專利名稱:氧氣發(fā)生機(jī)用多重吸附塔裝置及其運(yùn)行方法
氧氣發(fā)生機(jī)用多重吸附塔裝置及其運(yùn)行方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明是關(guān)于氧氣發(fā)生機(jī)用多重吸附塔裝置及其運(yùn)行方法。背景技術(shù):
一般情況下,通過PSa (Pressure Swing adsorption 壓縮循環(huán)吸附)方式產(chǎn)生氧 氣的氧氣發(fā)生機(jī)是利用來自空氣壓縮機(jī)的(air Compressor)的壓縮空氣,經(jīng)過空氣干燥器 (air Dryer)及空氣儲存箱導(dǎo)入吸附塔內(nèi)部。此時(shí)壓縮空氣中的氮成份將通過填充在吸附 塔中的吸附劑(通常采用沸石)(zeolite)進(jìn)行吸附處理、高濃度分離及生產(chǎn)未被吸附及吸 掉的氧氣成份的裝置。如上所述的PSa方式氧氣發(fā)生機(jī)是通常采用兩個(gè)吸附塔,其原因是,當(dāng)一個(gè)吸附 塔中導(dǎo)入壓縮空氣,并生產(chǎn)氧氣的過程中,如果該吸附塔中的氮?dú)馓幱陲柡蜁r(shí),將向另一個(gè) 吸附塔注入壓縮空氣,持續(xù)生產(chǎn)氧氣,同時(shí),為打開含有飽和氮?dú)獾奈剿M(jìn)行減壓及脫離處理。此外,現(xiàn)有的氧氣發(fā)生機(jī)的兩個(gè)吸附塔,在一定的間隔時(shí)間內(nèi)交替進(jìn)行工作,所以 當(dāng)一個(gè)吸附塔履行吸附/生產(chǎn)周期時(shí),另一個(gè)吸附塔將履行脫離/待機(jī)周期,各自的周期時(shí) 間通常采用70-90秒間隔,所以,在吸附塔的工作周期切換點(diǎn)處壓縮空氣的流量會產(chǎn)生很 大的變動幅度。同時(shí),如圖8中所示,為了生產(chǎn)氧氣,向兩個(gè)吸附塔中的任何一個(gè)吸附塔中注入空 氣的開始點(diǎn)為標(biāo)準(zhǔn)時(shí),空氣的注入流量將從ONm3Aiin到100Nm3/min,大幅度變化。如上所述的壓縮空氣流量及氧氣的流量大幅度變化下,氧氣發(fā)生機(jī)的氧氣生產(chǎn)效 率應(yīng)該保持一定水平以上的穩(wěn)定值,所以空氣機(jī)及空氣儲存箱的規(guī)格也應(yīng)該承受像如圖8 中所示的數(shù)值(變動幅)100Nm7min,結(jié)果不得不需要很大體積。同時(shí),為了緩沖從吸附塔排放的氧氣流量變動幅度,必須另外準(zhǔn)備氧氣儲存箱,存 放從吸附塔排放的氧氣,氧氣儲存箱的規(guī)格也按照氧氣流量變動幅度,制作成很大的體積。 結(jié)束氧氣發(fā)生機(jī)的運(yùn)行費(fèi)用,如耗電量及消耗品的更換費(fèi)用也會大幅增加。還有,因?yàn)榭諝鈮嚎s機(jī)及空氣儲存箱及氧氣儲存箱的規(guī)格采用大型化,不僅需要 較大的氧氣發(fā)生機(jī)安裝空間,而且,吸附塔的直徑及高度大概需要1000(mm)X4400(mm)Xl 左右,天棚底的空間或船舶操作室等復(fù)雜的空間里,很難安裝包括吸附塔的氧氣發(fā)生機(jī),在 安裝氧氣發(fā)生機(jī)時(shí)受空間的約束很大。
發(fā)明內(nèi)容提出本發(fā)明是為了解決如上所述的現(xiàn)有產(chǎn)品的問題。采用本發(fā)明的氧氣發(fā)生機(jī)用 多重吸附塔裝置及其運(yùn)行方法是兩個(gè)吸附塔組成為一組,并由兩組或三組形成多重吸附 塔,同時(shí),提供空氣的排管及排放氮?dú)獾呐殴芗疤峁┭鯕獾呐殴芗熬鶆蚧殴艿确謩e構(gòu)成 組,與吸附塔的入口及出口并列連接安裝。安裝成如上結(jié)構(gòu)的多重吸附塔裝置,將通過閥 門控制,間隔一段時(shí)間交替進(jìn)行吸附(產(chǎn)生氧氣)及脫離(排放氮?dú)?及均勻化作業(yè),各
4組分別交替進(jìn)行作業(yè),從而有效地減少從空氣壓縮機(jī)排放的壓縮空氣流量及吸附塔中排放 的氧氣流量及壓力變化幅度,而且用于氧氣發(fā)生機(jī)的空氣機(jī)及氧氣儲存箱的規(guī)格減少到最 小,節(jié)省氧氣發(fā)生機(jī)的運(yùn)行費(fèi)用,減少氧氣發(fā)生機(jī)的安裝面積及降低吸附塔的安裝高度,能 解決在安裝氧氣發(fā)生機(jī)時(shí)受空間限制的情況,并且把這些內(nèi)容作為本發(fā)明要解決的技術(shù)問題。為了解決上述問題,本發(fā)明氧氣發(fā)生機(jī)用多重吸附塔裝置采用兩個(gè)吸附塔組成 一個(gè)組,而且,以兩個(gè)組或三個(gè)組構(gòu)成的多重吸附塔為基礎(chǔ),構(gòu)成以上各組的兩個(gè)吸附塔的 入口處并列安裝配有一雙自動閥門的吸附線,以及配有一雙自動閥門的脫離線等。在組成 以上各組的兩個(gè)吸附塔的出口處并列安裝配有一雙自動閥門的氧氣供應(yīng)線及配有一個(gè)自 動閥門的均勻化線。在以上自動閥門之間處,相應(yīng)的吸附線上分別連接了從空氣壓縮機(jī)延 伸的空氣供應(yīng)管。在以上自動閥門之間的相應(yīng)脫離線上分別延伸了氮?dú)馀欧殴?,并且與消 音器連接在一起。以上自動閥門之間的相應(yīng)氧氣供應(yīng)線處分別延伸連接氧氣供應(yīng)管。