[發明專利]一種回收不合格氧氣的制氧系統及方法

在審

• 申請號: 201811554232.6
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN109368597A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 吳仁杰;蔡風平;謝東紅;盛俊峰;嚴富兵;邢章勇;沈鼎
• 申請（專利權）人: 上海穗杉實業股份有限公司;陜西莫格醫用設備有限公司
• 主分類號: C01B13/02
• 分類號: C01B13/02
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明涉及一種回收不合格氧氣的制氧系統及方法，包括吸附單元和與吸附單元連接的產氣單元，所述回收不合格氧氣的制氧系統還包括不合格氧氣回收單元；所述吸附單元包括吸附裝置以及與所述吸附裝置的進氣端連接的壓縮空氣進氣管；所述產氣單元包括氣體緩沖裝置以及與所述氣體緩沖裝置的出氣端連接的產氣管；所述不合格氧氣回收單元包括不合格氧氣回收管，所述不合格氧氣回收管的一端與產氣管連接，另一端與壓縮空氣進氣管連接。本發明提供的回收不合格氧氣的制氧系統及方法能夠有效利用低濃度不合格氧氣，從而提高了氧氣的回收率，節約了能耗。

技術領域

本發明屬于氣體吸附領域，涉及一種制氧系統，尤其涉及一種回收不合格氧氣的制氧系統及方法。

背景技術

變壓吸附(PSA)是一種重要的、具有廣泛應用的氣體分離方法，變壓吸附制氧法是低溫深冷制氧工藝的重要補充，用于由空氣生產氧氣的傳統變壓吸附法通常采用CaA，CaX，NaX以及LiX型等氮吸附劑基于平衡吸附理論制氧，因這些吸附材料對氮氣的吸附能力比氧氣強，可以實現能效比不錯的工業制氧。但在制取較高純度的氧氣時，吸附劑往往還未充分吸附氮氣就會將氧氣進行排放以保證后續均壓、抽空或逆放步驟的順利進行，氧氣回收率低。

現有技術中已經報道了一些變壓吸附制氧工藝，例如李杰等人在化學工業與工程(2004)，21(3)：201-205發表了題為變壓吸附空分制氧的技術進展的文章，其中公開了兩床變壓吸附工藝、三床變壓吸附工藝以及四床變壓吸附工藝，還公開了一系列的改進方法，如將已完成的吸附床層順放的氣體用于已完成再生床層的沖壓，應用氧氣純度高的氣體對吸附床層進行清洗等方法，這在保證氧氣產品濃度的同時，可以提高氧的回收率。

CN 1597054 A提供了一種兩段變壓吸附制富氧方法，這種方法采用二段變壓吸附裝置串聯操作，第一段變壓吸附裝置用于脫除空氣中的二氧化碳、水和部分氮氣，并將氮氣提濃，第二段變壓吸附裝置用于將第一段變壓吸附裝置吸附塔中流出的中間氣中的氮氣進一步脫除，并把氧氣濃度提高到所需的濃度。這種方法雖然可以提高氧氣的回收率，但設備較多，占地面積大，運行成本高。

CN 103768891 A提供了一種提高氧氣回收率的兩極串聯變壓吸附制氧方法，該方法中存在兩極變壓吸附系統，其中第一級系統為裝有常規費事等氮吸附劑的基于平衡吸附機理的氧氮分離變壓吸附分離系統，第二級系統為裝有氧選擇性等吸附劑的基于平衡吸附機理的氧氬分離變壓吸附分離系統。第一級系統與第二級系統之間設置有貧氧回收回路，將第二級系統中產生的富含氬氣的貧氧廢棄返回至第一級系統。該方法提高氧氣回收率的方法為增加了第二級系統，閥門較多，操作復雜且占地面積大，運行成本高。

這些公開的工藝流程雖然都能提高最終產品中氧氣的濃度，提高氧的回收率，但增加了設備規模，且并沒有對吸附初始階段濃度不合格的氧氣產氣進行處理。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種回收不合格氧氣的制氧系統及方法，利用本發明提供的所述回收不合格氧氣的制氧系統對吸附初始階段的不合格氧氣進行回收利用，提高了原料氣中氧氣的回收率，節約了能耗。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供了一種回收不合格氧氣的制氧系統，包括吸附單元和與吸附單元連接的產氣單元，所述回收不合格氧氣的制氧系統還包括不合格氧氣回收單元。

本發明提供的回收不合格氧氣的制氧系統中的不合格氧氣回收單元通過回收不合格氧氣并對不合格氧氣進行循環利用，提高了氧氣的回收率。

所述吸附單元包括吸附裝置以及與吸附裝置的進氣端連接的壓縮空氣進氣管。壓縮空氣經壓縮空氣進氣管進入吸附裝置。

所述產氣單元包括氣體緩沖裝置以及與氣體緩沖裝置的出氣端連接的產氣管。所述氣體緩沖裝置用于儲存吸附裝置中產出的氧氣。