与传统深冷空分技术相比， 变压吸附制氧技术特点主要是： 工艺流程简单， 不需要复杂的预处理装置， 自动化程度高； 装置运行独立性强， 稳定性好， 可靠性高， 可连续供氧； 开停车时间短（一般30 min 内可达使用要求）； 在常温常压下运行， 安全性能好； 运行和维护费用低， 土建工程费用低， 水电消耗少（电耗仅为0.35～0.4 kWh ／m3， 氧气成本仅为0.3 元／m3）。传统深冷空分装置能耗高， 作为工艺流程简单、结构紧凑、自动化程度高、投资和运行成本相对较低的变压吸附制氧技术， 其应用前景十分广阔， 也符合企业快速集约发展的要求。
空气经入口过滤器后进入原料风机, 加压后送入两个交替工作的分子筛吸附床, 吸附剂选择性地吸收氮气、水、二氧化碳和碳氢化合物, 产品氧从吸附床顶部进入缓冲罐中, 以向氧压机提供连续的氧气, 被吸附的废气由真空风机抽出排入大气中。变压吸附制氧工艺始于 世纪70年代, 用分子筛分离氧气氮气的多用双床,轮换操作, VPSA制氧设备工艺流程, 即装置由两个吸附塔组成, 其中一个吸附塔始终处于进料吸附产氧的状态, 另一个吸附塔处于抽真空解吸状态。每一个吸附塔的工艺过程由吸附、均压降压、抽真空、均压升压和产品最终升压等步骤。
VPSA制氧的双床真空变压吸附制氧装置在两个工艺床中使用13X和N - 2 分子筛吸附剂, 选择性地吸收氮气、水、二氧化碳和碳氢化合物, 而让氧分子和氩分子通过, 从而获得产品氧气。当分子筛吸附废气达饱和状态时, 必须进行再生。通过内部的压力变化, 可完成活化和再生的过程。活化和再生使吸附床以一种循环的方式生产出氧气。为了达到最大的气态产品流量, 当第一个吸附床A 再生产时, 第二个吸附床B 就用于吸附操作。为了使这一工艺更有效率, 吸附在18psia ～22psia 压力下进行, 而解吸在12psia～7psia 压力下进行。为此设置了两台旋转叶轮式鼓风机提供压差。一台原料风机提供吸附用的大气, 一台真空风机用于把所吸附的气体清除至废气物流中。由于VPSA 系统是按循环周期以分批方式生产氧气, 因此必须把氧气产品储存到氧气缓冲罐中, 以向产品氧压机提供连续的气流。氧压机根据用户的需要将产品氧压缩到013MPa～018MPa。VPSA 制氧装置的自动调节包括对床压、产气时间、纯度及床温的调整。正确的工艺调整对VPSA 稳定、可靠地运行并达到最大生产能力是很必要的, 调整不及时将会导致成本的浪费和生产低效。值得注意的是, 装置在投入自动调整前必须先通过手动调整使其运行基本稳定。同自动调整一样, 手动调整在“31113 阀门的调整”的基础上通过调整床顶阀门的开度及各软开关画面上的设定值, 使设备达到最佳的运行状态, 而后投入自动调整。从运行情况看, 系统自动调整性能良好, 能够保证系统稳定的运行工况。
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