同時(shí),按照本發(fā)明多重吸附塔裝置的運(yùn)行方法,兩個(gè)組的運(yùn)行方法為,由第一吸附 塔及第二吸附塔組成的一組,分別按照不同吸附塔履行吸附過程及脫離過程;由第三吸附 塔及第四吸附塔組成的另一個(gè)組,將履行包括均勻化過程階段;在以上階段中完成吸附過 程及脫離過程的以上一個(gè)組,履行均勻化過程,等完成均勻化過程后,以上另一個(gè)組按照不 同吸附塔分別履行吸附及脫離過程階段。以上各階段是通過自動閥門控制,間隔一段時(shí)間 差,在反復(fù)履行的過程中,分別構(gòu)成一組的吸附塔交替完成吸附過程及脫離過程。還有,三個(gè)組的運(yùn)行方法中包括,由第一吸附塔及第二吸附塔組成的一個(gè)組,分別 按照不同吸附塔履行吸附開始過程及脫離過程;由第三吸附塔及第四吸附塔組成的另一個(gè) 組,分別按照不同吸附塔履行吸附結(jié)束過程及待機(jī)過程;由第五吸附塔及第六吸附塔組成 的又一個(gè)組,包括履行均勻化過程的階段;在以上一個(gè)組中,履行吸附開始過程的吸附塔, 完成吸附結(jié)束過程,履行脫離過程的吸附塔履行待機(jī)過程,以上吸附結(jié)束過程及待機(jī)過程 的另一個(gè)組將履行均勻化過程,履行完以上均勻化過程的另一個(gè)組,將分別按照吸附塔履 行吸附開始過程及脫離過程的階段;履行完以上吸附結(jié)束過程及待機(jī)過程的一個(gè)組將履行 均勻化過程,完成以上均勻化過程的另一個(gè)組,將分別按照不同吸附塔履行吸附開始過程 及脫離過程,以上又一個(gè)組中完成吸附開始過程的吸附塔,完成吸附結(jié)束過程,完成脫離過 程的吸附塔將履行待機(jī)過程的階段等。以上各階段將通過自動閥門控制下間隔一定的時(shí)間 差反復(fù)交替工作,構(gòu)成各組的吸附塔將交替履行吸附開始過程及脫離過程,吸附結(jié)束過程 及待機(jī)過程。按照如上所述的本發(fā)明,多重構(gòu)成生產(chǎn)氧氣的吸附塔,采用合理的方式運(yùn)行時(shí),比 現(xiàn)有的氧氣流量變動幅相比,更加有效地降低來自空氣壓縮機(jī)的壓縮空氣的流量變動幅度 及來自吸附塔的氧氣流量變動幅度。所以采用低規(guī)格及低價(jià)壓縮空氣、空氣儲存箱及氧氣儲存箱,通過六個(gè)吸附塔構(gòu) 成多重吸附塔時(shí),在保證流量變動幅度的條件下,不用另外設(shè)空氣儲存箱及氧氣儲存箱,也 能正常啟動氧氣發(fā)生機(jī)。因此,本發(fā)明大幅減少了運(yùn)行氧氣發(fā)生機(jī)的費(fèi)用,在電費(fèi)及消耗品 的更換費(fèi)用等方面均很有效果。尤其是本發(fā)明不僅能減少空氣壓縮機(jī)、空氣儲存箱及氧氣儲存箱的規(guī)格,而且,可 以不安裝空氣儲存箱及氧氣儲存箱,能減少氧氣發(fā)生機(jī)的安裝空間,降低吸附塔的安裝高度。在低天棚或船舶內(nèi)機(jī)械室等復(fù)雜的空間里,不受限制的情況下,很容易安裝氧氣發(fā)生 機(jī)。
圖1為包括本發(fā)明多重吸附裝置的氧氣發(fā)生機(jī)的一個(gè)實(shí)施例的排管圖。圖2為包括本發(fā)明多重吸附裝置的氧氣發(fā)生機(jī)另一個(gè)實(shí)施例的排管圖。圖3為包括本發(fā)明多重吸附裝置的氧氣發(fā)生機(jī)又一個(gè)實(shí)施例的排管圖。圖4為按照本發(fā)明的一種實(shí)施例表示的多重吸附塔裝置的排管圖。圖5為按照本發(fā)明的另一種實(shí)施例表示的多重吸附塔裝置的排管圖。圖6為按照本發(fā)明的一種實(shí)施例分階段表示多重吸附塔裝置運(yùn)行方法的排管圖。圖7為按照本發(fā)明的又一種實(shí)施例分階段表示多重吸附塔裝置運(yùn)行方法的排管 圖。圖8為當(dāng)采用現(xiàn)有吸附裝置時(shí),按照不同時(shí)間段所顯示的空氣流量圖。圖9為采用本發(fā)明的一種實(shí)施例多重吸附塔裝置時(shí),按照不同時(shí)間段所顯示的空
氣流量圖。圖10為采用本發(fā)明的另
的空氣流量圖。
-種實(shí)施例多重吸附塔裝置時(shí),按照不同時(shí)間段所顯示主要部分符號的說說明1 氧氣發(fā)生機(jī) 2 空氣壓縮機(jī) 3 空氣干燥機(jī)4:空氣儲存箱 5 壓力調(diào)整器 6 氧氣儲存箱7 消音器 10 多重吸附塔 11 第一吸附塔 12 第二吸附塔 13 第三吸附塔 14:第四吸附塔15 第五吸附塔 16 第六吸附塔 17 空氣供應(yīng)管18 氧氣供應(yīng)管 19 吸附線 20 脫離線21 排放管 22 氧氣供應(yīng)線 23 均勻化線 19a, 19b, 20a, 20b, 22a, 22b, 23a 自動閥門
具體實(shí)施方式下面參考附圖詳細(xì)說明為了達(dá)到以上目的的本發(fā)明。首先,按照本發(fā)明,配有多重吸附塔的氧氣發(fā)生機(jī)1的簡單構(gòu)成,如圖1中所示,是 由空氣壓縮機(jī)2(air Compressor)、空氣干燥器3 (air Dryer)及空氣儲存箱4及壓力調(diào)整 器5連接在壓縮空氣供氣排管的狀態(tài)下安裝在多重吸附塔10的入口側(cè),在多重吸附塔10 的出口側(cè)連接安裝氮?dú)鈨Υ嫦?。圖1中所示的內(nèi)容是,安裝了從第一吸附塔11到第四吸附塔14之間四個(gè)吸附塔 組成兩個(gè)多重吸附塔10的情況,圖2及圖3中分別表示安裝了從第一吸附塔11到第六吸 附塔16之間共六個(gè)吸附塔組成三個(gè)組的多重吸附塔10的情況。