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,而使氮和氫分離制取的氧氣。氮氣在沸石分子篩上的吸附能力比氧氣強(氮和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接近飽和后,停止通空氣并降低吸附床的壓力,分子篩吸附的氮氣便 可以解吸出來,分子篩得到再生并可重復利用。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,一起在氣相得到富集。因此變壓吸附制氧裝置通常智能獲得濃度為90%~95%的氧氣(氧的極限濃度為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。

裝置工藝

VPSA制氧裝置主要由鼓風機、真空泵、切換閥、吸附器和氧氣平衡罐組成。原料空氣經吸入口過濾器除掉灰塵顆粒后,被羅茨鼓風機增壓至0.3-0.5barg而進入其中一只吸附器內。吸附器內裝填吸附劑,其中水分、二氧化碳及少量其它氣體組分在吸附器入口處被裝填于底部的活性氧化鋁所吸附,隨后氮氣被裝填于活性氧化鋁上部的沸石分子篩所吸附。而氧氣(包括氬氣)為非吸附組分從吸附器頂部出口處作為產品氣排至氧氣平衡罐。

當該吸附器吸附到一定程度,其中的吸附劑將達到飽和狀態,此時通過切換閥利用真空泵對之進行抽真空(與吸附方向相反),真空度為0.65-075barg。已吸附的水分、二氧化碳、氮氣及少量其它氣體組分被抽出并排至大氣,吸附劑得到再生。

技術特點

制氧規模10000m3/h以下,制氫電耗更低,投資更小;

土建工程量小,裝置安裝周期比深冷裝置短;

裝置運行和維護費用低;

裝置運行自動化程度高,開停車方便快捷,操作人員少;

裝置運行穩定性強,安全性高;

操作簡單,主要部件均選用國際廠家;

采用制氧分子篩,性能,使用壽命長;

操作彈性強(負荷性,裝換速度快)。

技術指標

產品規模:100-10000Nm3/h

氧氣純度:≥90%~94%時,折合為純氧的電耗(有用功率)為032-0.37kwh/Nm

氧氣壓力:≤20Kpa(可增壓)

年開功率:≥95%