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VPSA制氧系统

加压吸附真空解吸(简称VPSA)制氧设备,即穿透大气压(0.3barg) 的条件下,利用VPSA专用分子筛选择性吸附空气中的氮气、二氧化碳和水等杂质,在抽真空的条件下对分子筛进行解吸,从而循环制得纯度较高的氧气(~93%)。再根据用户用氧需求,用氧压机将氧气压缩到指定压力供用户使用。


氧气纯度:90-95%

氧气产量:10-10000Nm³/h

氧气压力:~2barg(可根据用户要求进行调整)


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工艺原理

VPSA是英文VACUUM PRESSURE SWING ADSORPTION的缩写,即穿透大气压真空解吸流程 ,VPSA是利用吸附材料实现气体的分离,这种吸附材料通常是分子筛,对不同的气体有不同的吸附力,在不同的工作压力下有不同的吸附量。VPSA制氧用的分子筛对氮气、二氧化碳、水蒸气有吸附作用,而且在较高压力下分子筛的吸附容量很大,在低压或负压时其吸附容量则很小。
利用上述原理,通过空气吸入—加压吸附—减压解吸—负压再生等步骤,VPSA可生产出一定纯度的单一气体。下面以一种双床VPSA制氧系统为例,说明VPSA的制氧循环过程。如图1所示VPSA制氧系统为例,系统在两个吸附塔中装有制氧专用分子筛,该分子筛选择性地吸收氮气、水、二氧化碳和碳氢化合物,而让氧气(微量的氧气分子被吸收)和氩气分子通过分子筛表面获得产品气体。当分子筛遇到有压力的环境空气时,它

图1 VPSA制氧原理示意图
就开始吸附。过了一些时间后,分子筛将被所吸附的分子添满(主要是氮分子筛),称为饱和。此时必须再生,也就是将分子筛中的废气排除,使分子筛活化。分子筛的再生是通过降低吸附塔的压力,将其解析出来排至大气中。



工艺流程



1.     a处经过滤的空气在鼓风机的输送下,进入装有分子筛及活性氧化铝的吸附塔A或B。当空气流经塔内分子筛固定床层时,空气中的氮气分子在吸附作用力下扩散到分子筛固体中去,氧气分子和氩气原子则通过床层到缓冲罐中,并由氧压机加压到客户的使用压力后, 输送到储气罐通过C处输出供用户使用。
2.     经过一段时间的吸附,分子筛颗粒中充满氮气分子,达到吸附饱和阶段,此时关闭空气进口阀,利用塔内的富氧空气对刚抽真空的另一塔进行冲洗,等压力降到某一值时关闭均压阀,同时打开真空泵进口阀对塔体抽真空,氮气由b处排出。
3.     到一定真空度后再利用另一塔内的富氧气及缓冲罐中部份产品气对分子筛冲洗,从而使吸附剂彻底解吸。吸附剂解吸过程完成后,用产品气对塔进行充压,充压至某一低真空度值后关闭缓冲阀,打开鼓风机出口阀对吸附塔进行充压,为下一次吸附做准备。

-采用独特的吸附塔压紧设计 防止吸附塔内的搅动 混合和流动这些导致性能下降的因素 确保运行的可靠性。
-由于最大限度的减少了吸附塔的无效空间从而有效的提高了运行效率。
-最小的压降和最少的能耗。
-在环境条件变化或固定流量控制时能够确保产品的纯度。
-通过全面的诊断软件程序来发现流程的故障。
-无人操作 实现了全自动化运行。
-高效流程循环设计减低单位功耗 高产量 低嘈音 并减少阀门的磨损。
- 高可靠性 耐用的设备设计。
-一键启动模式 20到30分钟就可投入运行。
-故障-安全关机模式。
-高效的分子筛降低投资 简化设计 减少维护 降低了维护成本。
-优质的阀门设计和规格 有效的增加了阀门的使用寿命。
-无换热器设计,防止分子筛进水。
1. 在具体选型前首先确认对所需氧气设备最终产品气的要求,如流量、纯度、产品压力等,在制造厂商的建议下确定所需设备的流程;
2.考察设备运行的可靠性,制造厂商的业绩中有无同类或相近设备制造经验及水平,设备用户使用情况;
3.全面计算制氧设备的成本(设备价格、投入设备所必备的水、电、场地及其费用,设备的使用维护成本,设备的使用寿命),而不仅仅只考虑设备的价格。