真空變壓吸附制氧設(shè)備

真空變壓吸附制氧設(shè)備

（An

Oxygen

Concentrator

By

Vaccum

Pressure

Swing

Adsorption）2015*真空變壓吸附制氧設(shè)備工藝原理產(chǎn)品特點(diǎn)流程描述*一、工藝原理1、真空變壓吸附制氧工藝的基礎(chǔ)：新型LiX沸石分子篩在低壓-真空區(qū)域擁有更大N2吸附量差值。*2、合理的吸附塔結(jié)構(gòu)：空氣氣源組分復(fù)雜，工藝應(yīng)對氣源進(jìn)行有效凈化再進(jìn)行關(guān)鍵的氧氮分離，保證核心吸附劑的工作效率。*二、產(chǎn)品特點(diǎn)1、深冷法與真空變壓吸附法制氧對比2、真空變壓吸附制氧設(shè)備產(chǎn)品特點(diǎn)3、同行情況說明*1、真空變壓吸附制氧與深冷法制氧對比項(xiàng)目深冷法制氧真空變壓吸附法制氧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,降壓解吸,利用氧氮吸附能力不同達(dá)到分離。裝置特點(diǎn)工藝流程復(fù)雜,設(shè)備較多,投資大工藝流程簡單,設(shè)備少,自控門較多,投資省。工藝特點(diǎn)-160～-190℃低溫下操作常溫操作操作特點(diǎn)啟動時間長,一般15～40h,必須連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),不能間斷運(yùn)行,短暫停機(jī),恢復(fù)工況時間長。啟動時間短,一般≤30min,可連續(xù)運(yùn)行,也可間斷運(yùn)行。維護(hù)特點(diǎn)設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜,在低溫下運(yùn)行，加工精度高,維修保養(yǎng)技術(shù)難度大,維護(hù)費(fèi)用高。設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單,近似常溫常壓下操作，維護(hù)保養(yǎng)技術(shù)難度低,維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用低。土建及安裝特點(diǎn)占地面積大,廠房和基礎(chǔ)要求高,工程造價高。安裝周期長,技術(shù)難度大,安裝費(fèi)用高。占地面積小,廠房無特殊要求,造價低。安裝周期短,安裝費(fèi)用低。安全性在超低溫、高壓環(huán)境運(yùn)行可造成碳?xì)浠衔锞植烤奂?存在劇烈爆炸的可能性。常溫常壓下操作,不會造成碳?xì)浠衔锏木植烤奂??？烧{(diào)性氣體產(chǎn)品產(chǎn)量、純度不可調(diào),靈活性差氣體產(chǎn)品產(chǎn)量、純度可調(diào),靈活性好。經(jīng)濟(jì)適用性氣體產(chǎn)品種類多,氣體純度高,適用于大規(guī)模制氣、用氣場合。投資小,能耗低,產(chǎn)品單一,濃度低,適用于氧氣純度95%以下、中小型用氧場合。