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变压吸附制氧原理及其优点

发布时间:2018-01-10

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变压吸附法即PSA法是在较高的压力下吸附,实现气体分离,在较低压力下实现吸附剂再生。该法是基于分子筛对空气中的氧、氮组分选择性吸附而使空气分离获得氧气。当空气经过压缩,通过装有分子筛的吸附塔时,氮气分子优先被吸附,氧分子留在气相中而成为氧气。吸附达到平衡时,利用减压或抽真空将分子筛表面所吸附的氮分子驱除,恢复分子筛的吸附能力。为了连续提供氧气,装置通常设置两个或两个以上的吸附塔,一个塔吸附产氧,另一个塔解吸,以达到连续产氧的目的。
PSA法能够生产纯度80%~95%的氧气,制氧电耗一般在0.32kWh/Nm3~0.37kWh/Nm3,吸附压力高于大气压,一般在30kPa~100kPa,流程简单,常温下工作,自动化水平高,可实现无人化管理,特别是安全性好。在真空解吸流程中,装置操作压力低,容器等不受压力容器规范控制。变压吸附工艺按吸附器的数量,分为单塔流程、两塔流程、三塔流程和五塔流程等。五塔流程的变压吸附法最为常用,就是用5个吸附床、4台鼓风机和2台真空泵,整个周期中保持2个床在吸附和抽真空,解决了大规模产氧的技术问题 。
变压吸附制氧工艺具有以下优点:一是采用大气进气压差自动充压技术,减少鼓风机送风量,延长设备使用寿命,降低氧气制造成本。二是设备简单,主要设备罗茨鼓风机和真空泵运行稳定、可靠,分子筛的使用寿命在10年以上,无需维护。 三是产生的氧气量及纯度可根据实际使用情况进行调节,稳定纯度可达93%,经济纯度为80%~90%;产氧时间快,一般30min以内就可以达到80%以上的纯度;单位电耗仅0.32kWh/Nm3~0.37kWh/Nm3。四是变压吸附制氧与深冷法制氧对比有以下特点:投资低,流程简单,占地少,设备少,运动部件少;自动化程度高,基本可实现无人化管理;能够满足高炉富氧鼓风工艺要求。

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