PSA變壓(ya)吸附制氧機(ji)

一、工作原理  

變壓(ya)(ya)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)制(zhi)氧(yang)(yang)機是以沸石(shi)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)篩為吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑(ji)，利用(yong)(yong)加壓(ya)(ya)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)，降壓(ya)(ya)解吸(xi)(xi)(xi)(xi)的(de)(de)原理從(cong)(cong)空氣(qi)(qi)(qi)中吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)和(he)釋放氧(yang)(yang)氣(qi)(qi)(qi)，從(cong)(cong)而(er)分(fen)(fen)(fen)離出氧(yang)(yang)氣(qi)(qi)(qi)的(de)(de)自動(dong)化設(she)備。沸石(shi)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)篩是一種(zhong)經過特(te)殊的(de)(de)孔(kong)型處理工藝(yi)加工而(er)成的(de)(de)，表面和(he)內部布滿微(wei)孔(kong)的(de)(de)球形顆(ke)粒狀吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑(ji)，呈(cheng)白色。其孔(kong)型特(te)性(xing)使(shi)其能夠實現氧(yang)(yang)、氮的(de)(de)動(dong)力(li)學分(fen)(fen)(fen)離。沸石(shi)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)篩對(dui)氧(yang)(yang)、氮的(de)(de)分(fen)(fen)(fen)離作(zuo)用(yong)(yong)是基于這兩種(zhong)氣(qi)(qi)(qi)體的(de)(de)動(dong)力(li)學直徑的(de)(de)微(wei)小差(cha)別，氮分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)在沸石(shi)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)篩的(de)(de)微(wei)孔(kong)中有(you)較快的(de)(de)擴(kuo)(kuo)散速率，氧(yang)(yang)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)擴(kuo)(kuo)散速率較慢。壓(ya)(ya)縮空氣(qi)(qi)(qi)中的(de)(de)水和(he)二氧(yang)(yang)化碳的(de)(de)擴(kuo)(kuo)散同氮相(xiang)差(cha)不大(da)。最終從(cong)(cong)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)塔(ta)富集出來的(de)(de)是氧(yang)(yang)氣(qi)(qi)(qi)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)。變壓(ya)(ya)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)制(zhi)氧(yang)(yang)正(zheng)是利用(yong)(yong)沸石(shi)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)篩的(de)(de)選擇吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)特(te)性(xing)，采用(yong)(yong)加壓(ya)(ya)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)，減壓(ya)(ya)解吸(xi)(xi)(xi)(xi)的(de)(de)循(xun)環(huan)周期(qi)，使(shi)壓(ya)(ya)縮空氣(qi)(qi)(qi)交替進入吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)塔(ta)來實現空氣(qi)(qi)(qi)分(fen)(fen)(fen)離，從(cong)(cong)而(er)連(lian)續產(chan)出高純度的(de)(de)產(chan)品氧(yang)(yang)氣(qi)(qi)(qi)。

PSA制氧(yang)(yang)機是根據(ju)變(bian)壓(ya)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)原(yuan)理，采用高品(pin)質的(de)(de)(de)(de)沸石分(fen)子篩(shai)作為吸(xi)附(fu)(fu)(fu)劑，在(zai)(zai)一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)壓(ya)力(li)下，從空氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)中(zhong)制取(qu)氧(yang)(yang)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)。經過純化(hua)干燥的(de)(de)(de)(de)壓(ya)縮空氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)，在(zai)(zai)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)器(qi)中(zhong)進行(xing)加壓(ya)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)、減壓(ya)脫附(fu)(fu)(fu)。由于(yu)(yu)空氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)動力(li)學效應，氮(dan)在(zai)(zai)沸石分(fen)子篩(shai)微孔中(zhong)擴散(san)速率遠大于(yu)(yu)氧(yang)(yang)，氮(dan)被(bei)(bei)沸石分(fen)子篩(shai)優(you)先吸(xi)附(fu)(fu)(fu)，氧(yang)(yang)在(zai)(zai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)相中(zhong)被(bei)(bei)富(fu)集起來，形成(cheng)成(cheng)品(pin)氧(yang)(yang)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)。然后經減壓(ya)至常壓(ya)，吸(xi)附(fu)(fu)(fu)劑脫附(fu)(fu)(fu)所吸(xi)附(fu)(fu)(fu)的(de)(de)(de)(de)氮(dan)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)等(deng)雜質，實(shi)現再生。一(yi)般(ban)在(zai)(zai)系統(tong)中(zhong)設置兩個吸(xi)附(fu)(fu)(fu)塔(ta)(ta)，一(yi)塔(ta)(ta)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)產氧(yang)(yang)，另(ling)一(yi)塔(ta)(ta)脫附(fu)(fu)(fu)再生，通過PLC程序控(kong)(kong)制器(qi)控(kong)(kong)制氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)動閥(fa)的(de)(de)(de)(de)啟閉，使兩塔(ta)(ta)交替循環(huan)，以實(shi)現連續生產高品(pin)質氧(yang)(yang)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)之目的(de)(de)(de)(de)。