同時(shí),當(dāng)多重吸附塔10安裝成共六個(gè)吸附塔第一至第六吸附塔11-16構(gòu)成三個(gè) 組時(shí),如圖3中所示的情況下,與現(xiàn)有的氧氣發(fā)生機(jī)不同沒有另外安裝作為緩沖箱的空氣 儲存箱4及氮?dú)鈨Υ嫦?,在這種情況下也能通過多重吸附塔10達(dá)到氧氣發(fā)生機(jī)1的正常工作,并保持一定水平以上的氧氣供應(yīng)量,有關(guān)這方面的具體理由,將會在以后詳細(xì)說明。圖4及圖5是按照不同的實(shí)施例分別表示本發(fā)明的多重吸附裝置,圖4中表示的 是,由第一吸附塔11及第二吸附塔12組成一個(gè)組,和由第三吸附塔13及第四吸附塔14組 成另一個(gè)組的,以圖1的多重吸附塔10為基礎(chǔ)表示的排管圖。還有,圖5中表示的是,由第一吸附塔11及第二吸附塔12組成一個(gè)組,第三吸附 塔13及第四吸附塔14組成另一個(gè)級,第五吸附塔15及第六吸附塔16再組成另一個(gè)組的, 以圖2及圖3的多重吸附塔10為基礎(chǔ)表示的排管圖。如圖4中所示的多重吸附裝置是由分別構(gòu)成組的兩個(gè)吸附塔,即在第一吸附塔 11、第二吸附塔12及第三吸附塔13、第四吸附塔14的入口側(cè),并列安裝了配有自動閥門 19a、19b的吸附線19及配有一雙自動閥門20a、20b的脫離線20。同時(shí),構(gòu)成以上各組的兩個(gè)吸附塔的第一吸附塔11及第二吸附塔12、第三吸附塔 13及第四吸附塔14的出口處,并列安裝了配有自動閥門22a、22b的氧氣供應(yīng)線22及一個(gè) 配有自動閥門23a的均勻化線23,形成為了按照不同組分別啟動第一至第四吸附塔11-14 的排管及閥門機(jī)構(gòu)。同時(shí),在以上自動閥門19a、19b之間相應(yīng)的吸附線19上,為了注入來自空氣壓縮 機(jī)2的壓縮空氣,配有壓力調(diào)整器5的空氣供應(yīng)管17分別按照組連接在線路上,從以上自 動閥門20a、20b之間的相應(yīng)脫離線20處按照不同的組延伸氮?dú)馀欧殴?1,與消音器7連接安裝。同時(shí),位于以上自動閥門22a、22b之間的氧氣供應(yīng)線22開始分別按不同的組延伸 安裝氧氣供應(yīng)管18。按照本發(fā)明的一種實(shí)施例,在安裝多重吸附塔的過程中,如圖1中所 示,氧氣供應(yīng)管18將與氮?dú)鈨Υ嫦?連接安裝,從氮?dú)鈨Υ嫦?延伸的排管將與氧氣使用 處連接在一起。還有,通過安裝在以上吸附線19、20、22、23的自動閥門19a、19b、20a、20b、22a、 22b,23a,向第一至第四吸附塔11-14內(nèi)部注入壓縮空氣,生成氧氣的吸附過程及,從第一 至第四吸附塔11-14排放氮?dú)獾拿撾x過程及構(gòu)成的各組的第一至第四吸附塔11-14之間的 均勻化過程中,按照不同組合分散負(fù)荷,使得能合理地運(yùn)行,使壓縮空氣流量及氧氣流量的 變動幅度降低到最低。圖5中所示的多重吸附塔裝置是,在圖4中所示的多重吸附塔裝置上,再形成第五 吸附塔15及第六吸附塔16組合形成另一個(gè)組,配置更多的一組,其它的構(gòu)成,即排管線的 并列式連接結(jié)構(gòu)及相應(yīng)線上安裝的閥門結(jié)構(gòu)等全部與第一實(shí)施例的情況相同。也就是說,構(gòu)成各組的兩個(gè)吸附塔,第一、第二吸附塔11、12,第三、第四吸附塔 13、14,第五、第六吸附塔15、16入口側(cè)上,并列式連接安裝配有一雙自動閥門19a、19b、 20a、20b的吸附線19及脫離線20。同時(shí),在構(gòu)成各組的兩個(gè)吸附塔,第一、第二吸附塔11、 12,第三、第四吸附塔13、14,第五、第六吸附塔15、16出口側(cè)上并列式連接安裝配有一雙自 動閥門22a、22b的氧氣供應(yīng)線22及配有一個(gè)自動閥門23a的均勻化線23。同時(shí),以上自動閥門19a、19b之間的相應(yīng)吸附線19處,按不同的組連接安裝從空 氣壓縮機(jī)2開始延伸的空氣供應(yīng)管17,在以上自動閥門20a、20b之間的相應(yīng)脫離線20處開 始,按不同的組分別延伸的氮?dú)馀欧殴?1與消音器7連接安裝,從以上自動閥門22a、22b 之間相應(yīng)氧氣供應(yīng)線22處開始,按不同的組分別延伸安裝氧氣供應(yīng)管18。
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按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例,多重吸附塔裝置中的以上氧氣供應(yīng)管18是,如圖2 中所示,也可以與氮?dú)鈨Υ嫦?連接在一起,如圖3所示,在不采用額外的氮?dú)鈨Υ嫦?的 狀態(tài)下氧氣供應(yīng)管18直接連接安裝在氧氣使用處。按照本發(fā)明,在多重吸附塔裝置中使用的自動閥門19a、19b、20a、20b、22a、22b、 23a,應(yīng)該采用通過電信號的作用下可控制開閉動作的電磁閥門。以上壓力調(diào)整器5應(yīng)該能 履行來自空氣壓縮機(jī)2的空氣的一次壓力,調(diào)整為可以采用在第一至第六吸附塔11-16中 的二次壓力的功能。還有,以上消音器7是能緩沖從第一至第六吸附塔11-16排放飽和狀態(tài)氮?dú)鈺r(shí)的 噪音。當(dāng)受限密閉的空間里安裝多重吸附塔裝置時(shí),連接在消音器7上的排管線,S卩,氮?dú)?的氮?dú)馀欧殴?1應(yīng)該延伸到相應(yīng)空間的外部,使得在特定的空間內(nèi)不安裝消音器7,避免 發(fā)生任何噪音。同時(shí),以上消音器7應(yīng)該采用小體積結(jié)構(gòu),以便容易安裝在氧氣發(fā)生機(jī)1的任何一 個(gè)位置上。而且應(yīng)該采用當(dāng)空氣壓縮機(jī)2的規(guī)格有變化或加長使用時(shí)間,引起噪音頻率區(qū) 域有變化時(shí),也能自動有效地除掉噪音的產(chǎn)品。利用參考圖6及圖7詳細(xì)說明如下。具有如上構(gòu)成的本發(fā)明多重吸附裝置,在為 了提供氧氣時(shí)所需要的運(yùn)行方法。為了便于說明,采用第一吸附塔11及第二吸附塔12作 為第一組,第三吸附塔13及第四吸附塔14作為第二組,第五吸附塔15及第六吸附塔16作
