变压吸附空分设备

一、工作原理  

空气中的主要成分是氮和氧，利用环境温度下，空气中的氮气和氧气在沸石分子筛(ZMS)上的吸附性能不同(氧气能通过而氮气被吸附)，设计适当的工艺过程，而使氮和氧分离得到氧气。氮气在沸石分子筛上的吸附能力比氧气强(氮与分子筛表面离子的作用力强)，当空气在加压状态下通过装有沸石分子筛吸附剂的吸附床时，氮气被分子筛吸附，氧气因吸附较少，在气相中得到富集并流出吸附床，使氧气和氮气分离获得氧气。当分子筛吸附氮气至饱和后，停止通空气并降低吸附床的压力，分子筛吸附的氮气变解析出来，分子筛得到再生并可重复使用。两个以上的吸附床轮流切换工作，便可连续生产出氧气。

氧气和氮气的沸点接近，两者很难分离，一起在气象得到富集。因此变压吸附制氧装置通常只能获得90-95%的氧气(氧的极阴浓度为95.6%，其余为氩气)又称富氧。与深冷空分装置相比，后者能制成99.5%以上浓度的氧气。

二、装置工艺  

变压吸附空分制氧装置的吸附床必须包含两个操作步骤；吸附和解析。为了连续获得产品气，通常在制氧装置中都装置两个以上的吸附床，并且从能耗和稳定性的角度出发，另外设置一些必要的辅助步骤。每个吸附床一般都要经历吸附、放压、抽空或减压再生、冲洗置换和均压升压等步骤，周期性的重复操作。在同一时间，各个吸附床则分别处于不同操作步骤，在PLC控制下定时切换，使几个吸附床协调操作，在实践步伐上则相互错开，使变压吸附装置能平稳运行，连续获得产品气。对于实际的分离过程，还必须考虑空气中其他微量组分。二氧化碳和水在通常的吸附剂上的吸附能力一般比氮和氧都大得多，可在吸附床内填加合适的吸附剂(或利用制氧吸附剂本身)使其被吸附清除。

制氧装置所需要的吸附塔数目取决于制氧规模、吸附剂性能和工艺设计思路，多塔操作时运行平稳性相对更好一些，但设备投资较高。目前的趋势是：使用高效制氧吸附剂尽量减少吸附塔数量并采用短操作周期，以提高装置的效率并尽可能节约投资。

三、技术特点  

1、装置工艺流程简单

2、制氧规模10000m3/h以下，制氧电耗更低，投资更小；

3、土建工程量小，装置安装周期比深冷装置短；

4、装置运行和维护费用低；

5、装置运行自动化程度高，开停车方便快捷，操作人员少；

6、 装置运行稳定性强，安全性高；

7、操作简单，主要部件均选用国际厂家；

8、采用制氧分子筛，性能优越使用寿命长；

9、操作弹性强(负荷行优越，转换速度快)。

四、技术指标  

1、产品规模：100-10000Nm3/h

2、氧气纯度：≥90-94%，可根据用户要求在30-95%范围内调整。

3、制氧电耗：氧纯度在90%时，折合为纯氧的电耗为0.32-0.37KWh/ Nm3

4、氧气压力：≤20kpa(可增压)

5、年开功率：≥95%