[实用新型]富氧富氮设备

说明书

本实用新型属于气体分离装置。

近年来西德、美国、日本化工机械领域中，已先后研制成功分子筛变压吸附制富氧、富氮设备。富氧主要用于各种燃烧炉加氧燃烧，提高燃烧效率，也用于密集养鱼、家禽饲养、污水处理等。富氮用于水果蔬菜保鲜贮存及氮气保护茶叶等。目前美国、日本、西德小型变压吸附设备，对清除原料气的水分及CO₂与气体分离设备是分别有单独容器，在结构上比较复杂，占地面积较大，设备各容器间所布置的管线阀门也多，自控必须杂用多只电磁阀，由于电磁阀多，极易产生故障与动作纹乱。

本实用新型的发明目的是：为达到在一只容器中清除原料气的水分及CO₂同时利用氧氮不同速率实现选择性吸附，达到生产气体产品，设计成一筒分格式结构，它的清除水分与CO₂能力以及对气体的吸附分离特性，比采用各单独容器得到改善。由于减少了一些管线阀门，简化了结构，对气体流动阻力损失得到了减少。为实现上述目的，本设备只采用一只五通阀代替多只电磁阀，实现所控制的原料气与返流废气分配及切换，不会产生动作纹乱，并得到了简化结构及自控目的。

本实用新型包括：压缩机滤清器、全无油压缩机、冷却器、水分离器、五通阀、两只吸附塔。在吸附塔内安装有倾斜的带孔的金属板，孔板前端装满吸附水分及CO₂的13X分子筛，孔板后段装满吸附分离气体的3A或5A碳分子筛。气体由滤清器进入全无油压缩机，气体被压缩后进入单列蛇管式冷却器中被冷却，被冷却的气体进入水分离器，将气体中过饱和水分离出去，水分离器中装有高效雾沫分离装置的容器式结构。由分离器出来的原料空气经五通阀进入吸附塔内。五通阀一路为空气连续通过的总进口，然后分两路分别交替切换，空气进入吸附塔内。吸附塔后部装有压差式自动阀，是根据塔内吸附压力达到最佳压力而自动开启的，由此将产品排至气体贮罐中，当吸附塔内处于解吸压力时，则压差阀自动关闭压差自动阀另一功能是当塔内解吸完后，尚有反向压差自动开启的小阀孔，可将产品气的一小部分反向吹扫分子筛空间所余废气吹扫至塔外，以净化后的吸附塔等待下一周期工作。本实用新型两只吸附塔是自动切换控制，在两只吸附塔从五通阀至倾斜孔板段是装满13X分子筛，主要用于吸附空气中水分及CO₂，以提高下段3A或5A分子筛的吸附分离气体效率。从倾斜孔板至压差自动阀段是装满3A或5A碳分子筛，是吸附分离气体产品的。当吸附塔气体压力升至0.6MPa时，由于空气中氧分子扩散速率大于氮的扩散速率，因而空气中氧大量被3A碳分子筛所吸附，此时氮浓度增加达设计要求，从吸附塔后段自动阀自动排入塔外贮气罐中，此时另一只吸附塔正在解吸此段后期的反吹扫将近完成时，接着在切换后立即投入吸附分离阶段。已完成吸附工作的前一只塔开始降压解吸，从碳分子筛解吸出来的氧气及分子筛空间所存的尾气一起放入大气中，此废气是从五通阀废气孔排出的。本装置可以连续自动工作。切换时间一般为一分钟，可根据用户对气体产品纯度要求调节切换时间。当生产富氧时，两只吸附塔的后段，即从倾斜孔板至压差自动阀间，换成具有吸附氮分子的5A分子筛，这样原来产氮的吸附塔便更换成产富氧的吸附塔。

富氧富氮设备的优点在于：结构简单、可在一只容器内清除原料气的水分及CO₂，同时也在此容器内制造富氧富氮气体，并且仅用一只五通阀代替多只电磁阀。

下面结合附图阐述一最佳实施例：

图1是富氧富氮设备结构图

其中：1压缩机滤清器、2全无油压缩机、3冷却器、4水分离器、5五通阀、6两只吸附塔。

图2是吸附塔内部结构图

其中：7带孔金属板、8  13X分子筛、9  3A或5A碳分子筛。

富氧富氮设备包括压缩机滤清器1、全无油压缩机2、冷却器3、水分离器4、五通阀5、两只吸附塔6。

气体由滤清器1进入全无油压缩机2，气体被压缩后进入单列蛇管式冷却器3中被冷却，被冷却的气体进入水分离器4，将气体中过饱和水分离出去，水分离器中装有高效雾沫分离装置的容器式结构。由水分离器出来的原料空气经五通阀5分别进入吸附塔6内，吸附塔6内安装有一倾斜孔板7，板的前端，即从五通阀至孔板段，装有可吸附CO₂和水分的13X分子筛8，后端即孔板至压差自动阀段，装有3A或5A碳分子筛9，吸附的氮或氧从吸附塔解吸后，从五通阀排废气口排入大气中或回收利用。吸附塔中所生产的产品氧或产品氮从吸附塔尾端自动阀排入贮气罐中。