為第三組。同時(shí),按照本發(fā)明的多重吸附塔裝置構(gòu)成本身,已經(jīng)在圖4及圖5中詳細(xì)地提供圖 示及說明,所以,在圖6及圖7中,為了避免其復(fù)雜性,只在第一至第六吸附塔11-16上記載 圖紙符號,用粗線只表示了實(shí)際運(yùn)行的部分。首先,如圖6中所示,按照本發(fā)明一種實(shí)施例的多重吸附塔裝置的運(yùn)行方法,如圖 6之(一)至圖6之(四)中所示,包括四個(gè)階段。以上各階段將通過自動閥門19a、19b、 20a、20b、22a、22b、23a的控制,間隔一定的時(shí)間差順序重復(fù)進(jìn)行。在圖6( —)中所示的階段中,第一吸附塔11將履行吸附過程,第二吸附塔12將 履行脫離過程,第三吸附塔13及第四吸附塔14將履行均勻化過程。此時(shí),將開放安裝在一組吸附線19及氧氣供應(yīng)線22上的自動閥門19a、19b、22a、 22b中,位于第一吸附塔11側(cè)的自動閥門19a、22a,并開放安裝在一組在脫離線20上的自 動閥門20a、20b中,位于第二吸附塔12側(cè)的自動閥門20b,并關(guān)閉安裝在均勻化線23的自 動閥門23a。同時(shí),在第二組中,安裝在吸附線19、脫離線20及氧氣供應(yīng)線22上的所有自動閥 門19a、19b、20a、20b、22a、22b、23a將會關(guān)閉,安裝在第二組均勻化線23上的自動閥門23a
將會開放。結(jié)果,通過空氣供應(yīng)管17流入的壓縮空氣,將順著吸附線19流入到第一吸附塔11 中,在第一吸附塔11中生成的氧氣將成為沿著氧氣供應(yīng)線22及氧氣供應(yīng)管18提供的狀 態(tài),同時(shí),第二吸附塔12順著與該入口相連的脫離線20及氮?dú)馀欧殴?1,向消音器7側(cè)排 放氮?dú)獾臓顟B(tài)進(jìn)行配套。還有,第三吸附塔13及第四吸附塔14將配套成與均勻化線23相連的狀態(tài),使第 三、第四吸附塔13、14在相互均勻化條件,有效地緩沖下一個(gè)階段中必要的變動幅度。
在圖6之(二)所示的階段中,第一吸附塔11及第二吸附塔12將履行均勻化過 程,第三吸附塔13將履行吸附過程,第四吸附塔14將履行脫離過程。此時(shí),安裝在第二組的吸附線19及氧氣供應(yīng)線22上的自動閥門19a、19b、22a、22b 中,將開放位于第三吸附塔13側(cè)的自動閥門19a、22a,安裝在第二組脫離線20上的自動閥 門20a、20b中,將開放位于第四吸附塔14側(cè)的自動閥門(20b),安裝在第二組均勻化線23 上的自動閥門23a將處于關(guān)閉狀態(tài)。同時(shí),在第一組的情況下,將關(guān)閉安裝在吸附線19、脫離線20及氧氣供應(yīng)線22的 所有自動閥門19a、19b、20a、20b、22a、22b,將開放安裝在第一組均勻化線23上的自動閥門 23a ο因此,通過空氣供應(yīng)管17流入的壓縮空氣將順著吸附線19流入第三吸附塔13 中,在第三吸附塔13中生成的氧氣將順著氧氣供應(yīng)線22及氧氣供應(yīng)管18成為供應(yīng)狀態(tài), 同時(shí),在第四吸附塔14中,順著與其連接的脫離線20及氮?dú)馀欧殴?1,向消音器7側(cè)排放 氮?dú)獾男问脚涮?。同時(shí),第一吸附塔11及第二吸附塔12與均勻化線23連通配套,穩(wěn)中有降,第一吸 附塔11、第二吸附塔12為了保持均勻的條件,從而緩沖下一個(gè)階段中必要的變動幅度。圖6之(三)中所示的階段中,第一吸附塔11將履行脫離過程,第二吸附塔12將 履行吸附過程,第三吸附塔13及第四吸附塔14將履行均勻化過程的階段。在圖6之(一) 中所示的階段中,將交替進(jìn)行第一吸附塔11及第二吸附塔12的作用,同時(shí),為了履行這個(gè) 過程的自動閥門開閉位置也將進(jìn)行調(diào)整。S卩,安裝在第一組吸附線19及氧氣供應(yīng)線22上的自動閥門19a、19b、22a、22b中, 將開放位于第二吸附塔12側(cè)的自動閥門19b、22b,安裝在第一組脫離線20上的自動閥門 20a、20b中,將開放位于第一吸附塔11側(cè)的自動閥門20a,其它的閥門控制過程與圖6之
(一)中所示的階段相同。在圖6之(四)中所示的階段中,第一吸附塔11及第二吸附塔12將履行均勻化過 程,第三吸附塔13將履行脫離過程,第四吸附塔14將履行吸附過程的階段,在圖6之(二) 中所示的階段中交替第三吸附塔13及第四吸附塔14的作用,同時(shí),為了履行這個(gè)過程自動 閥門的開放位置也會進(jìn)行調(diào)整。S卩,安裝在第二組吸附線19及氧氣供應(yīng)線22上的自動閥門19a、19b、22a、22b中, 將開放位于第四吸附塔14側(cè)的自動閥門19b、22b,安裝在第二組脫離線20上的自動閥門 20a、20b中,將開放位于第三吸附塔13側(cè)的自動閥門20a,其它的閥門控制過程與圖6之
