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(shí)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(yáng)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(duì)于非極性N2和O2產(chǎn)生強(qiáng)吸附力。沸石分子篩對(duì)N2產(chǎn)生的吸附力比對(duì)O2的強(qiáng)，吸附速度也快。對(duì)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(duì)于氧氣和氮?dú)庥蟹蛛x效果，而對(duì)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(duì)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(gè)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(shí)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(huì)堵塞管道和閥門，使整個(gè)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(shí)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(duì)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(jì) 變壓吸附裝置的吸附器按作用和壓力等級(jí)劃入二類壓力容器，由于他在使用期內(nèi)將承受幾百萬(wàn)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(jì)。 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(huì)造成氣流分布不均，易產(chǎn)生氣流返混。尤其對(duì)于大直徑的吸附器，氣流分布器設(shè)計(jì)是否正確合理對(duì)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。可實(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(shí)自動(dòng)報(bào)警、及時(shí)判斷故障范圍和影響程度，并自動(dòng)切斷出現(xiàn)故障的吸附塔，待故障處理完成后，可自動(dòng)恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)。 另外參數(shù)自動(dòng)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(shí)的對(duì)吸附時(shí)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(chǔ)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(chǔ)罐，這個(gè)過程稱之為左吸，持續(xù)時(shí)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(gè)過程稱之為均壓，持續(xù)時(shí)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(chǔ)罐，這個(gè)過程稱之為右吸，持續(xù)時(shí)間為幾十秒。工業(yè)制氧機(jī)工業(yè)制氧機(jī)同時(shí)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(shí)右塔同時(shí)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(gè)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?。這個(gè)過程稱之為反吹，它與解吸是同時(shí)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。