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VPSA變壓吸附制氧設(shè)備

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產(chǎn)品簡介

一、工作原理　　空氣中的主要成分是氮和氧，利用環(huán)境溫度下，空氣中的氮?dú)夂脱鯕庠诜惺肿雍Y(ZMS)上的吸附性能不同(氧氣能通過而氮?dú)獗晃?，設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)墓に囘^程，而使氮和氧分離得到氧氣

詳細(xì)介紹

一、工作原理
　　空氣中的主要成分是氮和氧，利用環(huán)境溫度下，空氣中的氮?dú)夂脱鯕庠诜惺肿雍Y(ZMS)上的吸附性能不同(氧氣能通過而氮?dú)獗晃?，設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)墓に囘^程，而使氮和氧分離得到氧氣。氮?dú)庠诜惺肿雍Y上的吸附能力比氧氣強(qiáng)(氮與分子篩表面離子的作用力強(qiáng))，當(dāng)空氣在加壓狀態(tài)下通過裝有沸石分子篩吸附劑的吸附床時(shí)，氮?dú)獗环肿雍Y吸附，氧氣因吸附較少，在氣相中得到富集并流出吸附床，使氧氣和氮?dú)夥蛛x獲得氧氣。當(dāng)分子篩吸附氮?dú)庵溜柡秃螅Ｖ雇諝獠⒔档臀酱驳膲毫Γ肿雍Y吸附的氮?dú)庾兘馕龀鰜恚肿雍Y得到再生并可重復(fù)使用。兩個(gè)以上的吸附床輪流切換工作，便可連續(xù)生產(chǎn)出氧氣。
　　氧氣和氮?dú)獾姆悬c(diǎn)接近，兩者很難分離，一起在氣象得到富集。因此變壓吸附制氧裝置通常只能獲得90-95%的氧氣(氧的極陰濃度為95.6%，其余為氬氣)又稱富氧。與深冷空分裝置相比，后者能制成99.5%以上濃度的氧氣。

二、裝置工藝
　　變壓吸附空分制氧裝置的吸附床必須包含兩個(gè)操作步驟；吸附和解析。為了連續(xù)獲得產(chǎn)品氣，通常在制氧裝置中都裝置兩個(gè)以上的吸附床，并且從能耗和穩(wěn)定性的角度出發(fā)，另外設(shè)置一些必要的輔助步驟。每個(gè)吸附床一般都要經(jīng)歷吸附、放壓、抽空或減壓再生、沖洗置換和均壓升壓等步驟，周期性的重復(fù)操作。在同一時(shí)間，各個(gè)吸附床則分別處于不同操作步驟，在PLC控制下定時(shí)切換，使幾個(gè)吸附床協(xié)調(diào)操作，在實(shí)踐步伐上則相互錯(cuò)開，使變壓吸附裝置能平穩(wěn)運(yùn)行，連續(xù)獲得產(chǎn)品氣。對(duì)于實(shí)際的分離過程，還必須考慮空氣中其他微量組分。二氧化碳和水在通常的吸附劑上的吸附能力一般比氮和氧都大得多，可在吸附床內(nèi)填加合適的吸附劑(或利用制氧吸附劑本身)使其被吸附清除。
　　制氧裝置所需要的吸附塔數(shù)目取決于制氧規(guī)模、吸附劑性能和工藝設(shè)計(jì)思路，多塔操作時(shí)運(yùn)行平穩(wěn)性相對(duì)更好一些，但設(shè)備投資較高。目前的趨勢是：使用高效制氧吸附劑盡量減少吸附塔數(shù)量并采用短操作周期，以提高裝置的效率并盡可能節(jié)約投資。

三、技術(shù)特點(diǎn)
　　1、裝置工藝流程簡單
　　2、制氧規(guī)模10000m3/h以下，制氧電耗更低，投資更小；
　　3、土建工程量小，裝置安裝周期比深冷裝置短；
　　4、裝置運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用低；
　　5、裝置運(yùn)行自動(dòng)化程度高，開停車方便快捷，操作人員少；
　　6、裝置運(yùn)行穩(wěn)定性強(qiáng)，安全性高；
　　7、操作簡單，主要部件均選用國際廠家；
　　8、采用制氧分子篩，性能使用壽命長；
　　9、操作彈性強(qiáng)(負(fù)荷行，轉(zhuǎn)換速度快)。

