[发明专利]医疗保健气体集成式制备方法及其制取和供给装置

说明书

本发明涉及深冷法制取氧气技术领域，公开了医疗保健气体集成式制备方法及其制取和供给装置。包括热端系统、冷端系统和后备系统，热端系统用于空气的过滤、冷却、干燥纯化，热端处理后的气体分成四股进入冷端系统和后备系统，冷端系统包括高压塔和低压塔，低压塔制取的液氧主要来自高压塔的富含氧气的液态空气，从而制得达到医用标准的纯氧。工艺流程中通过设置氧气缓冲罐，并提高其操作压力，使装置稳定连续运行在额定流量时，就能满足医院白天和夜晚不同用气量的需求。而且本装置能够同时得到液氧、液氮、氧气、氮气、医用干燥空气，在装置停车的情况下，液氧贮槽和液氮贮槽能够维持送气管路的运行，而且本装置节约能源，操作简单，控制稳定。

技术领域

本发明属于深冷法制取氧气技术领域，尤其涉及了医疗保健气体集成式制备方法及其制取和供给装置。

背景技术

深冷法是先将空气压缩、冷却、净化吸附空气中的水和二氧化及碳氢物质等，在换热器中与冷流股换热并使空气液化，利用氧、氮组分的沸点的不同，在精馏塔中实现氧、氮分离，这就是空气精馏法。

目前工业上大规模制氧普遍采用深冷法，由大型深冷装置生产的液氧，通过槽车运送至安装在医院内的低温压力储槽内，经空浴式汽化器汽化后供医院使用，其缺点是液体供应主动权掌握在供应商手中，存在质量风险，液氧来源路途遥远，运输不方便，成本较高，加之生产液氧单位耗能较高，氧气折合价格约为3元/Nm3。

小型深冷装置目前在医用领域仅限于充装氧气瓶和直接生产液氧，并没有一个针对大型医院用气需求和特点专门设计的用于医院现场连续供气的小型深冷装置。而且装置占地较大，且单位制氧能耗较高，约1.3～1.5kWh/Nm3。

另一种折衷的办法是在医院安装采用变压吸附法制氧(即PSA制氧)装置直接生产氧气供应医院使用，其基本原理是基于分子筛对空气中的氧、氮组分具有选择性吸附而使空气中氧氮气分离从而获得氧气。当空气经过压缩，经吸附塔的分子筛吸附层时，氮分子优先被吸附，氧分子留在气相中穿过吸附床层而成为产品氧气。当吸附剂层中的氮气吸附达到相对饱和时，利用减压或抽真空的方法将吸附剂分子表面吸附的氮分子解吸出来并送出界区排空，使吸附剂得到解吸重新恢复原有的吸附能力，为下一周期的吸附产氧准备，两个以上(含两个)吸附塔不停地循环，就实现了连续产氧的目的。该方法所生产的氧气纯度通常只有93％左右。即使采取极端办法，其氧气纯度最高只能达到95％，无法达到医用氧99.5％的纯度要求，所以只适合对氧气纯度要求不高的场合，而且制氧单耗较高，约1.5～1.8kWh/Nm3。且无法同时供应其他医用气体，如氮气，干燥压缩空气，液氧，液氮等。

发明内容

本发明为深冷技术在医疗健康领域的技术应用拓展，针对大型医院对医疗气体的需求和用气情况(用氧量在15Nm3/h和200Nm3/h之间，白天和夜晚用气量差别大，用氧压力为4BarA，还需要干燥压缩空气，氮气，液氧，液氮)，提供了一种医疗保健气体集成式制备方法及其制取和供给装置。

为了解决上述的技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

医用气体的集成式制取方法，制取步骤如下：

a.将空气过滤压缩冷却后再进行干燥；

b.将干燥后的气体经过纯化去除空气中的有害组分如水蒸气、CO2、N2O和其他潜在的有害碳氢化合物；

c.将步骤b中干燥净化后的空气分成四股，第一股空气进入经冷却后送到高压塔作为上升气，第二股空气经冷却膨胀降压进入低压塔精馏，第三股空气经加压冷却后进入高压塔精馏；第四股空气作为干燥空气进入收集；

d.步骤c中进入高压塔中的空气经过精馏在高压塔的顶部得到氮气，在底部得到富含氧气的液态空气，富含氧气的液态空气通过过冷后进入低压塔参与精馏，低压塔在顶部得到氮气，在底部得到来自高压塔的富含氧气的液态空气经过再精馏得到的液氧；