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一,、      制氧系統(tǒng)原理說(shuō)明    1. PSA變壓吸附法制氧 變壓吸附法即PSA（ Pressure Swing Adsorption）法,，由Skastorm和Guerin de Montgareuie及Domin分別獨(dú)立揭示了利用壓力的漲落來(lái)分離空氣的概念，至70年代PSA法分離空氣制氧得到了發(fā)展,?；诜肿雍Y對(duì)空氣中的氧,、氮組分選擇性吸附而使空氣分離獲得氧氣,。分子篩變壓吸附分離空氣制取氧氣的機(jī)理，一是利用分子篩對(duì)氮的吸附能力大于對(duì)氧的吸附能力來(lái)分離氧和氮,；二是利用氧在碳分子篩微孔系統(tǒng)狹窄空隙中的擴(kuò)散速度大于氮的擴(kuò)散速度,，使在遠(yuǎn)離平衡的條件下可分離氧和氮。 變壓吸附制氧分高壓吸附常壓解吸（PSA）和常壓吸附真空解吸（VSA）及低壓吸附真空解吸（VPSA）三種工藝流程,。其實(shí)三種工藝流程只是操作壓力稍有差異,，本質(zhì)都是一樣的。而低壓吸附真空解吸的VPSA流程能耗標(biāo)準(zhǔn)又是低的,，并且裝置穩(wěn)定,、可靠,、經(jīng)濟(jì)、工藝*,，代表著PSA發(fā)展的趨勢(shì),，所以現(xiàn)在采用的和通常所說(shuō)的變壓吸附制氧裝置一般都是VPSA裝置。  

   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(guò)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(guò)95.6%,。變壓吸附制氧的循環(huán)周期短,、吸附熱來(lái)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(guò)程來(lái)處理。 2.變壓吸附過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)程中的溫度變化，因此如果吸附劑沒(méi)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(guò)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(kāi)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(kāi)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(wèn)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。