[发明专利]一种制氧设备空气气体分离方法

说明书

本发明提供一种制氧设备空气气体分离方法，涉及家居厨房技术领域。该一种制氧设备空气气体分离方法，包括以下步骤：S1：初步过滤；S2：加压再过滤；S3：冷却液化；S4：蒸馏分离；S5：降温吸附；S6：升温脱附。通过将深冷法与吸附法在流程和热量散失与吸收方面结合在一起，降低深冷法设备单次使用时长，同时经过冷却之后的气体是自带降温效果的，将从精馏塔分离出来的气体直接送入吸附装置，不用再对气体进行液化收集，经过一次分离的气体在吸附时的效率得以提高，降低了成本的同时还提高了纯度，再利用换热器将深冷法中空气加压冷却液化产生的热量送至脱附处，既提高了脱附效率，还得以有效利用深冷法过程中产生的热量。

技术领域

本发明涉及空气分离技术领域，具体为一种制氧设备空气气体分离方法。

背景技术

工业上分离空气的传统方法是采用深冷分离法，即将空气冷却到-150℃以下，再用低温精馏的方法实现分离，该法可以同进得到氮气和氧气，还可以得到液氮和液氧此外，还采用分子筛吸附法分离空气，后者用于制取含氧70％～80％的富氧空气，近年来，有些国家还开发了固体膜分离空气的技术。

但是，深冷分离法存在能耗高、能量浪费严重等缺点，而吸附法制取氧气虽然成本低于深冷法，但是制取的氧气纯度不高，只能适用于特定领域。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种制氧设备空气气体分离方法，解决了现有空分技术中能量大量浪费以及氧气纯度不高的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种制氧设备空气气体分离方法，包括以下步骤：

S1：初步过滤

首先将空气通过过滤器，将空气中含有的灰尘等颗粒杂质祛除，使空气中只剩下气体分子；

S2：加压再过滤

利用空气压缩机对初步过滤后的空气进行加压，使空气的压力增加至12倍的标准大气压，并利用换热器带走空气压缩过程释放的热量，使压缩后的空气温度维持在低温恒定值，再将加压后的混合气体通过分子筛净化塔，二氧化碳和水蒸气等大分子气体则可以被过滤掉，留下氧气、氮气等小分子气体；

S3：冷却液化

压缩后的混合气体送入空分设备中进行冷却，使温度降低到零下170℃以下，混合气体逐渐液化；

S4：蒸馏分离

将冷却后的液态混合气体送入精馏塔中，进行分馏，利用液氮和液氧的沸点不同，在第一层次分离液氮，控制第一层次的温度在-160℃左右，使液氮沸腾成气态从第一层次气体收集口流出，待液氮充分转换成氮气之后，将液氧送入第二层次，控制第二层次的温度始终维持在-150℃以上，使液氧气化成气态从第二层次气体收集口流出；

S5：降温吸附

将第一层次的气体收集口收集的气体送至氮气吸附罐内，氮气吸附罐内的吸附体的材质选用5A沸石分子筛，吸附罐出口排出的气体即为高纯度氧气；将第二层次气体收集口的气体送至氧气吸附罐，氧气吸附罐内的吸附体材质为碳分子筛，则氧气吸附罐出口排出的气体即为高纯度氮气；

S6：升温脱附

吸附体饱和之后，停止通入气体，对饱和状态下的吸附罐内的吸附体进行脱附处理，利用换热器将S2、S3步骤中空气加压冷却液化释放的热量传递至脱附处，实现热量的回收利用，温度升高，吸附体内已吸附的气体则会脱离吸附体，此时交换收集装置，氮气吸附罐收集氮气，氧气吸附罐收集氧气，脱附完成之后，吸附体重新获得吸附能力，重复上述步骤即可。

本发明提供了一种制氧设备空气气体分离方法。具备以下有益效果：