一、工作原理

變壓吸附制氧機(jī)是以沸石分子篩為吸附劑，利用加壓吸附，降壓解吸的原理從空氣中吸附和釋放氧氣，從而分離出氧氣的自動(dòng)化設(shè)備。沸石是一種經(jīng)過(guò)特殊工藝加工而成的的孔型吸附材料，表面和內(nèi)部布滿微孔的球形顆粒狀吸附劑，呈淡黃色。其孔型特性使其能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)氧、氮的動(dòng)力學(xué)分離。沸石分子篩對(duì)氧、氮的分離作用是基于這兩種氣體的動(dòng)力學(xué)直徑微小差別，氮分子在沸石分子篩的微孔中有較快的擴(kuò)散速率，氧分子擴(kuò)散速率較慢。壓縮空氣中的水和二氧化碳的擴(kuò)散同氮相差不大。最終從吸附塔富集起來(lái)的是氧氣分子。變壓吸附制氧正是利用沸石分子篩的選擇吸附特性，采用加壓吸附，減壓解吸的循環(huán)周期，使壓縮空氣交替進(jìn)入吸附塔來(lái)實(shí)現(xiàn)氧氮分離，從而能夠連續(xù)產(chǎn)出高純度、高品質(zhì)的氧氣。

PSA制氧機(jī)是根據(jù)變壓吸附原理，采用高品質(zhì)的沸石作為吸附劑，在一定的壓力下，從空氣中提取氧氣，經(jīng)過(guò)凈化干燥的壓縮空氣，在吸附器中進(jìn)行加壓吸附、減壓解吸。由于空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)，氮在沸石分子篩的微孔中擴(kuò)散速率遠(yuǎn)大于氧，氮被沸石分子篩優(yōu)先吸附，氧在氣相中被富集起來(lái)，形成成品氧氣。然后經(jīng)減壓至常壓，分子篩脫附所吸附的氮?dú)獾入s質(zhì)，實(shí)現(xiàn)再生。一般在系統(tǒng)中設(shè)置兩個(gè)吸附塔，一塔吸附產(chǎn)氧，另一塔脫附再生，通過(guò)PLC程序控制器控制氣動(dòng)閥的啟閉，使兩塔交替循環(huán)，以實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)高品質(zhì)氧氣之目的。

二、系統(tǒng)流程

整套制氧系統(tǒng)由以下部件組成：

空壓機(jī) ? 緩沖罐 ? 壓縮空氣凈化裝置 ? 空氣工藝罐 ? 氧氮分離裝置 ? 氧氣工藝罐。

1、空壓機(jī)

  空壓機(jī)作為制氮機(jī)的氣源電力設(shè)備，一般選擇：螺桿機(jī)、離心機(jī)、為制氮機(jī)提供充足的壓縮空氣，保證制氮機(jī)能正常運(yùn)行。

2、緩沖罐

儲(chǔ)罐的作用是：緩沖、穩(wěn)壓、降溫；從而減小系統(tǒng)壓力的波動(dòng)，通過(guò)底部排污閥充分除去油水雜質(zhì)，使壓縮空氣平穩(wěn)地通過(guò)壓縮空氣凈化組件，保證了設(shè)備可靠穩(wěn)定的運(yùn)行。

3、壓縮空氣凈化裝置

緩沖罐出來(lái)的壓縮空氣首先通入壓縮空氣凈化裝置，壓縮空氣先由高效除油器除去大部分的油、水、塵，再經(jīng)冷凍干燥機(jī)進(jìn)一步降溫除水、精過(guò)濾器除油、除塵，并由在緊隨其后的精過(guò)濾器進(jìn)行深度凈化。根據(jù)系統(tǒng)工況，漢德公司特意設(shè)計(jì)了一套壓縮空氣除油器，用來(lái)防止可能出現(xiàn)的微量油滲透，為分子篩提供充分保護(hù)。設(shè)計(jì)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目諝鈨艋M件確保了沸石分子篩的使用壽命，經(jīng)本組件處理后的潔凈空氣可用于儀表用氣。

4、空氣工藝罐

空氣儲(chǔ)罐的作用是：降低氣流脈動(dòng)，起緩沖作用；從而減小系統(tǒng)壓力波動(dòng)，使壓縮空氣平穩(wěn)地通過(guò)壓縮空氣凈化組件，以便充分除去油水雜質(zhì)，減輕后續(xù)PSA氧氮分離裝置的負(fù)荷。同時(shí)，在吸附塔進(jìn)行工作切換時(shí)，它也為PSA氧氮分離裝置提供短時(shí)間內(nèi)迅速升壓所需的大量壓縮空氣，使吸附塔內(nèi)壓力很快上升到工作壓力，保證了設(shè)備可靠穩(wěn)定的運(yùn)行。

