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發布時間:2021-01-13 04:29  
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我國對變壓吸附制氧技術的開發起步較早,從1966年開始研究沸石分子篩分離空氣制氧技術;20世紀70年代PSA分離空氣制氧在鋼鐵、冶煉和玻璃窯等工業領域已經得到了廣泛的應用。20多年來,由于技術力量分散,相互之間缺少聯絡,我國的變壓吸附制氧技術發展緩慢,同國外的差距越來越大。20世紀70年代是我國PSA分離空氣制氧技術發展的鼎盛時期,全國有十幾個單位相繼開展了變壓吸附制氧技術的實驗研究,建立了數套工業試驗設備。2、制氧成本低:以空氣為原料,無須任何添加劑,無殘渣和污染排放,耗電星小。
原理:
空氣經壓縮機壓縮,進入冷干機進行冷凍干燥,以達到變壓吸附制氮系統對原料空氣的要求。再經過過濾器除去原料空氣中的油和水,進入空氣緩沖罐,以減少壓力波動。送至制氧機(內裝制氧分子篩),空氣在此得到分離,制得氧氣。原料空氣進入其中一臺吸附器,產出氧氣;另一臺吸附器,則減壓解吸再生。二臺吸附器交替工作,連續供給原料空氣,連續產出氧氣。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。氧氣送至拉氣緩沖罐,經調壓閥將壓力調至額定壓力;再通過流量計計量,氧氣分析儀分析檢測,合格的氧氣備用,不合格氧氣放空。
進入制氧機時,空氣應達到的要求:
空氣壓力:≥0.55Mpa
空氣溫度:≤25℃
含 油 量:≤0.003PPm
顆粒直徑:≤0.01um
變壓吸附制氧機分子篩的選擇
變壓吸附制氧是利用氣體在不同的壓力下在吸附劑上的吸附能力不同,對空氣中各種氣體進行分離的一種非低溫空氣分離技術。空氣中的主要組份是氮和氧,因此可選擇對氮和氧具有不同吸附選擇性的吸附劑,設計適當的工藝過程,使氮和氧分離制得氧氣。
氮和氧都具有四極矩,但氮的四極矩(0.31?)比氧的(0.10 ?)大得多,因此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)。因此,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。我國變壓吸附制氧技術現狀通過不斷地技術更新和研究開發,我國變壓吸附制氧技術日新月異,發展迅速,與世界先進水平之間的差距正在不斷縮小。
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,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。