(二)中所示的階段相同。如上所述,從圖6之(一)到(四)中所示的階段中任何一個(gè)階段都能成為氧氣 發(fā)生機(jī)1的啟動開始點(diǎn),但是,應(yīng)該把圖6(—)中表示的階段作為啟動開始點(diǎn),最好應(yīng)該選 擇一個(gè)開始點(diǎn)后,從此點(diǎn)以后的周期將按照圖紙中所示的順序進(jìn)行控制。按照如上方法運(yùn)行多重吸附塔時(shí),其中一組在大周期(均勻化等)運(yùn)行過程中,其 它一組將運(yùn)行壓力變化小的周期,因此,如圖9中所示,各周期的壓縮空氣流量變動幅度, 可調(diào)整到30 80Nm7min以內(nèi)。圖7中所示的內(nèi)容是,按照本發(fā)明另一種實(shí)施例的多重吸附裝置的運(yùn)行方法,其 中包括從圖7之(一)至圖7(六)中所示的代表性的階段,以上各階段將通過自動閥門19a、19b、20a、20b、22a、22b、23a的控制下,在一定時(shí)間間隔周期中重復(fù)履行。首先,圖7之(一)的階段中,由第一吸附塔11及第二吸附塔12組成的第一組, 第一吸附塔11、第二吸附塔12分別履行吸附開始過程及脫離過程;第三吸附塔13及第四 吸附塔14組成的第二組分別履行吸附結(jié)束過程及待機(jī)過程;由第五吸附塔15及第六吸附 塔16組成的第三組是履行均勻化過程的階段。此時(shí),安裝在第一組吸附線19及氧氣供應(yīng)線22上的自動閥門19a、19b、22a、22b 中,將開放位于第一吸附塔11側(cè)的自動閥門19a、22a,安裝在第一組脫離線20上的自動閥 門20a、20b中,將開放位于第二吸附塔12側(cè)的自動閥門20b,安裝在第一組均勻化線23上 的自動閥門23a將處于關(guān)閉狀態(tài)。同時(shí),安裝在第二組吸附線19及氧氣供應(yīng)線22上的自動閥門19a、19b、22a、22b 中,將開放位于第三吸附塔13側(cè)的自動閥門19a、22a,安裝在第二組脫離線20及均勻化線 23上的自動閥門20a、20b、23a將關(guān)閉,安裝在第三組均勻化線23上的自動閥門23a將處于 開放狀態(tài)。因此,通過空氣供應(yīng)管17流入的壓縮空氣將順著吸附線19分別流入到,履行吸附 開始過程的第一吸附塔11及履行吸附結(jié)束過程的第三吸附塔13中,在第一吸附塔11、第三 吸附塔13中生成的氧氣將順著氧氣供應(yīng)線22及氧氣供應(yīng)管18成為供應(yīng)狀態(tài),同時(shí),在第 二吸附塔12中,順著與其連接的脫離線20及氮?dú)馀欧殴?1,向消音器7側(cè)排放氮?dú)獾男问脚涮住_€有第四吸附塔14將處于不履行吸附及脫離或均勻化的待機(jī)狀態(tài),第五吸附塔 15及第六吸附塔16配套成與均勻化線23相連的狀態(tài),第三組的吸附塔[15、16]相互保持 均勻的條件,能夠給下一個(gè)階段變動幅提供緩沖作用。圖7之(二)的階段中,由第一吸附塔11及第二吸附塔12組成的第一組分別履 行吸附結(jié)束過程及脫離過程;由第三吸附塔13及第四吸附塔14組成的第二組分別履行均 勻化過程;由第五吸附塔15及第六吸附塔16組成的第三組履行吸附開始過程及脫離過程 的階段。此時(shí),安裝在第三組吸附線19及氧氣供應(yīng)線22上的自動閥門19a、19b、22a、22b 中,將開放位于第六吸附塔16側(cè)的自動閥門19b、22b,安裝在第三組脫離線20上的自動閥 門20a、20b中,將開放位于第五吸附塔15側(cè)的自動閥門20a,安裝在第三組均勻化線23上 的自動閥門23a將處于關(guān)閉狀態(tài)。同時(shí),安裝在第一組吸附線19及氧氣供應(yīng)線22上的自動閥門19a、19b、22a、22b 中,將開放位于第一吸附塔11側(cè)的自動閥門19a、22a,安裝在第一組脫離線20及均勻化線 23上的自動閥門20a、20b、23a將關(guān)閉,安裝在第二組吸附線19、脫離線20及氧氣供應(yīng)線22 的所有自動閥門19a、19b、20a、20b、22a、22b將關(guān)閉,安裝在第二組均勻化線23上的自動閥 門23a將處于開放狀態(tài)。因此,通過空氣供應(yīng)管17流入的壓縮空氣將順著吸附線19分別流入到履行吸附 結(jié)束過程的第一吸附塔11及履行吸附開始過程的第六吸附塔16中,在第一吸附塔11、第六 吸附塔16中生成的氧氣將順著氧氣供應(yīng)線22及氧氣供應(yīng)管18成為供應(yīng)狀態(tài),同時(shí),在第 五吸附塔15中,順著與其連接的脫離線20及氮?dú)馀欧殴?1,向消音器7側(cè)排放氮?dú)獾男问脚涮住?br>
