[发明专利]一种用于分离空气中氧气的设备

说明书

本发明公开了一种用于分离空气中氧气的设备，所述设备按照气体流动方向包括引气段和富氧分离段，所述引气段一侧设有空气入口，富氧分离段的壳体上设置有富氧气流出口和富氮气流出口；所述引气段内设置有空气过滤器和鼓风机；所述富氧分离段内设置有一级以上的电离富氧分离筒，电离富氧分离筒通过筛板与富氧分离段的壳体内壁固定连接，所述电离富氧分离筒为两端开口的圆筒，电离富氧分离筒的入口端与筛板固定连接，筛板的出口一侧设置有电晕组件，电离富氧分离筒外壁上设置有磁组件。本发明设备提高了氧气在磁场中的分离效果，解决了磁法富氧过程中氧气从磁场中分离难的问题。

技术领域

本发明涉及气体分离领域，特别是涉及一种用于分离空气中氧气的设备。

背景技术

传统的制氧方法是空气深冷分馏法，该法可制得高纯度的氧气、氮气。但在许多场合，如废水处理、金属冶炼、化工废气处理等场合并不需要像深冷分馏法所制得的高纯度氧气，而且富氧的需用量比较大。为此，人们一直追求更为经济、简单的富氧方法，如分子筛变压吸附法、膜法富氧技术。

膜法富氧是利用富氧膜进行空气分离，富氧膜技术先进、成熟。膜分离空气的工作原理是聚合物膜的选择透过性功能，使膜与空气相接触，在膜的两侧压力差的驱动下，由于氧气分子和氮气分子透过膜的速率不同，渗透速率快的气体在渗透侧富集，渗透速率慢的气体在原料侧富集，从而实现分离提纯空气的目的。膜技术的关键是制造高通量、高选择性、使用寿命长又易于清洗的膜材料。但是在实际应用中存在粉尘、杂质等造成富氧膜的膜孔堵塞的问题，从而缩短富氧膜的使用寿命。

在分子筛上空气中的氮是被优先选择吸附的分子，变压吸附法制取富氧是沿着两条途径进行的：一方面是改善吸附剂的性能，以增大氮的吸附能力和富氮的分离系数；另一方面是改进工艺流程，根据富氧生产能力、纯度及吸附剂性能开发有各种二床、三床流程，吸附床数增加可提高产氧能力、降低总耗电量，但额外投资和床数增加的复杂性在经济上导致过于昂贵。所以目前工业上开发应用较多的是二、三床流程。由于氧氮的分离系数随压力降低而提高，故变压吸附制取富氧过程中吸附压力都比较低，常压吸附—真空解吸工艺的动力消耗要比加压吸附—常压解吸工艺低，分子筛变压吸附富氧法与富氧膜富氧相似，技术较成熟。空隙比富氧膜的空隙大，但是也同样存在分子筛孔堵塞问题。因分子筛孔堵塞必须更换，造成资源的极大浪费和费用的极大消耗。

目前磁法富氧技术是富氧燃烧节能技术制备富氧空气的最先进技术，其优点是应用范围广、使用年限长，本身耗能低、富氧空气造价低。从根本上解决了现阶段膜法富氧法、分子筛变压吸附富氧法的弊病：如富氧膜和分子筛的孔眼堵塞问题。磁法富氧的原理是利用氧分子和氮分子的不同的顺磁性和逆磁性，使得两种气体分子经过高磁磁场发生不同方向的偏转从而得到富氧空气和富氮空气，排出富氮空气，剩下的就是我们所需要的富氧空气。磁法富氧的初级富氧浓度能够达到26%--30%，并且可以多级串联，可以使得富氧浓度达到一个较高的水平。

专利CN101020569A公开了一种磁力富氧空气机，其主要由透氧层和富氧抽气泵构成，抽气泵上设置有带旋转磁场的导流罩，利用旋转磁场产生的磁力将聚集在聚氧装置上的氧气有效地导入抽气泵中，但是存在富氧浓度不高、富氧气量小等问题。

专利CN101857200A公开了一种新型组合式磁力富氧装置，富氧装置采用三级串联富氧，逐级提高氧气纯度，但在实际运行过程中存在氧气浓度越高，氧气越难从磁场脱离的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于分离空气中氧气的设备，所述设备能够起到富氧、除湿的效果，还同时具有设备简单、安全可靠、投资费用低等优点。