[发明专利]一种以空气为原料的高纯氧生产方法

权利要求书

1.一种以空气为原料的高纯氧生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)空气经过水洗塔除去水溶性杂质后进入干燥塔干燥，再经过旋风过滤器除去其中的固体杂质；

(2)上述处理后的空气进入一级富氧机构中，所述一级富氧机构由冷凝器、第一空压机、第一稳压罐、第一流量调节计、第一吸附塔、第一储氧罐组成；

空气经过所述冷凝器降温至10-25℃后进入所述第一空压机增压，增压后的空气进入第一稳压罐稳压，再经过第一流量调节计调节流量和压力后进入第一吸附塔内吸附分离，所述第一吸附塔内装填有沸石分子筛，分离出的氧气进入第一储氧罐暂存；

所述沸石分子筛的制备方法如下：

S1：将高岭土研磨均匀，加热至750-800℃煅烧3-5h后恢复室温，将其加入到氢氧化钠溶液中，混合搅拌均匀后再将硅溶胶缓慢加入，以200-300r/min的转速搅拌1-3h，得到溶胶状的混合物A；

S2：分别配置浓度为0.3-0.35mol/L的氯化钴溶液和浓度为1-2mol/L的硅酸钠溶液，搅拌下分别将十六烷基三甲基溴化铵和所述硅酸钠溶液缓慢加入到所述氯化钴溶液中，加毕后继续搅拌5-15min，再用稀盐酸调节体系pH至9-10，继续搅拌2-5h后得到混合物B；

S3：将混合物A与混合物B混合，在微波功率为200-400W下回流预晶化1-3h后转移至高压水热反应釜中，120-140℃晶化3-8d后冷却，抽滤，水洗至中性后，干燥；

S4：将上述干燥后的固体加热至500-550℃活化40-60min，冷却至室温后加入到浓度为0.1-0.3mol/L的氯化锂溶液中，升温至80-85℃搅拌1-5h后抽滤、洗涤、干燥后的固体重新加入新配置的相同浓度的氯化锂溶液中，重复上述操作2-5次后，抽滤、洗涤、干燥后600-700℃下焙烧2-4h即可；

(3)上述处理获得的氧气由第一储氧罐进入二级富氧机构中，所述二级富氧机构由第二空压机、第二稳压罐、第二流量调节计、第二吸附塔、真空泵和第二储氧罐组成；

上述处理获得的氧气进入所述第二空压机增压，增压后的空气进入第二稳压罐稳压，再经过第二流量调节计调节流量和压力后在进入所述第二吸附塔内吸附分离，第二吸附塔内装填有碳分子筛，利用真空泵对第二吸附塔内富集的氧气进行解吸附，解吸附后所分离出的高纯氧进入第二储氧罐储存即可。

2.如权利要求1所述的以空气为原料的高纯氧生产方法，其特征在于，步骤(2)中第一流量调节计调节后空气的流量为150-200mm/s，压力为0.4-1MPa，空气在第一吸附塔内吸附分离的时间为5-8s。

3.如权利要求1所述的以空气为原料的高纯氧生产方法，其特征在于，步骤(3)中第二流量调节计调节后氧气的流量为50-80mm/s，压力为0.1-0.12MPa，氧气在第二吸附塔内吸附分离的时间为10-20s。

4.如权利要求1所述的以空气为原料的高纯氧生产方法，其特征在于，步骤(2)中所述高岭土煅烧时的升温速度为10-30℃/min，煅烧后的降温速度为2-5℃/min。

5.如权利要求1所述的以空气为原料的高纯氧生产方法，其特征在于，步骤(2)中氢氧化钠溶液的浓度为1.5-2.5mol/L。

6.如权利要求1所述的以空气为原料的高纯氧生产方法，其特征在于，步骤(2)中第一吸附塔内沸石分子筛的填充量为200-250kg/m³。

7.如权利要求1所述的以空气为原料的高纯氧生产方法，其特征在于，步骤(3)中第二吸附塔内碳分子筛的填充量为400-500kg/m³。

8.如权利要求1所述的以空气为原料的高纯氧生产方法，其特征在于，步骤(3)中解吸附的温度为10-40℃。