[發明專利]一種真空變壓吸附系統

有效

• 申請號: 201010211500.1
• 申請日: 2010-06-21
• 公開（公告）號: CN101862574A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 劉世合;姜賀;張佳平
• 申請（專利權）人: 北京北大先鋒科技有限公司
• 主分類號: B01D53/047
• 分類號: B01D53/047
• 代理公司: 北京潤澤恒知識產權代理有限公司 11319
• 代理人: 蘇培華

1.一種真空變壓吸附系統，其特征在于，包括六臺吸附器，兩組獨立的鼓風機，以及，三組獨立的真空泵；其中，各組鼓風機分別連接四臺吸附器的入口端，各組真空泵分別連接兩臺吸附器的入口端，各臺吸附器的入口端與大氣相通，由各組真空泵連接的兩臺吸附器的出口端相連，各臺吸附器的出口端與產品氣罐連接；

所述真空變壓吸附系統循環執行以下步驟：

吸附步驟：各組鼓風機向其連接的一吸附器輸送壓縮空氣，由該吸附器進行吸附處理后，輸出產品氣至產品氣罐；

順向放壓步驟：在當前吸附器達到或穩定在預定的最高壓力時，由當前吸附器向與其出口端相連的另一吸附器進行順向放壓；

真空解吸步驟：由連接當前吸附器的真空泵對當前吸附器抽真空；

充壓步驟：利用與當前吸附器出口端相連的另一吸附器的順向放壓氣，以及，產品氣罐中的產品氣，對當前吸附器進行逆向充壓，并在當前吸附器的壓力低于大氣壓時，從大氣中吸入原料空氣；

所述吸附步驟的執行時間與真空解吸步驟的執行時間的比值小于1。

2.如權利要求1所述的真空變壓吸附系統，其特征在于，所述順向放壓步驟分兩次進行：

第一次順向放壓為，在當前吸附器達到或穩定在預定的最高壓力時，由當前吸附器向與其出口端相連的另一吸附器進行順向放壓；

第二次順向放壓為，由當前吸附器繼續向與其出口端相連的另一吸附器進行順向放壓，同時打開連接當前吸附器的真空泵對當前吸附器抽真空。

3.如權利要求2所述的真空變壓吸附系統，其特征在于，所述充壓步驟分四次進行：

第一次充壓為，從當前吸附器的出口端輸入與當前吸附器出口端相連的另一吸附器第一次流出的順向放壓氣，同時當前吸附器的入口端抽真空；

第二次充壓為，從當前吸附器的出口端輸入與當前吸附器出口端相連的另一吸附器第二次流出的順向放壓氣，同時當前吸附器的入口端從大氣吸入原料空氣；

第三次充壓為，從當前吸附器的出口端輸入產品氣罐中的產品氣，同時當前吸附器的入口端繼續從大氣吸入原料空氣；

第四次充壓為，從當前吸附器的出口端輸入產品氣罐中的產品氣，同時當前吸附器的入口端接收與其連接的鼓風機輸送的壓縮空氣。

4.如權利要求3所述的真空變壓吸附系統，其特征在于，所述連接有兩組鼓風機的吸附器在執行第四次充壓步驟和吸附步驟時，選擇當前時間段空閑的鼓風機向當前吸附器輸送壓縮空氣，并在當前鼓風機需要向其它吸附器輸送壓縮空氣時，切換至其它鼓風機向當前吸附器輸送壓縮空氣。

5.如權利要求1、2、3或4所述的真空變壓吸附系統，其特征在于，所述真空解吸步驟中還用于執行：

清洗子步驟：由連接當前吸附器的真空泵對當前吸附器抽真空，同時產品氣罐中的產品氣流入當前吸附器的出口端，對當前吸附器進行逆向清洗。

6.如權利要求5所述的真空變壓吸附系統，其特征在于，所述吸附步驟的執行時間與真空解吸步驟的執行時間的比值小于1是指，吸附器開始吸進壓縮空氣到吸附器達到或穩定在預定最高壓力的時間，與吸附器開始抽真空到清洗結束所需時間的比值小于1。

7.如權利要求1所述的真空變壓吸附系統，其特征在于，所述吸附器內部裝填LiX分子篩和用于脫除空氣中水分、二氧化碳和其它雜質組分的吸附劑，在執行吸附步驟時，空氣中的水分、二氧化碳、其它雜質組分及氮氣被所述LiX分子篩和吸附劑所吸附，空氣中的氧氣被富集，作為產品氣流出吸附器，流入產品氣罐。

8.如權利要求2所述的真空變壓吸附系統，其特征在于，所述順向放壓的氣流方向與壓縮空氣的氣流方向相同，經過第一次順向放壓，當前吸附器的床層壓力降低10kPa-30kPa。

9.如權利要求5所述的真空變壓吸附系統，其特征在于，所述真空解吸步驟執行完成后，當前吸附器的床層壓力降低至預定的最低壓力。

10.如權利要求1或3所述的真空變壓吸附系統，其特征在于，所述吸附器從大氣吸入的原料空氣量大于裝置工藝空氣量的15％～30％，所述工藝空氣量為吸附器間隙空間損失空氣量與氧氮分離所需加工空氣量之和。

11.如權利要求1所述的真空變壓吸附系統，其特征在于，各組鼓風機至少有一臺完整的鼓風機組；各組真空泵至少有一臺完整的機械式真空機組。

12.如權利要求1所述的真空變壓吸附系統，其特征在于，所述鼓風機(AC-1)通過空氣總管(10)和空氣支管(10A)、(10B)、(10C)、(10D)，分別與吸附器(A)、(B)、(C)、(D)的入口端連接；

鼓風機(AC-2)通過空氣總管(11)和空氣支管(11C)、(11D)、(11E)、(11F)，分別與吸附器(C)、(D)、(E)、(F)的入口端連接；

真空泵(VP-1)通過真空總管(20)和真空支管(20A)、(20B)，分別與吸附器(A)、(B)的入口端連接；

真空泵(VP-2)通過真空總管(21)和真空支管(21C)、(21D)，分別與吸附器(C)、(D)的入口端連接；

真空泵(VP-3)通過真空總管(22)和真空支管(22E)、(22F)，分別與吸附器(E)、(F)的入口端連接；

所述吸附器(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、(F)的入口端通過空氣總管(12)和空氣支管(12A)、(12B)、(12C)、(12D)、(12E)、(12F)與大氣相通；

所述吸附器(A)和(B)、(C)和(D)、(E)和(F)的出口端分別由管道(40AB)、(40CD)、(40EF)連接；

所述吸附器(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、(F)的出口端還通過氧氣支管(41A)、(41B)、(41C)、(41D)、(41E)、(41F)與氧氣總管(42)的一端連接；

所述吸附器(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、(F)的出口端還通過氧氣支管(42A)、(42B)、(42C)、(42D)、(42E)、(42F)與氧氣總管(42)的一端連接；

所述氧氣總管(42)的另一端與產品氣罐(VS-1)連接。