[发明专利]一种高效再生的吸附法制氧方法及设备

说明书

一种高效再生的吸附法制氧方法，包括：采用第一吸附塔和第二吸附塔交替进行加压步骤、收集步骤及再生步骤、吹扫步骤；再生步骤包括对第一吸附塔和第二吸附塔进行二次泄压来实现脱氮再生；二次泄压包括第一次的快速泄压及第二次的缓慢泄压。本发明通过在再生阶段的二次泄压操作，实现高效的将氮气排出，从而在下一制取阶段的步骤中可获得较高纯度的氧气，同时，本设备还克服了现有的锂基分子筛仅可使用在2.5个大气压以下制取氧气并且需要配备负压设备的缺陷，节省了设备成本；具有可采用至高到6个大气压的压力来快速制取氧气的优点。

技术领域

本发明属于领域工业制氧领域中的制氧方法及相应机械的改进，具体涉及的是一种高效再生的制氧方法及设备。

背景技术

现有的工业制氧包括物理分离法、分子筛制氧(也称为吸附法)、膜分离法和电解法等多种。分子筛制氧法也称为变压吸附制氧分子筛制氧法，变压吸附制氧设备（也称PSA制氧设备），在常温常压的条件下，利用PSA专用分子筛选择性吸附空气中的氮气、二氧化碳和水等杂质，从而取得纯度较高的氧气(93%±2)。变压吸附制氧设备自进入工业化以来，技术发展迅速，由于其价格性能比在中低产量范围及纯度要求不太高的场合具有较强的竞争力，因此被广泛地应用于炼钢助熔、高炉富氧、纸浆漂白、玻璃炉窑、废水处理等领域。但现有的PSA制氧设备采用的分子筛有锂基材料及沸石基材料，而采用锂基分子筛的话，在再生阶段需要采用负压进行清扫才能有效的排出氮气，这也限制了在制取阶段的正压最高压力，目前现有锂基材料制氧技术中，正常的制备过程普遍采用0.2MPa，至高到0.25MPa，此时负压设备的成本也随着增高。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种可以克服上述缺陷，无需采用负压设备进行清扫的高效再生的吸附法制氧方法及设备。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种高效再生的吸附法制氧方法，关键在于所述高效制氧方法包括：采用第一吸附塔和第二吸附塔交替进行加压步骤、收集步骤及再生步骤、吹扫步骤；即一个吸附塔进行加压步骤、收集步骤的同时，另外一个吸附塔进行再生步骤、吹扫步骤;

其中；所述的再生步骤包括对第一吸附塔和第二吸附塔进行二次泄压来实现脱氮再生；所述的二次泄压包括第一次1～10S的快速泄压及第二次10～100S的缓慢泄压，所述的吹扫步骤为第一吸附塔和第二吸附塔相互利用对方的收集步骤获得的富氧气体来进行吹扫再生。

所述的二次泄压包括：1）在原有第一吸附塔或第二吸附塔的气压基础上降低0.08～0.15MPa进行第一次快速泄压，泄压时间2～5S，2）通过泄压限制装置将废气释放压力限制为0.2～0.5MPa进行二次缓慢泄压，并在50～70S内将压力下降至大气压。

所述的加压步骤为加压至0.3～0.6MPa，所述的第一吸附塔及第二吸附塔中所用分子筛为锂基分子筛材料。

所述吹扫再生所用的富氧气体为进行氧气收集后的低氧气体，经过所述的吹扫再生步骤后，将剩余的低氧气体继续输入至另一吸附塔至气压均衡。

所述二次泄压步骤中，在原有的气压基础上降低0.1～0.12MPa压力进行第一次快速泄压，泄压时间3～4秒。

所述二次泄压步骤中，通过泄压限制装置将废气释放压力限制为0.3～0.4MPa而进行二次缓慢泄压，并在60～70S内将压力下降至大气压。

所述的泄压限制装置包括泄压桶、缓冲材料、及排放限流机构。

所述的泄压桶的容积是第一吸附塔或第二吸附塔的5%～10%。

所述的排放限流机构为设置在泄压桶内部的限流挡板。

本发明的另外一个目的是提出一种可使用高效再生的吸附法制氧方法的设备，关键在于所述设备包括空气压缩机、第一吸附塔和第二吸附塔、泄压限制装置、控制主机、及若干连接第一吸附塔和第二吸附塔所需的管路及阀门，所述的泄压限制装置设有排放限流机构。