變壓吸附制氧技術分為高壓吸附常壓解吸(PSA)、常壓吸附真空解吸(VSA)和低壓吸附真空解吸(VPSA)3種工藝流程。上述3種工藝流程工藝原理相同，僅工作壓力不同。其中VPSA流程的能耗最低，並且工藝先進、裝置穩定、經濟，代表著變壓吸附制氧的發展趨勢。
基本介紹
- 中文名：變壓吸附制氧
- 適用領域：氣體行業
- 所屬學科：化工
- 工藝流程：PSA、VSA、VPSA
發展歷史,優勢,
發展歷史
起始階段：上世紀70年代初期，美國聯合碳化物公司首次將變壓吸附制氧技術工業化。70年代中期，真空變壓吸附(VPSA)制氧工藝的提出，大大提升了裝置的規模和經濟性，為VPSA制氧技術大規模推廣套用奠定了基礎。
發展階段：1989年美國Praxair採用鋰型分子篩的VPSA裝置投入運行，標誌著變壓吸附制氧進入新的發展時期。我國對變壓吸附制氧技術的研究最早始於70年代，但由於技術條件限制，直到90年代才實現首台VPSA制氧裝置工業化套用。
突破階段：2000年初，以北京北大先鋒科技有限公司為代表的高效鋰基吸附劑生產及採用鋰基吸附劑的變壓吸附制氧工藝的工業化，使國內變壓吸附制氧技術有了快速的進步及廣泛的推廣。目前，北大先鋒建設的變壓吸附兩塔裝置規模已達到6000Nm3/h，純氧電耗也接近0.3kW·h/m3。
隨著變壓吸附制氧技術一些關鍵性問題，如高效鋰基吸附劑穩定生產、徑向床吸附器的研發、可靠的高頻率以及大口徑蝶閥開發等得以解決，國內變壓吸附制氧技術的產氧規模逐年增大，氧氣電耗逐漸降低，裝置的可靠性穩步提升。裝置規格也從最初的單套兩塔制氧裝置規模不足1000Nm3/h發展到了如今的6000Nm3/h，多塔並聯後規模達到30000Nm3/h以上，單位制氧電耗降低到0.32 kW·h/m3以下，制氧裝置的年開工率達到98%以上。鼓風機的噪聲已達到85dB以下的要求（通過消聲處理、廠房外1m噪聲可以達到70dB以下），大口徑蝶閥無故障率普遍達到8000h以上，分子篩壽命更是延長到了5年以上，讓用戶對國產變壓吸附制氧設備有了嶄新的認識，擴大了變壓吸附制氧設備的套用。僅2018年一年，國內規模超過1000Nm3/h以上變壓吸附制氧裝置建設就超過70套。
國內如北大先鋒等企業通過不斷努力，改變了變壓吸附制氧分子篩依賴進口的局面，同時在鋰分子篩等產品領域取得了突破，並實現新型分子篩產品的工業化套用。隨著變壓吸附制氧技術的發展與完善，相比深冷制氧技術，變壓吸附制氧技術逐漸形成許多獨特優勢，進一步推動了該技術在國內眾多行業的套用。
優勢
- 在經濟性上，VPSA制氧設備投資較小，操作費用低。
- 在工藝流程上，VPSA制氧工藝流程更簡單，設備少且無太多精密設備，自動化程度高，對操作人員水平要求較低。
- 在操作條件上，VPSA制氧操作溫度為常溫，操作壓力為常壓，裝置啟動和停止所需時間短(≤30分鐘)，可間斷運行也可連續運行，負荷調節範圍更大。
- 在運行維護上，VPSA制氧無碳氫化合物積累，無爆炸可能，主機精密度低，維護簡單，對閥門密封性要求不苛刻，故障率低且容易及時處理。