還有第二吸附塔12將處于不履行吸附及脫離或均勻化的待機(jī)狀態(tài),第三吸附塔 13及第四吸附塔14配套成與均勻化線23相連的狀態(tài),第二組的吸附塔[13、14]相互保持 均勻的條件,能夠給下一個(gè)階段變動幅提供緩沖作用。圖7之(三)的階段中,由第一吸附塔11及第二吸附塔12組成的第一組履行均 勻化過程;由第三吸附塔13及第四吸附塔14組成的第二組分別履行吸附結(jié)束過程及脫離 過程;由第五吸附塔15及第六吸附塔16組成的第三組履行吸附結(jié)束過程及待機(jī)過程的階 段。此時(shí),安裝在第二組吸附線19及氧氣供應(yīng)線22上的自動閥門19a、19b、22a、22b 中,將開放位于第四吸附塔14側(cè)的自動閥門19b、22b,安裝在第二組脫離線20上的自動閥 門20a、20b中,將開放位于第三吸附塔13側(cè)的自動閥門20a,安裝在第二組均勻化線23上 的自動閥門23a將處于關(guān)閉狀態(tài)。同時(shí),安裝在第三組吸附線19及氧氣供應(yīng)線22上的自動閥門19a、19b、22a、22b 中,將開放位于第六吸附塔16側(cè)的自動閥門19b、22b,安裝在第三組脫離線20及均勻化線 23上的自動閥門20a、20b、23a將關(guān)閉,安裝在第一組吸附線19、脫離線20及氧氣供應(yīng)線22 的所有自動閥門19a、19b、20a、20b、22a、22b,將關(guān)閉,安裝在第一組均勻化線23上的自動 閥門23a將處于開放狀態(tài)。因此,通過空氣供應(yīng)管17流入的壓縮空氣將順著吸附線19分別流入到履行吸附 開始過程的第四吸附塔14及履行吸附結(jié)束過程的第六吸附塔16中,在第四、第六吸附塔 14、16中生成的氧氣將順著氧氣供應(yīng)線22及氧氣供應(yīng)管18成為供應(yīng)狀態(tài),同時(shí),在第三吸 附塔13中,順著與其連接的脫離線20及氮?dú)馀欧殴?1,向消音器7側(cè)排放氮?dú)獾男问脚涮?。還有。第二吸附塔12將處于不履行吸附及脫離或均勻化的待機(jī)狀態(tài),第一吸附塔 11及第二吸附塔12配套成與均勻化線23相連的狀態(tài),第一組的第一、第二吸附塔11、12相 互保持均勻的條件,能夠給下一個(gè)階段變動幅提供緩沖作用。圖7之(四)的階段是,與圖7(—)中所示的階段中,構(gòu)成第一組及第二組的吸 附塔11、12、13,14的作用,S卩,吸附開始過程及脫離過程,吸附結(jié)束過程及待機(jī)過程等按照 相反的方向組合形成,在相應(yīng)的過程分別在第一、第二吸附塔11、12,第三、第四吸附塔13, 14中交替進(jìn)行的同時(shí),為了達(dá)到這個(gè)目的自動閥門的開放位置也一起進(jìn)行調(diào)整。也就是說,安裝在第二組吸附線19及氧氣供應(yīng)線22上的自動閥門19a、19b、22a、 22b中,將開放位于第二吸附塔12側(cè)的自動閥門19b、22b,安裝在第一組脫離線20上的自 動閥門20a、20b中,將開放位于第一吸附塔11側(cè)的自動閥門20a,安裝在第二組吸附線19 及氧氣供應(yīng)線22上的自動閥門19a、19b、22a、22b中,將開放位于第四吸附塔14側(cè)的自動 閥門19b、22b,其它的閥門控制與圖7(—)中所示的內(nèi)容相同。圖7之(五)的階段是,與圖7( 二)中所示的階段中,構(gòu)成第一組及第二組的第 一、第二吸附塔11、12和第五、第六吸附塔15、16的作用,即,吸附結(jié)束過程及待機(jī)過程,吸 附開始過程及脫離過程等按照相反的方向組合形成,在相應(yīng)的過程分別在第一、第二吸附 塔11、12和第五、第六吸附塔15、16中交替進(jìn)行的同時(shí),為了達(dá)到這個(gè)目的自動閥門的開放 位置也一起進(jìn)行調(diào)整。也就是說,安裝在第三組吸附線19及氧氣供應(yīng)線22上的自動閥門19a、19b、22a、
1122b中,將開放位于第五吸附塔15側(cè)的自動閥門19a、22a,安裝在第三組脫離線20上的自 動閥門20a、20b中,將開放位于第六吸附塔16側(cè)的自動閥門20b,安裝在第一組吸附線19 及氧氣供應(yīng)線22上的自動閥門19a、19b、22a、22b中,將開放位于第二吸附塔12側(cè)的自動 閥門19b、22b,其它的閥門控制與圖7( 二)中所示的內(nèi)容相同。圖7之(六)的階段是,與圖7(三)中所示的階段中,構(gòu)成第二組及第三組的第 三、第四吸附塔13、14和第五、第六吸附塔15、16的作用,即,吸附開始過程及脫離過程,吸 附結(jié)束過程及待機(jī)過程等按照相反的方向組合形成,在相應(yīng)的過程分別在第三、第四吸附 塔13、14和第五、第六吸附塔15、16中交替進(jìn)行的同時(shí),為了達(dá)到這個(gè)目的自動閥門的開放 位置也一起進(jìn)行調(diào)整。也就是說,安裝在第二組吸附線19及氧氣供應(yīng)線22上的自動閥門19a、19b、22a、 22b中,將開放位于第三吸附塔13側(cè)的自動閥門19a、22a,安裝在第二組脫離線20上的自 動閥門20a、20b中,將開放位于第四吸附塔14側(cè)的自動閥門20b,安裝在第三組吸附線19 及氧氣供應(yīng)線22上的自動閥門19a、19b、22a、22b中,將開放位于第五吸附塔15側(cè)的自動 閥門19a、22a,其它的閥門控制與圖7(三)中所示的內(nèi)容相同。也就是說,按照本發(fā)明其它實(shí)施例運(yùn)行方法中,通過各自動閥門19a、19b、20a、 20b、22a、22b、23a的控制,間隔一定的時(shí)間差,將通過各組重復(fù)履行吸附開始_脫離,吸附 結(jié)束_待機(jī),均勻化過程,在以上各個(gè)過程中,吸附開始_脫離,吸附結(jié)束_待機(jī)過程,將按 照構(gòu)成不同組的吸附塔,第一、第二吸附塔11、12,第三、第四吸附塔13、14,第五、第六吸附 塔15、16交替履行。