[实用新型]一种吸附真空解吸制氧设备

说明书

本实用新型公开了一种吸附真空解吸制氧设备，设备包括：依次连接的气体净化单元、气体输送及抽取单元、氮气吸附及解吸单元、氧气缓冲单元以及氧气存储单元；所述氮气吸附及解吸单元的数量为单个；本实用新型通过单个氮气吸附及解吸单元实现吸附及解吸过程，占地面积小，运行能耗低，且无需电磁阀即可实现吸附和解吸过程的切换，控制流程简单、操作方便。

〖技术领域〗

本实用新型涉及制氧技术领域，尤其涉及一种吸附真空解吸制氧设备。

〖背景技术〗

加压吸附真空解吸(简称VPSA)制氧设备是目前使用最多的一种制氧工艺。VPSA制氧设备主要由鼓风机、真空泵、切换阀、吸附器和氧气平衡罐组成。

原料空气经吸入口过滤器除掉灰尘颗粒后，被鼓风机增压至0.3-0.5barg而进入其中一只吸附器内。吸附器内装填吸附剂，其中水分、二氧化碳、及少量其它气体组分在吸附器入口处被装填于底部的活性氧化铝所吸附，随后氮气被装填于活性氧化铝上部的沸石分子筛所吸附。而氧气(包括氩气)为非吸附组分从吸附器顶部出口处作为产品气排至氧气平衡罐。当该吸附器吸附到一定程度，其中的吸附剂将达到饱和状态，此时通过切换阀利用真空泵对之进行抽真空(与吸附方向相反)，真空度为0.65-0.75barg。已吸附的水分、二氧化碳、氮气及少量其它气体组分被抽出并排至大气，吸附剂得到再生。

VPSA制氧系统虽然可以实现连续制氧，但是由于常见的VPSA制氧系统均采用双塔交替吸附/解吸运行，运行能耗高(每生产1标准立方的氧气耗电约1.5度)，鼓风机壳体部分的温度都较高，通常情况下达到90℃以上，需要另外安装软水冷却系统，在不具备软水处理系统的情况下，直接采用自来水冷却，运行一段时间后，鼓风机冷却壳体内部结垢，从而导致空气温度升高，影响产氧效率。与此同时，空压机、冷干机、过滤器的维护保养费用较高，一次性设备投入大，占地面积也比较大，整个系统安装维护复杂，且故障率高。

〖实用新型内容〗

本实用新型的目的旨在提供一种吸附真空解吸制氧设备，通过单个氮气吸附及解吸单元实现吸附及解吸过程，占地面积小，运行能耗低，且无需电磁阀即可实现吸附和解吸过程的切换，控制流程简单、操作方便。

为了实现本实用新型的第一个目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种吸附真空解吸制氧设备，包括：依次连接的气体净化单元、气体输送及抽取单元、氮气吸附及解吸单元、氧气缓冲单元以及氧气存储单元；所述氮气吸附及解吸单元的数量为单个；

所述气体净化单元用于将净化后的空气输送给气体输送及抽取单元；所述气体输送及抽取单元用于接收所述净化后的空气，输送加压后的空气给氮气吸附及解吸单元，或，对氮气吸附及解吸单元进行抽真空处理；所述氮气吸附及解吸单元用于对所述加压后的空气进行吸附氮气处理，或，在真空状态下解吸氮气；所述氧气缓冲单元用于对所述氮气吸附及解吸单元输送的氧气进行缓冲处理；所述氧气存储单元用于存储所述氧气缓冲单元输送的氧气。

进一步地，当所述氮气吸附及解吸单元吸附氮气达到饱和后，所述气体输送及抽取单元对所述氮气吸附及解吸单元进行抽真空处理；当所述氮气吸附及解吸单元完全解吸所吸附的氮气后，所述气体输送及抽取单元重新输送加压后的空气给所述氮气吸附及解吸单元。

作为具体的实施方式，所述气体输送及抽取单元包括罗茨风机；所述罗茨风机通过正转对空气进行加压，通过反转进行抽真空。

作为具体的实施方式，当所述氮气吸附及解吸单元吸附氮气达到饱和后，所述罗茨风机自动断电，并在所述氮气吸附及解吸单元内部气压和大气压的压差作用下自行反转；当所述氮气吸附及解吸单元完全解吸所吸附的氮气后，所述罗茨风机的电机电源自动恢复通电，罗茨风机重新开始正转，输送加压后的空气给所述氮气吸附及解吸单元。

进一步地，当所述氮气吸附及解吸单元内部气压与大气压达到平衡时，所述罗茨风机的风叶在惯性的作用下继续反转。