二、系統流程  

整套系統由以下部件(jian)組(zu)成(cheng)：壓(ya)縮空氣凈(jing)化組(zu)件(jian)、空氣儲(chu)罐(guan)、氧(yang)氮(dan)分離裝置、氧(yang)氣緩(huan)沖罐(guan)。

1、壓縮空氣凈化(hua)組件

空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)壓縮(suo)機(ji)提供的壓縮(suo)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)首先通(tong)入壓縮(suo)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)凈(jing)化(hua)組(zu)件(jian)(jian)中，壓縮(suo)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)先由管道過(guo)(guo)濾器(qi)除(chu)(chu)去大部分的油、水、塵，再經冷凍干燥機(ji)進一步(bu)除(chu)(chu)水、精過(guo)(guo)濾器(qi)除(chu)(chu)油、除(chu)(chu)塵，并由在緊隨其后(hou)的超精過(guo)(guo)濾器(qi)進行深度(du)凈(jing)化(hua)。根據(ju)系統工(gong)況，辰睿公(gong)司特別(bie)設(she)計了(le)一套壓縮(suo)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)除(chu)(chu)油器(qi)，用來防止可能出(chu)現的微量油滲透，為分子篩提供充(chong)分保護。設(she)計嚴(yan)謹的空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)凈(jing)化(hua)組(zu)件(jian)(jian)確保了(le)分子篩的使(shi)用壽命。經本(ben)組(zu)件(jian)(jian)處理后(hou)的潔凈(jing)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)可用于儀表(biao)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)。

2、空氣儲罐

空(kong)氣(qi)儲罐(guan)的(de)作(zuo)用(yong)是：降低氣(qi)流脈動，起緩沖(chong)作(zuo)用(yong)；從而減(jian)小系統壓(ya)(ya)力波動，使(shi)壓(ya)(ya)縮(suo)空(kong)氣(qi)平穩(wen)地通過壓(ya)(ya)縮(suo)空(kong)氣(qi)凈化組件，以(yi)便充(chong)分(fen)(fen)除去油(you)水雜質(zhi)，減(jian)輕后(hou)續(xu)PSA氧氮(dan)分(fen)(fen)離(li)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)的(de)負(fu)荷。同時(shi)，在吸附塔進行工作(zuo)切換時(shi)，它也為PSA氧氮(dan)分(fen)(fen)離(li)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)提(ti)供短(duan)時(shi)間內迅速(su)升(sheng)壓(ya)(ya)所(suo)需(xu)的(de)大量壓(ya)(ya)縮(suo)空(kong)氣(qi)，使(shi)吸附塔內壓(ya)(ya)力很(hen)快上升(sheng)到工作(zuo)壓(ya)(ya)力，保證了設備可靠(kao)穩(wen)定的(de)運行。

3、氧氮分離裝置

裝有(you)專用分(fen)(fen)子(zi)(zi)篩的吸(xi)(xi)(xi)附(fu)塔共有(you)A、B兩只。當潔(jie)凈的壓縮(suo)空氣(qi)進入A塔入口(kou)端(duan)經(jing)分(fen)(fen)子(zi)(zi)篩向(xiang)出口(kou)端(duan)流動時(shi)，N2被其吸(xi)(xi)(xi)附(fu)，產(chan)品氧(yang)(yang)氣(qi)由(you)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)塔出口(kou)端(duan)流出。經(jing)一段時(shi)間后，A塔內(nei)的分(fen)(fen)子(zi)(zi)篩吸(xi)(xi)(xi)附(fu)飽和。這時(shi)，A塔自(zi)(zi)動停止吸(xi)(xi)(xi)附(fu)，壓縮(suo)空氣(qi)流入B塔進行吸(xi)(xi)(xi)氮(dan)產(chan)氧(yang)(yang)，對并A塔分(fen)(fen)子(zi)(zi)篩進行再(zai)生。分(fen)(fen)子(zi)(zi)篩的再(zai)生是通過將吸(xi)(xi)(xi)附(fu)塔迅速下降(jiang)至常壓脫除已吸(xi)(xi)(xi)附(fu)的氮(dan)來實現的。兩塔交替進行吸(xi)(xi)(xi)附(fu)和再(zai)生，完(wan)成氧(yang)(yang)氮(dan)分(fen)(fen)離，連續(xu)輸出氧(yang)(yang)氣(qi)。上述過程(cheng)均由(you)可編程(cheng)序控制器（PLC）來控制。當出氣(qi)端(duan)氧(yang)(yang)氣(qi)純度大小設(she)定值時(shi)，PLC程(cheng)序作用，自(zi)(zi)動放(fang)(fang)空閥門打開(kai)，將不合格(ge)氧(yang)(yang)氣(qi)自(zi)(zi)動放(fang)(fang)空，確保不合格(ge)氧(yang)(yang)氣(qi)不流向(xiang)用氣(qi)點(dian)。氣(qi)體放(fang)(fang)空時(shi)利用消音(yin)器消聲使噪(zao)聲小于75dBA。

