[发明专利]一种变压吸附制氧机

权利要求书

1.一种变压吸附制氧机，包括两个填充有分子筛吸附剂的吸附罐，分别为左罐(1)和右罐(2)；所述分子筛吸附剂能吸附空气中的氮气；还包括空压机(3)、原料气罐(4)；所述空压机(3)的出口通过空气管(5)连接原料气罐(4)；其特征在于：所述原料气罐(4)分别通过左原料气管(61)和右原料气管(62)连接左罐(1)和右罐(2)底部的进气口(17)；所述左原料气管(61)和右原料气管(62)上分别布置有进气左阀(V1)和进气右阀(V2)；所述左罐(1)和右罐(2)顶部的排气口(18)分别通过左排气管(71)和右排气管(72)连接产品气管(8)；所述左排气管(71)和右排气管(72)上分别设置有左排气阀(V10)和右排气阀(V11)；所述左原料气管(61)上位于左进气阀(V1)的下游与左罐(1)的进气口(17)之间的某一位置通过带左逆放阀(V3)的管线连通逆放管(9)；所述右原料气管(61)上位于右进气阀(V2)的下游与右罐(2)的进气口(17)之间的某一位置通过带右逆放阀(V4)的管线连通逆放管(9)；所述左排气管(71)上位于左排气阀(V10)与左罐(1)的排气口(18)之间的某一位置与右排气管(72)上位于右排气阀(V11)与右罐(2)的排气口(18)之间的某一位置之间通过一带均压阀(V7)的均压管连通；还包括还包括氧回流管(10)和布置在其上的回流氧压缩机(11)。

2.如权利要求1所述的变压吸附制氧机，其特征在于：所述氧回流管(10)的下端连接原料气罐(4)；所述左排气管(71)上位于左排气阀(V10)的上游某处通过一带左回流阀(V8)的回流支管连接氧回流管(10)的上端；所述右排气管(72)上位于右排气阀(V11)的上游某处通过一带右回流阀(V9)的回流支管连接氧回流管(10)的上端。

3.如权利要求2所述的变压吸附制氧机，其特征在于：在分子筛吸附罐内沿气流方向使用粒径逐渐变小的吸附剂颗粒进行填充，具有不同粒径吸附剂的相邻填充层之间使用分隔件(13)分隔，所述分隔件(13)允许气流通过，但禁止不同粒径的吸附剂跨层迁移。

4.如权利要求3所述的变压吸附制氧机，其特征在于：各填充层的填充厚度相同。

5.如权利要求3所述的变压吸附制氧机，其特征在于：由下至上各填充层的填充后度逐渐减小。

6.如权利要求4或5所述的变压吸附制氧机，其特征在于：吸附罐内部纵向设有贯穿分子筛床层的若干逆放支管(14)；所述若干逆放支管(14)的底部通过连接管(15)连接于汇流管(16)；所述汇流管(16)穿出吸附罐的底部，并通过对应的逆放辅助阀连通逆放管(9)。

7.如权利要求6所述的变压吸附制氧机，其特征在于：每一根逆放支管(14)均由若干段拼接组成，且各段分别对应于吸附罐内的不同填充层。

8.如权利要求7所述的变压吸附制氧机，其特征在于：所述逆放支管(14)的相邻两段之间通过连接部(145)密封连接；各段的侧壁上，除连接部(145)对应的连接壁(149)外均设有透气孔(148)；所述通气孔(148)允许逆放气通过，但禁止对应填充层的分子筛颗粒通过。

9.如权利要求8所述的变压吸附制氧机，其特征在于：在逆放支管(14)各段的连接处设置仅能向下开启的单向阀组件，所述的单向阀组件包括固定在逆放支管(14)内部的挡环(146)和位于挡环下方的阀板(147)。

10.如权利要求9所述的变压吸附制氧机的制氧方法，其也在在于包括如下步骤：

(1)空压机(3)通过空气管(5)向原料气罐(4)内供给空气；左进气阀(V1)、左回流阀(V8)开启，其他阀门关闭；空气通过左原料气管(61)从进气口(17)进入左罐(1)；左罐(1)内的分子筛吸附剂吸附气流中的氮气；氧气气流从左罐(1)的排气口(18)排出；开启回流氧压缩机(11)，氧气气流经氧回流管(10)进入原料气罐(4)内与空气混合成为高含氧原料气；待原料气中的氧含量达到预定值后，开启左排气阀(V10)，向外供给氧气，同时氧气持续回流；

(2)左罐(1)吸附饱和后，切换阀门开启方式，左回流阀(V8)关闭；右进气阀(V2)、均压阀(V7)开启，左罐(1)内的高压高含氧残留气体向右罐(2)内均压；

(3)均压结束后，关闭均压阀(V7)，右回流阀(V9)和右排气阀(V11)开启；右罐(2)开始利用高含氧原料气制氧；

(4)左逆放阀(V3)、左逆放辅助阀(V5)开启，左罐(1)内吸附的氮气经进气口(17)和逆放支管(14)迅速排出；

(5)左罐(1)逆放完全后，关闭左逆放辅助阀(V5)；开启均压阀(V7)，利用右罐(2)顶部生成的氧气气流对左罐(1)内的吸附剂床层进行吹扫再生，从逆放管(9)中排出的再生气经检测合格后关闭均压阀(V7)，左罐(1)再生完成。

(6)重复以上吸附、均压、逆放、再生步骤，持续制氧。