同時(shí),除了圖7中所示的六階段組合以外,也可以按照吸附塔(11-16)的順序采用 {吸附開始一脫離(一組),待機(jī)一吸附結(jié)束(2組),均勻化(3組)} — {吸附結(jié)束一待 機(jī)(一組),均勻化(2組),吸附開始一脫離(3組)} — {均勻化(一組),吸附開始一脫 離(2組),吸附結(jié)束一待機(jī)(3組)} — {脫離一吸附開始(一組),吸附結(jié)束一待機(jī)(2 組),均勻化(3組)} — {待機(jī)一吸附結(jié)束(一組),均勻化(2組),吸附開始一脫離(3 組)} — {均勻化(一組),脫離一吸附開始(2組),待機(jī)一吸附結(jié)束(3組)}等不同的 組合運(yùn)行方式。與此同時(shí),吸附結(jié)束-待機(jī)過程是吸附開始-脫離過程后的組,向均勻化過程的轉(zhuǎn) 換的中間階段,其目的是為了經(jīng)過脫離的吸附塔,能更加充分有效地進(jìn)行氮?dú)馀欧胚^程而 提供的時(shí)間。所以包括待機(jī)過程的組脫離線20中,履行待機(jī)的塔上安裝的自動閥門開關(guān)作 業(yè),有可能與均勻化階段的進(jìn)入時(shí)同時(shí)發(fā)生。也就是說,雖然在圖7之(一)至(六)中,安裝在履行吸附塔側(cè)脫離線20上的 自動閥門表示為關(guān)閉,但是,有必要時(shí)也可以采用,使該自動閥門開放后,包括履行待機(jī)過 程的吸附塔的組向均勻化轉(zhuǎn)換前關(guān)閉該自動閥門。按照本發(fā)明實(shí)施例的運(yùn)行方法中,圖7的(一)至(六)中所示的階段中,任何一 個(gè)階段也能成為氧氣發(fā)生機(jī)1的啟動開始點(diǎn),但是,應(yīng)該把如圖7(—)中所示的階段設(shè)為 啟動開始點(diǎn)。當(dāng)一個(gè)階段的開始點(diǎn)確認(rèn)后,其后履行的周期,應(yīng)該按照圖紙中所示的順序進(jìn) 行控制。同時(shí),在多重吸附塔裝置的運(yùn)行初期,即在運(yùn)行開始點(diǎn),除了吸附開始過程以外, 脫離過程或吸附結(jié)束過程及均勻化過程等,實(shí)際上沒有履行,但是,為了多重吸附塔裝置的運(yùn)行,應(yīng)該使相應(yīng)的閥門也一起工作。如果運(yùn)行初始點(diǎn)設(shè)為圖7之(一)時(shí),構(gòu)成三個(gè)組的 多重吸附塔裝置的第一至第六吸附塔11-16啟動的實(shí)際周期開始點(diǎn),應(yīng)該是每個(gè)組都經(jīng)過 吸附開始過程的階段,即,圖7(三)中所示階段以后。按照如上所述的方式運(yùn)行多重吸附塔裝置時(shí),當(dāng)一組進(jìn)行壓力變化大的周期(均 勻化)運(yùn)行時(shí),其它一個(gè)組在履行變化適中的周期(待機(jī)等),余下的一個(gè)組是壓力變化 最小的周期中運(yùn)行,結(jié)果,如圖10中所示,各周期壓縮空氣流量的變動幅度減少到40 75Nm3/min范圍之內(nèi)。如上所述,采用用多重結(jié)構(gòu)形成為了生產(chǎn)氧氣的第一至第六吸附塔11-16及合 理地運(yùn)營,比現(xiàn)有的情況更加有效地減少來自空氣壓縮機(jī)2的壓縮空氣的流量變化幅度, 因此,也能比現(xiàn)有情況更加有效地減少由第一至第六吸附塔11-16排放的氧氣流量變化幅度。同時(shí),空氣壓縮機(jī)2、空氣儲存箱4及氮?dú)鈨Υ嫦?的規(guī)格也能采用承受75 SONmVmin左右的低規(guī)格及低價(jià)產(chǎn)品。當(dāng)通過六個(gè)吸附塔,即第一至第六吸附塔11_16構(gòu)成 多重吸附塔10時(shí),能承受流量變化幅度的情況下,可以不安裝如圖3中所示的空氣儲存箱4 及氮?dú)鈨Υ嫦?,也能正常運(yùn)動氧氣發(fā)生機(jī)1。所以,能在大幅減少因運(yùn)行氧氣發(fā)生機(jī)1而 產(chǎn)生的費(fèi)用,如,電費(fèi)及消耗品更換費(fèi)用等。尤其,能有效地減少空氣壓縮機(jī)2、空氣儲存箱4及氮?dú)鈨Υ嫦?的規(guī)格,甚至也 可以不安排空氣儲存箱4或氮?dú)鈨Υ嫦?也不影響使用,所以能使氧氣發(fā)生機(jī)1的安裝空 間最小化,第一至第六吸附塔11-16的尺寸、直徑及高度等,從現(xiàn)有的1000(mm)X4400(mm) xl減少到600 (mm) x2000 (mm) x2左右,在天棚高度不足或船舶機(jī)械室等復(fù)雜的環(huán)境限制條 件下,也能容易安裝氧氣發(fā)生機(jī)1。最后,以上舉例說明的是采用四個(gè)或六人吸附塔組成兩組或三組的多重吸附塔10 的情況,但是,按照本發(fā)明實(shí)施例為基礎(chǔ),可以也可以采用八個(gè)或12個(gè)吸附塔組成及運(yùn)行 四組或六組的氧氣發(fā)生機(jī)1,這些也包括在本發(fā)明需要強(qiáng)度的技術(shù)思想范圍之內(nèi)。與此同時(shí),以上說明的運(yùn)行方法,與通常在自動控制領(lǐng)域中所采用的方法一樣,以 各組吸附塔11,12、13,14、15,16的運(yùn)行周期為基礎(chǔ)的程序化(Programing)控制部或通過 微電腦(Micom)的自動閥門控制來執(zhí)行。吸附開始過程、吸附結(jié)束過程、脫離過程、待機(jī)過 程及均勻化過程的開始點(diǎn)是,為了各組吸附塔11,12、13,14、15,16的工作,自動閥門開放 或關(guān)閉的開始點(diǎn)為基礎(chǔ)。
