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PSA、VPSA、VSA三种常温变压吸附气体分离工艺差别

2019/01/02

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变压吸附(Pressure Swing Adsorption,简称 PSA)是一种先进的气体分离技术,使用分子筛进行加压吸附、减压脱附的循环操作过程。

变压吸附制氧机利用变压吸附技术,采用专用吸附剂,在常温下将空气中的氧气富集出来。在20世纪70年代中期,美国和德国首先将PSA技术应用于空气分离,并在化工领域得到应用。到20世纪80年代中期,化学工业的发展为分子筛的性能提高起到了关键作用,使设备小型化成为可能。

根据吸附和解吸压力的不同,通常可将常温变压吸附分离制氧工艺分成三种不同的工艺方式。

(1)常压解吸变压吸附制氧(PSA-O2)与空气变压吸附分离制氮流程相似,一定压力(0.3-0.55MPa)的压缩空气经空气预处理系统除去油、尘及大部分的气态水分后,洁净空气进入PSA-O2系统吸附塔,洁净空气中大部分的氮气、二氧化碳、残余水分被吸附,氧气则被分离出来。当吸附塔内被吸附的杂质组分达到设定控制值时,通过常压脱附解吸,使该吸附塔的制氧吸附剂再生。由两塔组成的吸附分离系统在PLC可编程序逻辑控制器系统的控制下,通过程序控制阀门的开闭来循环切换完成连续制氧。该制氧流程通常称为变压吸附常压解吸制氧流程 (PSA-O2)。

(2)真空解吸变压吸附制氧(VPSA-O2) 经鼓风机鼓风输送低压的原料空气(25-39kPa),净化除去粉尘后进入VPSA-O2系统吸附塔。吸附塔为两塔或三塔体系。吸附塔产品气为氧气。空气中的氮气、二氧化碳、水蒸气被吸附达到设定控制值后,由于吸附压力较低,先通过常压解吸,再经过真空泵抽真空达到一定真空度,使吸附塔内吸附剂杂质彻底脱附再生。由两塔或三塔组成的吸附分离制氧系统,在PLC或DCS (数据控制系统)的控制下,程序控制阀循环切换完成连续制氧。该流程通常称真空解吸变压吸附制氧流程(VPSA-O2)。

(3)真空解吸制氧(VSA-O2)鼓风机鼓风输送低压的原料空气(15-19kPa),净化除去粉尘后进人VSA-O2系统吸附塔。吸附塔为两塔或三塔体系。吸附塔产品气为氧气。空气中的氮气、二氧化碳、水蒸气被吸附达到设定控制值后,由于吸附压力较低,先经常压解吸,再经真空泵抽真空达到一定真空度进行真空解吸,彻底脱附再生吸附塔内分子筛杂质。由两塔或三塔组成的吸附分离制氧系统、在PLC或DCS系统的控制下,程序控制阀循环切换完成连续制氧。该流程通常称真空解吸制氧流程(VSA-O2)。真空解吸制氧的设备规模更大,经济性更强。