四、技術(shù)指標(biāo)
　　1、產(chǎn)品規(guī)模：100-10000Nm3/h
　　2、氧氣純度：≥90-94%，可根據(jù)用戶要求在30-95%范圍內(nèi)調(diào)整。
　　3、制氧電耗：氧純度在90%時(shí)，折合為純氧的電耗為0.32-0.37KWh/ Nm3
　　4、氧氣壓力：≤20kpa(可增壓)
　　5、年開功率：≥95%

類別	深冷空氣制氧裝置	VPSA制氧裝置
項(xiàng)目	深冷空氣制氧裝置	VPSA制氧裝置
分離原理	將空氣液化，根據(jù)氧和氮沸點(diǎn)不同達(dá)到分離	加壓吸附，抽真空解吸，利用氧氮吸附能力不同達(dá)到分離
工藝特點(diǎn)	工藝流程復(fù)雜，需壓縮、冷卻/冷凍、預(yù)處理、膨脹、液化、分餾等，操作溫度低于-180℃	工藝流程簡單，僅需要壓縮/抽真空分離；操作溫度為常溫
裝置主要特點(diǎn)	運(yùn)動(dòng)部件多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，配套儀器控制元件多；離心空壓機(jī)（或無油空壓機(jī)）、汽水分離器、空氣純情化器、熱交換器、活塞式膨脹機(jī)，過濾器分離塔	運(yùn)動(dòng)部件少、設(shè)備簡單配套儀器控制元件少。鼓風(fēng)機(jī)、吸附塔、真空泵、氧氣儲(chǔ)罐
操作特點(diǎn)	操作復(fù)雜，無法隨用隨開。由于是在超過低溫下進(jìn)行的，因此設(shè)備在投入正常運(yùn)行之前，必須有一個(gè)預(yù)冷啟動(dòng)、無效能耗的過程（低溫積液及加溫吹掃）。開車及停機(jī)時(shí)間越長，次數(shù)越多，成品氣的單位能耗也隨之增長。制作控制及監(jiān)控點(diǎn)多且復(fù)雜，需定期停機(jī)檢修和保養(yǎng)。操作人員需要長時(shí)間專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，并且需具有豐富的實(shí)踐操作經(jīng)驗(yàn)。	操作簡單隨用隨開。操作控制及監(jiān)控全部由PLC實(shí)現(xiàn)，開車及停機(jī)時(shí)間短，小于5分鐘。并且連續(xù)運(yùn)行停機(jī)多長都不會(huì)影響工況。無須定期停機(jī)檢修和保養(yǎng)。操作人員經(jīng)過短時(shí)間技術(shù)培訓(xùn)即可上崗操作
使用范圍	需要氧氣、氮?dú)饧皻鍤舛喾N氣體產(chǎn)品；氧氣純度＞99.5%	提到單一氣體，純度90～954%
維護(hù)特點(diǎn)	空心空壓機(jī)、冷凝蒸汽機(jī)、膨脹機(jī)因精度及要求高，分餾塔中的換熱器的檢修需要專門配備專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)并且有經(jīng)驗(yàn)的人員	鼓風(fēng)機(jī)、真空泵及程近期閥維護(hù)均屬常規(guī)維護(hù)，可由普通維護(hù)人員完成。
土建及安裝特點(diǎn)	機(jī)組復(fù)雜、占地面積大，需專用廠房、分餾塔需防凍基礎(chǔ)、工程建筑造價(jià)高。需有安裝空分經(jīng)驗(yàn)的安裝隊(duì)伍，安裝周期長，難度高（分餾塔），安裝費(fèi)用高	機(jī)組結(jié)構(gòu)外形小，占地面積省，常規(guī)安裝，安裝周期短、費(fèi)用低
自動(dòng)程序安全性	機(jī)組多，尤其采用高速透平膨脹機(jī)時(shí)，易因故障而影響正常運(yùn)行。同時(shí)需配備熟練操作人員看管。超低溫甚至高壓運(yùn)行，有發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)及多起案例。	開機(jī)后可全自動(dòng)程控?zé)o人化運(yùn)行。因是在常溫低壓下運(yùn)行，無不安全因素。無發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)及案例。
純度調(diào)整	純度調(diào)整不方便，制氧成本高	純度調(diào)整方便，制氧成本低
制氧成本	能耗：～1.25kwh/m³	能耗：小于0.35kwh/m³
總投資	投資高	投資低