[实用新型]一种两塔制氧装置

说明书

本实用新型涉及一种两塔制氧装置，包括第一吸附塔、第二吸附塔、与第一吸附塔的底部和第二吸附塔的底部相连接的第一管路、设置在第一管路上的鼓风机、与第一吸附塔的底部和第二吸附塔的底部相连接的第二管路、设置在第二管路上的真空泵、与第一吸附塔的顶部和第二吸附塔的顶部相连接的第三管路、与第三管路相连接的氧气缓冲罐，两塔制氧装置还包括两端部分别与第一吸附塔的底部和第一管路相连接的第四管路、设置在第四管路上的第一阀门、设置在第一管路的进口处的第二阀门。本实用新型使得双塔制氧装置在实现常规运行的基础上，可以实现单塔运行，从而使得本实用新型的装置能够在低能耗下低负荷运行，使得负荷调节范围扩大。

技术领域

本实用新型涉及一种两塔制氧装置。

背景技术

真空变压吸附VPSA制氧技术越来越多运用在金属冶炼、化工、玻璃玻纤、造纸、垃圾焚烧、臭氧等行业。VPSA制氧装置研发方向主要有两个方向，一是核心吸附剂的研发，提高吸附剂的氮氧选择能力、氮气吸附容量、强度、硬度、外形等，二是设备和工艺流程的创新，包括动力设备型式、吸附塔型式的研发、阀门稳定性的提高、设备布置更加合理，工艺流程更加有效等。VPSA制氧装置工艺按吸附塔数量来分，一般包括单塔工艺（结构示意图参见图1）、两塔工艺（结构示意图参见图2）、三塔工艺、五塔工艺、多塔工艺，主要是根据后续用氧工艺对氧气需求量的不同而选择不同的工艺流程。目前主流工艺流程选择为两塔工艺，如果氧气需求量较大，两塔工艺不满足氧气量的需求时，一般选择几组两塔工艺并联来提高装置的氧气产量。两塔工艺主要优势在于以下几点：

1.两塔工艺流程是研发人员最早提出的流程，研发时间最长、原理分析最透彻、应用案例最多、运行经验最丰富。

2.两塔工艺流程简单，设备数量合理，对于操作人员很好理解，有利于操作人员熟悉工艺流程。

3.当氧气需求量较大，多组两塔工艺并联运行时，即可作为单独单元独立运行，又可利用氧气波动的相位差来弥补氧气波动较大的缺点。

目前很多用氧领域要求制氧装置负荷调节范围很大，主要为适应用氧工艺不同阶段时对氧气的需求量的不同，尤其是一些新的用氧工艺，在调试初期氧气的用量很少，随着设备的稳定，工艺的成熟，用氧量则稳步提高，这就需要VPSA制氧装置能够满足这种要求宽范围负荷调节的用氧方式。

目前两塔VPSA制氧装置氧气产量的调节方式有以下几种：

1.氧气直接放空。该方法简单粗暴但及时有效，根据后续用氧量的不同调节放空阀开度以保证满足氧气量的需求，能耗消耗最大，调节范围一般为0~100%。

2.调节时序周期。该方法是通过改变吸附和解吸的时间，降低吸附剂的利用率来调节氧气产量，能耗消耗较小，调节范围一般为80%~100%。

3.turn down。该方法利用两塔均压时罗茨风机和罗茨泵放空空转的原理来调节产量，能耗消耗较大，调节范围一般为50%~80%。

4.变频电机。该方法利用改变电机的转速使得罗茨风机泵进风量和抽速变小，升压和降压幅度变小，对于小型高转速罗茨机意义比较大，对于大型低转速罗茨机意义很小。能耗消耗不大，小型装置调节范围较宽，大型装置调节范围很窄。

以上几种调节氧气产量的方法是比较常用的方式，氧气产量调节范围为50%~100%，如果后续用氧工艺氧气需求量低于50%时，采用turn down的方式也可实现，但能耗消耗急剧增加。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种在低能耗的基础上扩大两塔制氧装置负荷调节范围的两塔制氧装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：