空氣分離設(shè)備就是將空氣液化、精餾、最終分離成為氧、氮和其他有用氣體的氣體分離設(shè)備，簡稱空分設(shè)備。它的最低工作溫度為77K。19世紀末空氣仍被稱為“永久氣體”，后來人們發(fā)現(xiàn)在深低溫下空氣也能液化，并因氧、氮沸點不同，可以從液化空氣中分離出氧氣和氮氣。第一臺商品化的制氧機于1903年制成，它最初只是用于金屬的氣焊和切割。氮肥工業(yè)需要氮氣，制氧機發(fā)展到能同時生產(chǎn)氧氣和氮氣，改稱空氣分離設(shè)備。

常溫空氣分離制氧設(shè)備的方式有變壓吸附和膜分離兩種。但膜法分離制取氧氣的純度較變壓吸附法要低, 制取的氧氣多用于鍋爐富氧燃燒。制取氧氣的變壓吸附方法按照其解吸方式的不同又分為常壓變壓吸附PSA制氧和真空變壓吸附VPSA制氧設(shè)備。

　　變壓吸附制氧設(shè)備與傳統(tǒng)的深冷空分制氧裝置相比具有以下特點：

　　●制氧設(shè)備啟動時間短可在開機后幾分鐘左右即可生產(chǎn)合格氧氣?！耖_停車方便根據(jù)用戶用氣需要, 可手動或自動開機, 停機。當(dāng)正常停車后分鐘可恢復(fù)正常產(chǎn)氧, 非正常停車后分鐘可恢復(fù)正常供氧?！褡詣踊潭雀咦儔何街蒲踉O(shè)備可實現(xiàn)24小時全自動運行, 也可通過通訊接口實現(xiàn)遠程監(jiān)控。變壓吸附制氧設(shè)備可以根據(jù)用氣量的變化而減量運行, 并且實現(xiàn)單位產(chǎn)品能耗維持不變。●占地面積小約為深冷空分設(shè)備的1/3

　　●運行費用低與深冷法空分制氧設(shè)備相比配套組件少, 維護保養(yǎng)工作很少, 連續(xù)運行時間長。

變壓吸附制取高純度氧氣巧能夠利用諸如一分子篩從空氣中連續(xù)生產(chǎn)富氧氣體, 生產(chǎn)的氧氣純度通常不超過, 主要是因為空氣中含有氫氣存在。一般地講, 與深冷空分制氧設(shè)備一樣, 用變壓吸附方法, 被分離的兩種氣體的沸點相差越大則越易分離,而氧氣和氫在標準大氣壓下的液化溫度分別為 , 兩者的沸點相差較小, 因此很難被分離開來, 也即是說氧和氨兩者之間存在類似相同的四極矩。

　　常壓解吸變壓吸附制氧設(shè)備的產(chǎn)氣能力主要受吸附壓力的影響, 真空變壓吸附制氧設(shè)備的產(chǎn)氣能力主要受真空度的影響。但過高的吸附壓力將增加設(shè)備能耗以及降低吸附劑和吸附塔的壽命過大的真空泵選型必然增加設(shè)備能耗和增大設(shè)備穩(wěn)定運行的危險性。對于任何利用吸附劑材料實現(xiàn)氣體分離的兩個吸附塔以上的設(shè)備, 每個吸附塔的結(jié)構(gòu), 每個塔內(nèi)吸附劑的裝填方式和數(shù)量以及與之相連接的管道閥門應(yīng)完全對稱。不然, 整個設(shè)備的物料和熱量平衡失穩(wěn), 則設(shè)備效能變差。

　　由于在高壓條件下, 分子篩吸附容量比低壓條件下的吸附容量要大, 在系統(tǒng)建立平衡物料吸附解吸之后, 再建立另一個新的物料平衡狀態(tài)則需一定的時間。氧氣產(chǎn)品的純度對于氧氣產(chǎn)量的影響, 常壓解吸設(shè)備比起真空變壓吸附設(shè)備要大。純度升高, 產(chǎn)量下降。變壓吸附制氧的基本原理, 是利用合成吸附材料( 分子篩) 對氧、氮等吸附能力的差異, 以及吸附能力隨壓力變化而變化的特性, 實現(xiàn)空氣中氧和氮的分離, 獲得產(chǎn)品氧氣。

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