三、產(chǎn)品特點(diǎn)*2、真空變壓吸附制氧設(shè)備產(chǎn)品特點(diǎn)根據(jù)各種不同分子篩測試數(shù)據(jù)采用與之對應(yīng)的最佳吸附解吸壓力段進(jìn)行設(shè)計，保證每套設(shè)備擁有最佳能效比。采用羅茨風(fēng)機(jī)、泵機(jī)，長壽命、低維護(hù)成本、節(jié)能，多種可選降噪設(shè)計方案可有效降低現(xiàn)場噪音。進(jìn)口品質(zhì)高性能蝶閥、西門子PLC控制系統(tǒng)、優(yōu)質(zhì)傳感及氣動元件，保證設(shè)備長期穩(wěn)定運(yùn)行。三、流程描述*空氣氣源經(jīng)風(fēng)機(jī)升壓進(jìn)入氮氧分離吸附塔,分離得到的氧氣經(jīng)過平衡罐、緩沖罐進(jìn)入氧氣壓縮機(jī)升壓后送至客戶現(xiàn)場,分離得到的尾氣經(jīng)真空泵抽至大氣排放。設(shè)備組成鼓風(fēng)機(jī)升壓部分真空泵抽負(fù)壓部分氮氧分離部分氧氣緩沖部分氧氣增壓部分儀表氣部分電氣控制部分循環(huán)冷卻水部分說明：設(shè)備是以潔凈空氣為原料，經(jīng)空氣過濾器進(jìn)入羅茨鼓風(fēng)機(jī)，升壓后經(jīng)過換熱器進(jìn)行熱交換冷卻，使溫度降到分子篩最佳吸附性能溫度狀態(tài)（25℃左右），再進(jìn)入已經(jīng)再生完畢處于工作狀態(tài)的吸附器。在吸附器內(nèi)，空氣中的水分、二氧化碳等組分經(jīng)過床層下部氧化鋁、13X分子篩被吸附，氮?dú)饨M分被床層中部LiX分子篩吸附，未被吸附的氧氣在吸附器頂部富積作為產(chǎn)品氣輸出，真空變壓吸附分子篩制氧設(shè)備常規(guī)設(shè)置兩只吸附器，當(dāng)一只吸附器產(chǎn)出氧氣時，另一只吸附器處于抽真空再生狀態(tài)，吸附器在單級真空泵作用下抽至-55kpa左右，排出氣經(jīng)過消音處理排至室外。當(dāng)抽負(fù)壓吸附器在完成真空再生之后，由完成吸附工況的吸附器對本器均壓，然后引入空氣升壓并開始吸附，而完成均壓之后的吸附器接著抽真空再生。這樣兩只吸附器交替重復(fù)產(chǎn)氧和再生，實(shí)現(xiàn)連續(xù)制取氧氣。被制取的純度93%左右富氧在緩沖調(diào)節(jié)之后經(jīng)過氧氣壓縮機(jī)升壓達(dá)到所需的壓力要求，再送至用氧用戶。3-1鼓風(fēng)機(jī)升壓部分作為整套設(shè)備的進(jìn)氣動力部件鼓風(fēng)機(jī)，為氧氮分離系統(tǒng)提供合適的正壓氣源。鼓風(fēng)機(jī)升壓部分包括入口空氣濾清裝置、羅茨鼓風(fēng)機(jī)主體及配套電機(jī)、換熱器、旁路氣動切換蝶閥及手動蝶閥、出口單向閥、消音器、波紋管接頭（或彈性接頭）等成套設(shè)備。羅茨風(fēng)機(jī)是一種旋轉(zhuǎn)式容積鼓風(fēng)機(jī)，它通過同步齒輪帶動作等速反向旋轉(zhuǎn)，達(dá)到把吸入氣體從進(jìn)口推移到出口，并克服出口側(cè)高壓氣體阻力而強(qiáng)制排氣的目的。風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)殼體葉輪及軸側(cè)板軸承及支座同步齒輪油箱其它?油封?O-型圈

