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2022/12/22
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工业制氧主要使用VPSA、PSA制氧设备。
变压吸附（Pressure Swing Absorption）制氧设备，简称PSA制氧设备，是一种新的气体分离技术，以吸附剂分子筛为例，其原理是利用分子筛对不同气体分子“吸附”性能的差异而将气体混合物分开。它是以空气为原材料，利用一种高效能、高选择的固体吸附剂把空气中的氮和氧分离出来。沸石分子筛优先吸附氮气，这样气相中就可以得到富集的氧气。一段时间后，分子筛对氮的吸附达到平衡，根据沸石分子筛在不同压力下对吸附气体的吸附量不同的特性，降低压力使沸石分子筛解除对氮的吸附，这一过程称为再生。变压吸附法通常使用两塔并联，交替进行加压吸附和解压再生，从而获得连续的氧气流。
低压吸附真空解吸（Vacuum Pressure Swing Adsorption）制氧设备，简称VPSA制氧设备。利用VPSA专用分子筛与干燥剂形成的混合床层选择性吸附空气中的氮气、二氧化碳和水等杂质，使氧气在床层出口处富集，在抽真空的条件下对吸附饱和状态的分子筛床层进行解吸，从而循环制得纯度较高的氧气（90～95%）。
工作原理
一、VPSA制氧设备主要由鼓风机、真空泵、冷却器、吸附系统、氧气缓冲罐、控制系统组成。
1、空气鼓风机和真空泵：鼓风机为整个系统提供原料空气，根据真空变压吸附制氧设备的设计工况，结合用户的使用条件，选择排气压力为符合设计条件的鼓风机供气。真空泵保证整个系统正常解吸，使系统处于理想真空状态，使整体设备能连续吸氮产氧工作。
2、冷却器：鼓风机增压后得到高温高压的压缩空气，再经过水冷却器将空气温度降到所需的工艺操作温度后，送入吸附塔进行吸附。
3、吸附系统：吸附系统由两个装有沸石分子筛吸附剂的吸附塔和管道阀门等组成。低温高压的压缩空气从A塔底部进入，当流经吸附剂层时，空气中的二氧化碳，水蒸气氮气，等被吸附。氧气则通过吸附床层汇集到吸附塔顶部作为产品气输出。与此同时，B塔处于再生工况，当进行吸附的吸附塔快达到吸附饱和时，在控制系统的调节下，低温高压空气转而进到B塔开始吸附产氧。A、B塔如此交替轮流实现连续产氧的目的。
4、氧气缓冲罐：储存成品气（氧气），并对整套设备起到稳压作用。
5、控制系统：工程师将预编写的阀门控制程序输入到PLC控制器中，通过电磁阀调节各个气动阀的开闭，实现吸附系统在指定的时间内经行吸附、再生。
二、 PSA制氧设备主要由空压机、冷干机、除油器、吸附系统、氧气缓冲罐、控制系统组成。
1、空压机：空压机为整个系统提供原料空气，根据变压吸附制氧设备的产气量，选择符合设计条件的空压机进行供气。
2、冷干机：空压机对原料空气增压后，高温高压的压缩空气进入冷干机进行冷却、干燥、除杂，得到低温高压的压缩空气。
3、除油器：除油器将低温高压的压缩空气中的油雾去除，防止空气中的油雾对沸石分子筛的寿命造成影响。
4、吸附系统：吸附系统由两个装有沸石分子筛吸附剂的吸附塔和管道阀门等组成。低温高压的压缩空气从A塔底部进入，当流经吸附剂层时，空气中的氮气，二氧化碳，水蒸气等被吸附。氧气则通过吸附床层汇集到吸附塔顶部作为产品气输出。与此同时，B塔处于再生工况，当进行吸附的吸附塔快达到吸附饱和时，在控制系统的调节下，低温高压空气转而进到B塔开始吸附产氧。A、B塔如此交替轮流实现连续产氧的目的。
5、氧气缓冲罐：储存成品气（氧气），并对整套设备起到稳压作用。
6、控制系统：工程师将预编写的阀门控制程序输入到PLC控制器中，通过电磁阀调节各个气动阀的开闭，实现吸附系统在指定的时间内经行吸附、再生。
三、 VPSA制氧机与PSA制氧机的区别：
1、VPSA制氧机是通过鼓风机获得原料空气和增压，而PSA制氧机则是利用空气压缩机进行供气。
2、PSA制氧机用钠沸石分子筛，其核心成分为钠分子筛，而VPSA制氧机则用锂分子筛。
3、PSA制氧机的吸附压力一般为0.6~0.8Mpa，VPSA制氧机吸附压力为0.05Mpa。
4、PSA单机气体产量可达200~300Nm3/h，VPSA单机产量可达7500~9000Nm3/h。
5、VPSA与PSA相比，能源消耗较低(生产一方氧的电耗≤0.35kW/Nm3O2)，更节能，更环保。
