VPSA型變壓吸附制氧設備

一、工作原理  

空氣中的主要成分是氮和氧，利用環境溫度下，空氣中的氮氣和氧氣在沸石分子篩(ZMS)上的吸附性能不同(氧氣能通過而氮氣被吸附)，設計適當的工藝過程，而使氮和氧分離得到氧氣。氮氣在沸石分子篩上的吸附能力比氧氣強(氮與分子篩表面離子的作用力強)，當空氣在加壓狀態下通過裝有沸石分子篩吸附劑的吸附床時，氮氣被分子篩吸附，氧氣因吸附較少，在氣相中得到富集并流出吸附床，使氧氣和氮氣分離獲得氧氣。當分子篩吸附氮氣至飽和后，停止通空氣并降低吸附床的壓力，分子篩吸附的氮氣變解析出來，分子篩得到再生并可重復使用。兩個以上的吸附床輪流切換工作，便可連續生產出氧氣。

氧氣和氮氣的沸點接近，兩者很難分離，一起在氣象得到富集。因此變壓吸附制氧裝置通常只能獲得90-95%的氧氣(氧的極陰濃度為95.6%，其余為氬氣)又稱富氧。與深冷空分裝置相比，后者能制成99.5%以上濃度的氧氣。

二、裝置工藝  

變壓吸附空分制氧裝置的吸附床必須包含兩個操作步驟；吸附和解析。為了連續獲得產品氣，通常在制氧裝置中都裝置兩個以上的吸附床，并且從能耗和穩定性的角度出發，另外設置一些必要的輔助步驟。每個吸附床一般都要經歷吸附、放壓、抽空或減壓再生、沖洗置換和均壓升壓等步驟，周期性的重復操作。在同一時間，各個吸附床則分別處于不同操作步驟，在PLC控制下定時切換，使幾個吸附床協調操作，在實踐步伐上則相互錯開，使變壓吸附裝置能平穩運行，連續獲得產品氣。對于實際的分離過程，還必須考慮空氣中其他微量組分。二氧化碳和水在通常的吸附劑上的吸附能力一般比氮和氧都大得多，可在吸附床內填加合適的吸附劑(或利用制氧吸附劑本身)使其被吸附清除。

制氧裝置所需要的吸附塔數目取決于制氧規模、吸附劑性能和工藝設計思路，多塔操作時運行平穩性相對更好一些，但設備投資較高。目前的趨勢是：使用高效制氧吸附劑盡量減少吸附塔數量并采用短操作周期，以提高裝置的效率并盡可能節約投資。

三、技術特點  

1、裝置工藝流程簡單

2、制氧規模10000m3/h以下，制氧電耗更低，投資更小；

3、土建工程量小，裝置安裝周期比深冷裝置短；

4、裝置運行和維護費用低；

5、裝置運行自動化程度高，開停車方便快捷，操作人員少；

6、 裝置運行穩定性強，安全性高；

7、操作簡單，主要部件均選用國際知名廠家；

8、采用原裝進口制氧分子篩，性能優越使用壽命長；

9、操作彈性強(負荷行優越，轉換速度快)。

四、技術指標  

1、產品規模：100-10000Nm3/h

2、氧氣純度：≥90-94%，可根據用戶要求在30-95%范圍內調整。

3、制氧電耗：氧純度在90%時，折合為純氧的電耗為0.32-0.37KWh/ Nm3

4、氧氣壓力：≤20kpa(可增壓)

5、年開功率：≥95%