出气管道与氧气储气罐连 接；A、B吸附塔组塔顶安装有连通管道，连通管道将A、B吸附塔组连通，连通管道中部安装 有第七阀门VA7 ;空气过滤器进口与大气相通，出口有两个，一个出口与进风系统连接，另 一个出口通过第八阀门VA8与真空系统连接；空气储气罐通过第九阀门VA9与进气管道连 接。
[0010] 所述真空系统包括真空泵、喷射器和消音器，真空泵与喷射器并联，真空泵的进 口、喷射器的进口均与真空管道连接；真空泵的出口、喷射器的出口均与消音器连接。在吸 附剂解吸过程中，根据解吸过程的特点，需要瞬时加大解吸量，增设喷射器，加大瞬时解吸 量，克服了定容式罗茨真空泵瞬时解吸量不足的缺点，设备选型时就可以考虑使用功率相 对较小的罗茨真空泵，同时也降低了罗茨真空泵的消耗功率。
[0011] 所述吸附剂为吸附塔组下部装填活性氧化铝、13X分子筛(钠X型分子筛)，上部装 填LiX分子筛。活性氧化铝、13X分子筛，用以吸附H20、C02以及少量碳氢化合物等；新型的 LiX分子筛，用以吸附N2。
[0012] 所述进气管道、出气管道、真空管道、连通管道的直径为理论值的2倍。通过加大 管道尺寸，一方面可以降低气体流动阻力损失，另一方面也能够增加瞬时供风量和解吸量， 降低鼓风机和真空泵的动力消耗，动力消耗下降了 2~5%。
[0013] 有益效果：与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
[0014] 增加了空气储气罐，回收常规VPSA制氧工艺中放空的空气，在下一个吸附周期初 始阶段可用于增加瞬时供风量，克服定容式风机瞬时供风量不足的缺陷，同时减小鼓风机 的负荷；在解吸过程中，增加喷射器，增大瞬时解吸量，根据解吸过程特点，适时地调节喷射 器抽真空负荷，既克服了定容式罗茨风机瞬时解吸量不足的缺陷，又降低了真空泵的功率 消耗；通过加大管道尺寸，既降低气体流动阻力损失，又增加瞬时供风量和解吸量，降低鼓 风机和真空泵的动力消耗。与常规的VPSA制氧流程相比，制氧能耗可降低7~10%，同时氧 气回收率可提高3~5%。
【附图说明】
[0015] 图1本实用新型设备示意图；
[0016] 1. A吸附塔 2. B吸附塔3.鼓风机4.真空泵5.喷射器6.氧气储气 罐 7.空气储气罐 8.空气过滤器第一阀门VA1第二阀门VA2第三阀门VA3 第 四阀门VA4 第五阀门VA5第六阀门VA6 第七阀门VA7 第八阀门VA8 第九阀门 VA9 9.消音器。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
[0018] 实施例1
[0019] 如图1所示，一种新型节能VPSA制氧设备，其特征在于，包括并联安装的A、B两个 吸附塔组、进风系统、真空系统、氧气储气罐6、空气储气罐7、空气过滤器8、进气管道、出气 管道、真空管道、连通管道；吸附塔内装填吸附剂；A吸附塔1塔底分别与进气管道、真空管 道连接；进气管道与进风系统连接，真空管道与真空系统连接；A吸附塔1塔顶通过出气管 道与氧气储气罐6连接；B吸附塔2塔底分别与进气管道、真空管道连接；进气管道与进风 系统连接，真空管道与真空系统连接；B吸附塔2塔顶通过出气管道与氧气储气罐6连接； A、B吸附塔2组塔顶均安装有连通管道，连通管道将A、B吸附塔2组连通；空气过滤器8进 口与大气相通，出口有两个，一个出口与进风系统连接，另一个出口与真空系统连接；空气 储气罐7与进气管道连接。
[0020] 上述真空系统包括真空泵4、喷射器5和消音器9,真空泵4与喷射器5并联，真空 泵4的进口、喷射器5的进口均与真空管道连接；真空泵4的出口、喷射器5的出口均与消 音器9连接。
[0021] 上述吸附剂为吸附塔组下部装填活性氧化铝、13X分子筛，上部装填LiX分子筛。
[0022] 上述进气管道、出气管道、真空管道、连通管道的直径为理论值的2倍。
[0023] 本实用新型中的所涉及到的阀门位置，以及连接关系具体为：A吸附塔1塔底并