權(quán)利要求
一種氧氣發(fā)生機(jī)用多重吸附塔裝置,用于吸附從空氣壓縮機(jī)排出的空氣中的氮?dú)?,并且通過吸附塔裝置中的氧氣發(fā)生機(jī)提供氧氣,其特征在于所述吸附塔裝置為,由第一吸附塔及第二吸附塔構(gòu)成第一組,第三吸附塔及第四吸附塔構(gòu)成第二組,并形成多重吸附塔;在形成每組的兩個(gè)吸附塔的入口處,并列連接安裝了配有一雙第一自動閥門的吸附線,以及配有一雙第二自動閥門的脫離線;在形成每組的兩個(gè)吸附塔的出口處,并列連接安裝了配有一雙第二自動閥門的氧氣供應(yīng)線,以及配有一個(gè)第三自動閥門的均勻化線;所述第一自動閥門之間的相應(yīng)吸附線上,分別連接安裝了從所述空氣壓縮機(jī)開始延伸的空氣供應(yīng)管;從所述第二自動閥門之間相應(yīng)的脫離線開始,分別延伸了氮?dú)獾牡獨(dú)馀欧殴芘c消音器相連;從所述第二自動閥門之間相應(yīng)的氧氣供應(yīng)線開始,分別延伸安裝了氧氣供應(yīng)管。
2.一種氧氣發(fā)生機(jī)用多重吸附塔裝置,用于吸附從空氣壓縮機(jī)排出的空氣中的氮?dú)猓?并且通過吸附塔裝置中的氧氣發(fā)生機(jī)提供氧氣,其特征在于所述吸附塔裝置為,由第一吸附塔及第二吸附塔構(gòu)成第一組,第三吸附塔及第四吸附 塔構(gòu)成另第二組,第五吸附塔及第六吸附塔作為第三組,并形成多重吸附塔;在形成每組的兩個(gè)吸附塔的入口處,并列連接安裝了配有一雙第一自動閥門的吸附 線,以及配有一雙第二自動閥門的脫離線;在形成每組的兩個(gè)吸附塔的出口處,并列連接安裝了配有一雙第二自動閥門的氧氣供 應(yīng)線,以及配有一個(gè)第三自動閥門的均勻化線;所述第一自動閥門之間的相應(yīng)吸附線上,分別連接安裝了從空氣壓縮機(jī)開始延伸的空 氣供應(yīng)管;從所述第二自動閥門之間相應(yīng)的脫離線開始,分別延伸了氮?dú)獾牡獨(dú)馀欧殴芘c消音器 7相連;從所述第二自動閥門之間相應(yīng)的氧氣供應(yīng)線開始,分別延伸安裝了氧氣供應(yīng)管。
3.—種如權(quán)利要求1所述的氧氣發(fā)生機(jī)用多重吸附塔裝置提供氧氣的方法為由第一吸附塔及第二吸附塔構(gòu)成的第一組分別在第一、第二吸附塔履行吸附過程及脫 離過程,由第三吸附塔及第四吸附塔構(gòu)成的第二組分別履行均勻化過程;在以上階段中完成吸附過程及脫離過程的所述第一組再履行均勻化過程,完成均勻化 過程的第二組分別在第三、第四吸附塔中履行吸附過程及脫離過程;以上各階段,在通過對所述第一、第二、第三自動閥門的控制及間隔一預(yù)設(shè)的時(shí)間差進(jìn) 行重復(fù)的過程中,構(gòu)成各組的吸附塔交替完成吸附過程及脫離過程。
4.一種如權(quán)利要求2所述的氧氣發(fā)生機(jī)用多重吸附塔裝置提供氧氣的方法為由第一吸附塔及第二吸附塔構(gòu)成的第一組分別在第一、第二吸附塔履行吸附開始過程 及脫離過程,由第三吸附塔及第四吸附塔構(gòu)成的第二組是分別履行吸附結(jié)束過程及待機(jī)過 程,由第五吸附塔及第六吸附塔構(gòu)成的第三組分別履行均勻化過程的階段;在所述第一組中完成吸附過程的吸附塔履行吸附結(jié)束過程,完成脫離過程的吸附塔將 履行待機(jī)過程,完成以上吸附結(jié)束過程及待機(jī)過程的第二組將履行均勻化過程,完成以上均勻化過程的第三組,分別在第五、第六吸附塔中履行脫離過程;在以上階段中完成吸附過程及脫離過程的所述第一組再履行均勻化過程,當(dāng)完成均 勻化過程的第二組分別在第三、第四吸附塔中履行吸附開始過程及脫離過程,所述第五、第 六組中履行吸附過程的吸附塔將履行吸附結(jié)束過程,履行脫離過程的吸附塔將履行待機(jī)過 程;在以上各階段,通過第一、第二、第三自動閥門的控制及間隔一預(yù)設(shè)的時(shí)間差按照順序 進(jìn)行重復(fù)的過程中,構(gòu)成各組的吸附塔交替完成吸附開始過程及脫離過程,吸附結(jié)束過程 及待機(jī)過程。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于應(yīng)用于氧氣發(fā)生機(jī)的吸附塔裝置及其運(yùn)行方法,具體而言是關(guān)于兩個(gè)吸附塔組成為一組,并由兩組或三組形成多重吸附塔,同時(shí),由空氣供氣排管及氮?dú)馀欧排殴?、氧氣供氣排管及均勻化排管等分別組成一組,并列安裝在吸附塔的入口及出口。如上所述的多重吸附塔裝置,將通過閥門控制,每組間隔一段時(shí)間交替進(jìn)行吸附(產(chǎn)生氧氣)及脫離(排放氮?dú)?及均勻化作業(yè),從而有效地減少從空氣壓縮機(jī)排放的壓縮空氣流量及吸附塔中排放的氧氣流量及壓力變化幅度,而且用于氧氣發(fā)生機(jī)的空壓機(jī)及氧氣儲存箱的規(guī)格減少到最小,節(jié)省氧氣發(fā)生機(jī)的費(fèi)用,減少氧氣發(fā)生機(jī)的安裝面積及降低吸附塔的安裝高度,能解決安裝氧氣發(fā)生機(jī)時(shí)受空間限制的情況。
文檔編號B01D53/02GK101993044SQ20101026287
公開日2011年3月30日 申請日期2010年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月19日
發(fā)明者賓正仁 申請人:南亮壓力容器技術(shù)(上海)有限公司