医用制氧设备性能优化

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

自20世纪60年代以来，随着工业上对环境保护及污染治理方面的迫切要求，以及吸附剂和吸附流程的不断发展和改进，使得以空气为原料的变压吸附制氧技术有了很大的发展和进步13]，并且由于其工艺简单、操作灵活、体积小等优点得到了广泛的应用，尤其适合实施管道化中心供氧的医院以及工业不发达地区医院的供氧415，现在我公司已经开发出-系列的医用分子筛制氧设备。为了降低产品能耗、增强产品的市澈争力，我们在吸附时序等方面作了-系列的优化试验，摸索到了最合理的时序组合，可以将产量提高15%以上。

1试验流程与试验方法1.1试验流程试验主要采用-台原产氧气量为30m /h的制氧设备，流程如图1所示，原料空气经过空压机、空气缓冲罐，进入制氧主机，后经过氧压机、氧气储罐供用户使用。制氧主机由程控阀按照程序 自动控制，使得两塔交替工作，保证制氧的连续性。

短7嗳 啜i 。 i 器 墨 漳《 、； ： -《、《阐3-龋 最琏机放至图1试验装置流程Fig.1 Testing device process2013年第 3期 医用制氧设备性能优化 · 57 ·以A塔吸附为例，简单介绍-下试验流程：(1)。 魄 升压，B塔均压降压。

B塔窬呶气体经过气动阀7(均压阀)进入A塔，使得B塔压力逐渐降低，吸附剂逐渐得到解吸，A塔压力升高，为A塔吸附做准备。

在进入此阶段时，阀1打开，空气进入A塔，进-步提升A塔的压力。同时阀4(放空阀)打开，将B塔中解吸气排出系统，进-步降低B塔的压力。

在进入此阶段时，阀l、5打开，空气进入A塔，A塔开始进入吸附状态。同时阀4(放空阀)依然打开，将B塔中残留的解吸气完全排出系统，为下-步B塔进行吸附做好准备。

B塔工作流程与A塔完全对称，这样可以保证制氧主机连续工作。

1.2试验方法通过-系列的试验考察，可以得出顺升时间、均压时间和吸附时间三个对制氧效果影响较大的因素，每个因素选取三个水平，即，均压时间为13s、16s、20s，顺升时间为26s、28s、30s，吸附时间为36s、37s、38s，正交表选择L9，表示3个水平，3列因素，9N试验。表1为正交试验设计表。试验过程中保持产氧流量不变，取六组数据的平均值作为检测产氧浓度。

表1正交试验设计Tab.1 Orthogonal testing design2试验结果及讨论2.1试验结果9N正交试验下，均压压力、顺升压力、吸附压力、进气压力的测试结果见表2。

表2不同试验中压力结果Tab.2 Pressure results in different tests表3为正交试验设计与浓度测定结果，表3中均压时间、顺升时间和吸附时间分别用A、B和C表示，试验结果为各组试验产氧浓度值，Ti表示各因素T(A，B，C)取i水平时对应试验结果之和；R表示因素(A，B，C)各水平中最大值max(T1/3，T2/3，T3/3)与最小值min(T1/3，T2/3，T3/3)之差，称为理论极差；Fi表示各因素偏差平方和Si(i取A，B，C)与总偏差平方和S总比值，称各因素贡献率。

根据表3，分别腮压时间为13s、16s、20s、顺升时间为26s、28s、30s[1吸附时间36s、37s、38s下对应的产氧浓度求平均值，对应时间关系如图2所示。

2.2讨论通过上述正交试验数据作图2我们可以发现，均压时间在13s20s变化范围内，产氧浓度随时问先增大后减小；顺升时间为26s30s变化范围内，产氧浓度随时间逐渐减小；吸附时间为36s 38s变化范围内，产氧浓度随时间先减畜增大。由此可以看出，当因素A2B1C3组合时，即均压时间16s，顺升时间26s，· 58 · 舰 船 防 化 2013年第 3期表3 试验设计与结果Tab.3 Design and test results图2均压时间、顺升时间、吸附时间与产氧浓度关系图Fig.2 Relationship of oxygen concentration with equilibrium，rise pressure and adsorption time吸附时间38s时，产氧浓度达到最大值，由于保持产氧流量恒定，因此，此时制氧效果最好。

与此同时，通过表中的极差R分析可看出，在影响产氧浓度的三个因素中，A>C>B，即均压时间>吸附时间>顺升时间▲-步计算各因素偏差平方和，以贡献率参数作为比较依据，均压时间贡献率最大，达到37.05%；其次为吸附时间为20.07%；顺升时间贡献最小，只有4.6l%。由上可看出，均压时间可以作为控制设备运行的重要因素。

通过上述正交试验得出在均压时间16s，顺升时间26s，吸附时间38s时产氧效果最好。在此条件下进行试验，间隔相同的时间记氧气浓度和氧气的产量，记录数据见表4。

表4 产氧纯度与产气量结果Ta b.4 Oxygen purity and gas production从表4可以得出，该时间组合下的氧气平均产量为35.35m /l1，相比原产量30 m /h，提高了15%以上。

根据该制氧分子筛的特性，最佳吸附压力范围：0.4MPaO.6MPa之间，但从表2可知，本次试验中最优组合方案中吸附压力并未处于分子筛的最佳吸附压力范围，若能在不改变最优时间组合的情况下，采取其他提高吸附压力的办法，如：增加空压机排气量或增加均压管的直径，适当提高吸附压力，应该能进- 步提高单位时间的氧气产量。