本公司推薦和采用的也是這種VPSA裝置。 在利用變壓吸附法制取氧氣時使用的吸附劑一般為沸石分子篩，它是堿或堿土元素例如鈉、鉀、鈣的結(jié)晶態(tài)鋁硅酸鹽。它的基本結(jié)構(gòu)是由SiO4和Alo4四面體共享氧原子而構(gòu)成的，是一種自身具有微孔結(jié)構(gòu)且孔徑大小均勻的強(qiáng)吸附劑。這種吸附劑Si-Al陽離子表現(xiàn)出很強(qiáng)的極性，在常溫低壓的情況下，這種極性吸附劑對于非極性N2和O2產(chǎn)生強(qiáng)吸附力。沸石分子篩對N2產(chǎn)生的吸附力比對O2的強(qiáng)，吸附速度也快。對于變壓吸附制氧過程而言N2優(yōu)先被吸附在沸石分子篩的微孔內(nèi)，O2除了少量被吸附外，大部分優(yōu)先逃逸出沸石分子篩，由輸氣管道排出而富集成產(chǎn)品氧氣。但沸石分子篩對于氧氣和氮?dú)庥蟹蛛x效果，而對于氧氣和氬氣卻不具有吸附選擇性。所以變壓吸附法制取的氧氣濃度不超過95.6%。變壓吸附制氧的循環(huán)周期短、吸附熱來不及散失，所以可供給解吸用，吸附床層溫度變化很小，可以近似的將其作為等溫過程來處理。 2.變壓吸附過程的關(guān)鍵技術(shù) 2.1吸附劑的選擇 吸附劑的良好吸附性能是吸附分離過程的基本條件，選用吸附性能*的吸附劑可以減少吸附劑的用量和減輕制氧裝置的重量體積，也減少空氣耗量。對于空分制氧采用的吸附劑，一般都應(yīng)具備如下性能： （1）大的比表面積 由于吸附劑和吸附質(zhì)之間的“范德華吸附”通常只發(fā)生在固體表面幾個分子直徑的厚度區(qū)域，單位面積固體表面所吸附的氣體量非常小，因此所用的富氧吸附劑必須有足夠大的比表面積。 （2）高強(qiáng)度和耐磨性 吸附劑顆粒在工藝過程中經(jīng)歷氣體的反復(fù)沖刷和壓力的頻繁變化，同時還伴有吸附過程中的溫度變化，因此如果吸附劑沒有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性，則易產(chǎn)生破碎粉化現(xiàn)象，使分離效果下降，并且生成的粉末會堵塞管道和閥門，使整個分離裝置的生產(chǎn)能力下降。 （3）吸附劑顆粒大小均勻 富氧分子篩的外形為球形，直徑為1.6～2.5mm左右，吸附劑顆粒大小均勻，可使空氣流通過吸附塔時分布均勻，避免產(chǎn)生氣體的返混現(xiàn)象，提高分離效果。 2.2程控閥門的選擇 在VPSA裝置中，程控閥門不僅可以控制氣流的通與斷，也可以切換吸附塔的工作狀態(tài)，而實(shí)現(xiàn)床層的吸附和再生，因此VPSA裝置對程控閥門的操作指標(biāo)和要求均比一般閥門高，應(yīng)具有良好的密封性能、快速的啟閉速度、調(diào)節(jié)能力和頻繁的開關(guān)壽命。 2.3吸附器的設(shè)計 變壓吸附裝置的吸附器按作用和壓力等級劃入二類壓力容器，由于他在使用期內(nèi)將承受幾百萬次全幅度交變壓力的頻繁變化，屬于疲勞壓力容器，因此需經(jīng)專門實(shí)驗(yàn)按交變壓力要求設(shè)計。 變壓吸附裝置的氣流分布器的結(jié)構(gòu)也有特殊要求，如果結(jié)構(gòu)不合理，就會造成氣流分布不均，易產(chǎn)生氣流返混。尤其對于大直徑的吸附器，氣流分布器設(shè)計是否正確合理對于裝置能否正常運(yùn)行更重要。 2.4 PLC控制裝置運(yùn)行 目前VPSA制氧裝置所使用的PLC可有效的控制程控閥的開關(guān)、調(diào)節(jié)和監(jiān)控系統(tǒng)，安全可靠?？蓪?shí)現(xiàn)如下功能：在程控閥門、控制線路、產(chǎn)品氣雜質(zhì)等方面出現(xiàn)問題時自動報警、及時判斷故障范圍和影響程度，并自動切斷出現(xiàn)故障的吸附塔，待故障處理完成后，可自動恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)。 另外參數(shù)自動優(yōu)化功能可以根據(jù)原料氣進(jìn)料量的變化、產(chǎn)品氣純度的變化等隨時的對吸附時間進(jìn)行調(diào)整。在保證產(chǎn)品氣質(zhì)量的前提下獲得最高的氣體回收率。    

工藝流程  

         空氣經(jīng)空壓機(jī)壓縮后，經(jīng)過除塵、除油、干燥后，進(jìn)入空氣儲罐，經(jīng)過空氣進(jìn)氣閥、左進(jìn)氣閥進(jìn)入左吸附塔，塔壓力升高，壓縮空氣中的氮分子被沸石分子篩吸附，未吸附的氧氣穿過吸附床，經(jīng)過左產(chǎn)氣閥、氧氣產(chǎn)氣閥進(jìn)入氧氣儲罐，這個過程稱之為左吸，持續(xù)時間為幾十秒。左吸過程結(jié)束后，左吸附塔與右吸附塔通過均壓閥連通，使兩塔壓力達(dá)到均衡，這個過程稱之為均壓，持續(xù)時間為        3~5秒。均壓結(jié)束后，壓縮空氣經(jīng)過空氣進(jìn)氣閥、右進(jìn)氣閥進(jìn)入右吸附塔，壓縮空氣中的氮分子被沸石分子篩吸附，富集的氧氣經(jīng)過右產(chǎn)氣閥、氧氣產(chǎn)氣閥進(jìn)入氧氣儲罐，這個過程稱之為右吸，持續(xù)時間為幾十秒。工業(yè)制氧機(jī)工業(yè)制氧機(jī)同時左吸附塔中沸石分子篩吸附的氧氣通過左排氣閥降壓釋放回大氣當(dāng)中，此過程稱之為解吸。反之左塔吸附時右塔同時也在解吸。為使分子篩中降壓釋放出的氮?dú)?排放到大氣中，氧氣通過一個常開的反吹

閥吹掃正在解吸的吸附塔，把塔內(nèi)的氮?dú)獯党鑫剿＿@個過程稱之為反吹，它與解吸是同時進(jìn)行的。右吸結(jié)束后，進(jìn)入均壓過程，再切換到左吸過程，一直循進(jìn)行下去，從而連續(xù)產(chǎn)出高純度的產(chǎn)品氧氣。