5、氧氮分離裝置

裝有制氧機(jī)專用分子篩的吸附塔共有A、B兩只。當(dāng)潔凈的壓縮空氣進(jìn)入A塔入口端經(jīng)分子篩向出口端流動(dòng)時(shí)，氮?dú)獗黄湮?，產(chǎn)品氧氣由吸附塔出口端流出。經(jīng)一段時(shí)間后，A塔內(nèi)的分子篩吸附飽和。這時(shí)，A塔自動(dòng)停止吸附，壓縮空氣流入B塔進(jìn)行吸氮產(chǎn)氧，對(duì)并A塔分子篩進(jìn)行再生。分子篩的再生是通過(guò)將吸附塔迅速下降至常壓脫除已吸附的氮來(lái)實(shí)現(xiàn)的。兩塔交替進(jìn)行吸附和再生，完成氧氮分離，連續(xù)輸出氧氣。上述過(guò)程均由可編程序控制器（PLC）來(lái)控制。當(dāng)出氣端氧氣純度大小設(shè)定值時(shí)，PLC程序作用，自動(dòng)放空閥門(mén)打開(kāi)，將不合格氧氣自動(dòng)放空，切斷不合格的氧氣流向用氣點(diǎn)，氣體放空時(shí)利用消音器使噪聲降到78dBA以下。

 6、氧氣工藝罐

氧氣緩沖罐用于均衡從氮氧分離系統(tǒng)分離出來(lái)的氧氣的壓力和純度，保證連續(xù)供給氧氣穩(wěn)定。同時(shí)，在吸附塔進(jìn)行工作切換后，它將本身的部分氣體回充吸附塔，一方面幫助吸附塔升壓，另外也起到保護(hù)床層的作用，在設(shè)備工作過(guò)程中起到極重要的工藝輔助作用。

三、技術(shù)參數(shù)

氧氣產(chǎn)量：5-300Nm3/h 

氧氣純度：90%--93%

氧氣壓力：0.3Mpa

露點(diǎn)：-40℃（常壓下）

四、技術(shù)特點(diǎn)

1、壓縮空氣配置了空氣凈化干燥處理裝置，潔凈干燥的壓縮空氣，有利于延長(zhǎng)分子篩的使用壽命。

2、采用的新型氣動(dòng)截止閥，啟閉速度快，無(wú)泄露，使用壽命長(zhǎng)，能滿足變壓吸附工藝頻繁開(kāi)閉，可靠性高。

3、完善的工藝設(shè)計(jì)流程，氣流分布均勻，減輕氣流高速?zèng)_擊。降低能耗和投資成本合理的內(nèi)部構(gòu)件

4、選用高強(qiáng)度、高效率、低能耗的分子篩，智能控制不合格氧氣放空系統(tǒng)，保證氧氣質(zhì)量。

5、設(shè)備性能穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)便，運(yùn)行穩(wěn)定，自動(dòng)化程度高，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人運(yùn)行，年運(yùn)行故障率低

6、采用PLC控制，可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)操作，可選配氧氣裝置流量，純度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。

五、應(yīng)用領(lǐng)域

1.電爐煉鋼：脫碳，氧助燃加熱，泡沫溶渣，冶金控制和后序加熱。

2.廢水處理：活性污泥的富氧曝氣，水池增氧和臭氧滅菌。

3.玻璃熔融：氧助燃助溶，切割，增加玻璃產(chǎn)量，延長(zhǎng)爐子壽命。

4.紙漿漂白和造紙：氯法漂白轉(zhuǎn)化為富氧漂白，提供廉價(jià)的氧氣，污水處理。

5.有色金屬冶煉：冶煉鋼、鋅、鎳、鉛等需用富氧，PSA逐步替代深冷法。

6.石油化工和化工用氧：石油和化工過(guò)程中的氧氣反應(yīng)采用富氧代替空氣進(jìn)行氧化反應(yīng)，可提高反應(yīng)速度和化工產(chǎn)品產(chǎn)量。

7.礦石處理：用于黃金等生產(chǎn)過(guò)程，可提高貴金屬的提取率。

8.水產(chǎn)養(yǎng)殖：富氧曝氣可提高水中的溶解氧，大幅提高魚(yú)的產(chǎn)量，可為活魚(yú)運(yùn)送供氧，密集式養(yǎng)魚(yú)。

9.發(fā)酵：富氧代替空氣為好氣性發(fā)酵供氧，可大幅提高效率飲用水。

10.臭氧：提供氧氣給臭氧發(fā)生器，自氧滅菌。

11.醫(yī)院:提供床位呼吸用氧。

純度、流量、壓力穩(wěn)定可調(diào)，滿足不同客戶的需要。