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变压吸附空气分离分子筛制氧原理
作者:    发布于:2018-07-18 09:03:50    文字:【】【】【

空气中的主要成分是氮和氧。通过选择对氮和氧具有不同吸附选择性的吸附剂,设计合适的方法以分离氮和氧以产生氧。

氮和氧均具有四极矩,但氮的四极矩(0.31)远大于氧(0.10),因此氮对沸石分子筛的吸附能力强于氧(氮的相互作用)和分子筛表面离子很强))。因此,当空气在压力下通过含有沸石分子筛吸附剂的吸附床时,氮气被分子筛吸附,氧气浓度降低,富含气相并流出吸附床。分离氧气和氮气以获得氧气。 。当分子筛吸附氮气至接近饱和时,空气停止并且吸附床的压力降低。分子筛吸附的氮可以被解吸,分子筛再生并重复使用。当交替切换两个或更多个吸附床时,可以连续产生氧气。

氩气和氧气的沸点接近,难以将它们分离,它们在气相中富集在一起。因此,变压吸附氧气发生器通常仅获得浓度为90%至95%的氧气(氧气的极限浓度为95.6%,其余为氩气),而氧气浓度为99.5%或更高。低温空气分离装置。 ,也称为富氧。

变压吸附式空分氧发生器工艺简介

从上述原理可以看出,变压吸附空气分离氧气设备的吸附床必须至少包含两个操作步骤:吸附和解吸。因此,当只有一个吸附床时,间歇地得到产物氧。为了连续获得产品气体,通常在氧气发生器中设置两个或更多个吸附床,并且从节能和平稳操作的观点来设定进一步必要的辅助步骤。

每个吸附床一般经过吸附、正向压力释放、排空或减压再生、冲洗位移和压力均衡步骤,定期重复操作。同时,每个吸附床处于不同的操作步骤,在计算机的控制下切换定时,使多个吸附床相互配合,并在时间步骤交错,使压力摆动吸附装置可以平稳运行并连续获得产品气体。

根据不同的解吸方法,变压吸附氧气分为两个过程:

1、 PSA过程:压力吸附(0.2~0.6MPa)、大气压解吸。小投资、设备简单,但能耗高,适合小规模制氧。

2、 VPSA工艺:常压吸附或略高于常压(0~50KPa),真空解吸。设备比较复杂,但效率很高。、低能耗,适用于氧气产量大的场合。对于实际的分离过程,还必须考虑空气中的其他痕量组分。二氧化碳和水对典型吸附剂的吸附能力通常远大于氮和氧的吸附能力。可以将合适的吸附剂添加到吸附床(或通过使用氧吸附剂本身)以被吸附和除去。氧气厂所需的吸附塔数量取决于氧气生产规模、吸附剂性能和工艺设计思路。多塔运行的运行稳定性相对较好,但设备投资较高。目前的趋势是使用高效氧吸附剂、来最大限度地减少吸附塔的数量,并使用短的操作周期来提高工厂效率并尽可能地节省投资。

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