4、氧氣緩沖罐

氧(yang)氣(qi)緩沖罐用于均衡(heng)從氮氧(yang)分離(li)系(xi)統(tong)分離(li)出來的(de)氧(yang)氣(qi)的(de)壓力(li)和純度，保證連續(xu)供給(gei)氧(yang)氣(qi)穩定。同時，在吸附(fu)塔進(jin)行工(gong)作(zuo)切換后，它將本身的(de)部分氣(qi)體回充吸附(fu)塔，一(yi)方(fang)面幫助吸附(fu)塔升(sheng)壓，另外也起到(dao)保護床(chuang)層的(de)作(zuo)用，在設備工(gong)作(zuo)過程(cheng)中(zhong)起到(dao)極重要的(de)工(gong)藝輔助作(zuo)用

三、技術指標  

氧氣產(chan)量：5-200Nm3/h 

氧氣純度：90%--93%

氧氣壓(ya)力：0.3Mpa

露點：-40℃（常壓下）

四、技術特點  

1.壓縮空(kong)氣(qi)配(pei)置(zhi)了空(kong)氣(qi)純化干燥(zao)處理裝置(zhi)，潔凈干燥(zao)的(de)(de)空(kong)氣(qi)，有利于分子篩的(de)(de)長期使(shi)用壽(shou)命

2.采(cai)用的新型(xing)氣動截止閥，啟閉(bi)速度(du)快，無泄露(lu)，使用切換(huan)壽(shou)命(ming)長，能滿足(zu)變壓吸附工(gong)藝頻繁使用，可靠性高

3.完善的流(liu)程(cheng)設計，新(xin)型(xing)分子篩的選用

4.采(cai)用制氧(yang)新工節，不斷(duan)優化裝置設計，降低能耗和資本投資

5.設(she)備結構設(she)計緊湊，減少占地面積

6.設備性能穩定，采用PLC控制，可實現全自動操作(zuo)，年運行故障率低(di)

五、應用領域  

1.電爐煉鋼：脫碳，氧助燃加(jia)熱，泡沫溶渣，冶金控制(zhi)和(he)后(hou)序(xu)加(jia)熱。

2.廢水處理：活性污泥的(de)富(fu)氧(yang)曝氣，水池增(zeng)氧(yang)和臭氧(yang)滅菌。

3.玻璃熔融：氧助燃(ran)助溶，切割，增加玻璃產(chan)量，延長爐(lu)子壽命(ming)。

4.紙漿漂(piao)(piao)白和(he)造紙：氯法漂(piao)(piao)白轉化為富氧漂(piao)(piao)白，提供廉價的氧氣，污水處理。

5.有(you)色金屬(shu)冶(ye)(ye)煉(lian)：冶(ye)(ye)煉(lian)鋼(gang)、鋅、鎳、鉛等需用富氧(yang)，PSA法正(zheng)逐步替代深冷法。

6.石油化(hua)工(gong)和(he)化(hua)工(gong)用(yong)氧(yang)：石油和(he)化(hua)工(gong)過程中的氧(yang)氣反(fan)應采(cai)用(yong)富氧(yang)代替空氣進行氧(yang)化(hua)反(fan)應，可提高反(fan)應速度(du)和(he)化(hua)工(gong)產品產量(liang)。

7.礦石處理：用于黃(huang)金(jin)等生產過程，可提高貴金(jin)屬(shu)的提取率。

8.水(shui)產養(yang)(yang)殖：富氧曝氣可提高水(shui)中的溶解氧，大幅提高魚的產量，可為(wei)活魚運送(song)供氧，密集式養(yang)(yang)魚。

9.發(fa)酵(jiao)：富氧代替空氣為好氣性發(fa)酵(jiao)供氧，可大(da)幅提(ti)高效率飲用水(shui)。

10.臭氧(yang)：提供(gong)氧(yang)氣給臭氧(yang)發(fa)生器，自氧(yang)滅(mie)菌。

純度、流量、壓力穩定可調，滿足不同客戶的需要。