?3-2真空泵抽負(fù)壓部分真空泵系統(tǒng)包括羅茨真空泵主體及配套電機(jī)、旁路氣動切換蝶閥及手動蝶閥、Y型過濾器、消音器、波紋管接頭（或彈性接頭）等成套設(shè)備。分子篩吸附達(dá)到動態(tài)飽和狀態(tài)之后必須進(jìn)行解吸再生，沸石分子篩被證明在負(fù)壓真空狀態(tài)下有更好的解吸再生效果。為了提高羅茨真空泵抽真空效率，我們通常選用濕式泵，為其提供少量密封用軟化水。3-3氮氧分離部分氧氮分離部分是整套設(shè)備的核心部件，主要由兩個交替工作的內(nèi)部填裝填料的吸附塔和一些氣動切換閥門組成。根據(jù)LiX沸石分子篩對空氣中氮?dú)?、氧氣分子的吸附容量不同，在正壓吸附和?fù)壓脫附過程中實(shí)現(xiàn)氧氮分離，而正壓吸附與負(fù)壓脫附過程由可編程控制器按一定程序控制電磁閥并由電磁閥控制相應(yīng)的氣動切換閥來實(shí)現(xiàn)自動循環(huán)運(yùn)行，連續(xù)產(chǎn)出氧氣。切換蝶閥分子篩吸附原理變壓吸附制氧機(jī)是采用沸石分子篩為吸附劑。沸石分子篩具有均一微孔結(jié)構(gòu)，并且能選擇性地吸附直徑小于其微孔孔徑的氣體分子的結(jié)晶性的鋁硅酸鹽。其化學(xué)方程式一般以ME2/XO?Al2O3?mSiO2?nH2OME:X價的陽離子來表示。其結(jié)構(gòu)組成也是多種多樣的，同時不同陽離子比例組成對吸附分離影響不同。沸石分子篩的晶體是籠型結(jié)構(gòu)，有非常發(fā)達(dá)的晶穴。在晶穴中具有非常強(qiáng)的陽離子和氧負(fù)離子，構(gòu)成了極性極強(qiáng)的極性分子篩，而氧和氮是非極性分子，當(dāng)氧氮通過極性分子篩時，在極性分子作用下，氧氮產(chǎn)生了誘導(dǎo)偶極，而氧氮的誘導(dǎo)偶極和沸石分子篩的極性偶極作用產(chǎn)生一種誘導(dǎo)力，而容易極化的氮產(chǎn)生的誘導(dǎo)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氧產(chǎn)生的誘導(dǎo)力，因此分子篩對氮的吸附容量大于對氧的吸附容量，所以氮被沸石分子篩優(yōu)先吸附而富集于分子篩的固相中，氧富集于非固相中，這就是氧的產(chǎn)品氣。分子篩還具有加壓時對氮的吸附容量增加，減壓時吸附容量減少的特性。因此，可采用對沸石分子篩加壓時吸附氮，減壓時，氮從分子篩中解吸出來的方法來實(shí)現(xiàn)變壓吸附制氧。其中LiX沸石分子篩在負(fù)壓抽真空再生條件下有相當(dāng)優(yōu)越的氧氮分離性能，對比CaX及CaA型沸石分子篩，產(chǎn)氣率提高了二倍以上，有資料表明，LiX沸石分子篩隨著發(fā)展這個差距將進(jìn)一步拉大。同時LiX沸石分子篩吸附穩(wěn)定性更好，使用壽命更長。Li+離子是半徑最小的金屬離子，有高的電荷密度，因此有較高的極化率，與N2的作用更強(qiáng)。3-4氧氣緩沖部分氧氣緩沖部分主要由氧氣平衡罐、氧氣緩沖罐、質(zhì)量流量計、氧氣純度分析儀、調(diào)節(jié)閥、氣動切換閥等組成。3-5氧氣增壓部分氧氣增壓部分是由氧壓機(jī)主體及配套電機(jī)、后冷卻器、氧氣儲罐、單向閥、氧氣蝶閥等組成。氧壓機(jī)一般采用立式往復(fù)活塞式結(jié)構(gòu)，運(yùn)轉(zhuǎn)時，通過曲軸、連桿及十字頭，將回轉(zhuǎn)運(yùn)動變?yōu)榛钊跉飧變?nèi)的往復(fù)運(yùn)動，并由此使工作容積作周期性變化，完成吸氣、壓縮、排氣和膨脹四個工作過程。當(dāng)活塞由外止點(diǎn)向內(nèi)止點(diǎn)運(yùn)動時，進(jìn)氣閥開啟，氣體進(jìn)入氣缸，吸氣開始；當(dāng)?shù)竭_(dá)內(nèi)止點(diǎn)時，吸氣結(jié)束；當(dāng)活塞由內(nèi)止點(diǎn)向外止點(diǎn)運(yùn)動時，氣體被壓縮，當(dāng)氣缸內(nèi)壓力超過其排氣管中背壓時，排氣閥開啟，即排氣開始，活塞到外止點(diǎn)時，排氣結(jié)束?；钊購耐庵裹c(diǎn)向內(nèi)止點(diǎn)運(yùn)動，氣缸余隙中的高壓氣體膨脹，當(dāng)吸入管中壓力大于正在缸中膨脹的氣體壓力，并能克服進(jìn)氣閥彈簧力時，進(jìn)氣閥開啟，在此瞬時，膨脹結(jié)束，完成了一個工作循環(huán)。3-6儀表氣部分儀表氣部分包括空壓機(jī)、冷干機(jī)、過濾器、除油器、空氣儲罐、調(diào)壓閥等設(shè)備。氣動蝶閥，氣動調(diào)節(jié)蝶閥在自動控制切換過程中均需要0.6MPa左右儀表氣源作為氣缸驅(qū)動力；為了保證設(shè)備的開工率，對于需經(jīng)常維護(hù)保養(yǎng)的過濾裝置增設(shè)旁通閥。3-7電氣控制部分電氣控制部分包括電控柜、儀控柜、操作臺、就地按鈕柜、工控機(jī)帶打印機(jī)、可編程控制器PLC、UPS電源等設(shè)備。設(shè)備按照可編程控制器PLC編輯的程序自動運(yùn)行，除了控制氣動閥的開關(guān)外，還對各工藝參數(shù)的檢測，調(diào)節(jié)以及整個工藝系統(tǒng)的安全運(yùn)行進(jìn)行報警及聯(lián)鎖控制。系統(tǒng)中的各個運(yùn)行參數(shù)，