與傳統(tǒng)深冷空分技術(shù)相比， 變壓吸附制氧技術(shù)特點(diǎn)主要是： 工藝流程簡(jiǎn)單， 不需要復(fù)雜的預(yù)處理裝置， 自動(dòng)化程度高； 裝置運(yùn)行獨(dú)立性強(qiáng)， 穩(wěn)定性好， 可靠性高， 可連續(xù)供氧； 開停車時(shí)間短（一般30 min 內(nèi)可達(dá)使用要求）； 在常溫常壓下運(yùn)行， 安全性能好； 運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用低， 土建工程費(fèi)用低， 水電消耗少（電耗僅為0.35～0.4 kWh ／m3， 氧氣成本僅為0.3 元／m3）。傳統(tǒng)深冷空分裝置能耗高， 作為工藝流程簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊、自動(dòng)化程度高、投資和運(yùn)行成本相對(duì)較低的變壓吸附制氧技術(shù)， 其應(yīng)用前景十分廣闊， 也符合企業(yè)快速集約發(fā)展的要求。
空氣經(jīng)入口過(guò)濾器后進(jìn)入原料風(fēng)機(jī), 加壓后送入兩個(gè)交替工作的分子篩吸附床, 吸附劑選擇性地吸收氮?dú)?、水、二氧化碳和碳?xì)浠衔? 產(chǎn)品氧從吸附床頂部進(jìn)入緩沖罐中, 以向氧壓機(jī)提供連續(xù)的氧氣, 被吸附的廢氣由真空風(fēng)機(jī)抽出排入大氣中。變壓吸附制氧工藝始于 世紀(jì)70年代, 用分子篩分離氧氣氮?dú)獾亩嘤秒p床,輪換操作, VPSA制氧設(shè)備工藝流程, 即裝置由兩個(gè)吸附塔組成, 其中一個(gè)吸附塔始終處于進(jìn)料吸附產(chǎn)氧的狀態(tài), 另一個(gè)吸附塔處于抽真空解吸狀態(tài)。每一個(gè)吸附塔的工藝過(guò)程由吸附、均壓降壓、抽真空、均壓升壓和產(chǎn)品最終升壓等步驟。
VPSA制氧的雙床真空變壓吸附制氧裝置在兩個(gè)工藝床中使用13X和N - 2 分子篩吸附劑, 選擇性地吸收氮?dú)狻⑺?、二氧化碳和碳?xì)浠衔? 而讓氧分子和氬分子通過(guò), 從而獲得產(chǎn)品氧氣。當(dāng)分子篩吸附廢氣達(dá)飽和狀態(tài)時(shí), 必須進(jìn)行再生。通過(guò)內(nèi)部的壓力變化, 可完成活化和再生的過(guò)程。活化和再生使吸附床以一種循環(huán)的方式生產(chǎn)出氧氣。為了達(dá)到最大的氣態(tài)產(chǎn)品流量, 當(dāng)?shù)谝粋€(gè)吸附床A 再生產(chǎn)時(shí), 第二個(gè)吸附床B 就用于吸附操作。為了使這一工藝更有效率, 吸附在18psia ～22psia 壓力下進(jìn)行, 而解吸在12psia～7psia 壓力下進(jìn)行。為此設(shè)置了兩臺(tái)旋轉(zhuǎn)葉輪式鼓風(fēng)機(jī)提供壓差。一臺(tái)原料風(fēng)機(jī)提供吸附用的大氣, 一臺(tái)真空風(fēng)機(jī)用于把所吸附的氣體清除至廢氣物流中。由于VPSA 系統(tǒng)是按循環(huán)周期以分批方式生產(chǎn)氧氣, 因此必須把氧氣產(chǎn)品儲(chǔ)存到氧氣緩沖罐中, 以向產(chǎn)品氧壓機(jī)提供連續(xù)的氣流。氧壓機(jī)根據(jù)用戶的需要將產(chǎn)品氧壓縮到013MPa～018MPa。VPSA 制氧裝置的自動(dòng)調(diào)節(jié)包括對(duì)床壓、產(chǎn)氣時(shí)間、純度及床溫的調(diào)整。正確的工藝調(diào)整對(duì)VPSA 穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行并達(dá)到最大生產(chǎn)能力是很必要的, 調(diào)整不及時(shí)將會(huì)導(dǎo)致成本的浪費(fèi)和生產(chǎn)低效。值得注意的是, 裝置在投入自動(dòng)調(diào)整前必須先通過(guò)手動(dòng)調(diào)整使其運(yùn)行基本穩(wěn)定。同自動(dòng)調(diào)整一樣, 手動(dòng)調(diào)整在“31113 閥門的調(diào)整”的基礎(chǔ)上通過(guò)調(diào)整床頂閥門的開度及各軟開關(guān)畫面上的設(shè)定值, 使設(shè)備達(dá)到最佳的運(yùn)行狀態(tài), 而后投入自動(dòng)調(diào)整。從運(yùn)行情況看, 系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整性能良好, 能夠保證系統(tǒng)穩(wěn)定的運(yùn)行工況。
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