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    變壓吸附制氧機當前位置:首頁 > 變壓吸附制氧機

    TCO-100P.


    一、 PSA變壓吸附制氮機原理簡介

    變壓吸附(Pressure  Swing  Adsorption,簡稱PSA是一種先進的氣體分離技術,它在當今世界的現場供氣方面具有不可替代的地位。

    ¨        PSA技術具有以下優點:

    l        產品純度可以隨流量的變化進行調節;

    l        在低壓和常壓下工作,安全節能;

    l        設備簡單,維護簡便

    l        微機控制,全自動無人操作。

    ¨        關于吸附劑

    吸附劑是PSA制氧設備的核心部分。一般地,PSA制氧設備選擇的是沸石分子篩,它吸附空氣中的氮氣、二氧化碳、水分等,而氧氣不能被吸附。

    二、 沸石分子篩空分制氧原理

    本系統采用沸石分子篩變壓吸附制氧。變壓吸附制氧機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氮氣,從而分離出氧氣的自動化設備。沸石分子篩是一種經過特殊的孔型處理工藝加工而成的,表面和內部布滿微孔的球形顆粒狀吸附劑,呈白色。其孔型特性使其能夠實現O2、N2的動力學分離。沸石分子篩對O2、N2的分離作用是基于這兩種氣體的動力學直徑的微小差別,N2分子在沸石分子篩的微孔中有較快的擴散速率,O2分子擴散速率較慢。壓縮空氣中的水和CO2的擴散同氮相差不大。最終從吸附塔富集出來的是氧氣分子。


    沸石分子篩制取氧氣,其純度與產氣量可根據實際需要進行任意調節,產氣量減少,O2純度將提高,反之,純度下降。由于沸石分子篩對氧和氧的吸擴散速率不同,其吸附N2在短時間內就達到平衡,此時,氧的吸附量很少,吸附時間適當加長,可以節約原料空氣,降低能耗,減少制氧機上閥門開關頻率,提高裝置的穩定性,延長沸石分子篩的使用壽命。

     

    三、 天城氧氣設備的工藝流程簡要說明

    A.    天城公司設計的壓縮空氣制氧系統的組成部件:

    -------空氣壓縮機(本公司不生產)

    -------壓縮空氣凈化組件

    ------高效除油器

    ------冷凍干燥機

    ------精密過濾器(含T、A、H三級)

    -------壓縮空氣緩沖罐

    ------ PSA制氧機(氧氮分離系統)

    -------氧氣過濾器(含T級)

    -------氧氣儲罐(本公司不生產)

    B.    PSA制氧系統流程(完整單套)

    螺桿式空壓機→高效除油器→冷干機→精密過濾器(T)→精密過濾器(A)→活性碳過濾器→壓縮空氣緩沖罐→制氧機→氧氣過濾器(T)→氧氣儲罐→成品氧氣



    C.    各部件說明

    1、空氣壓縮機

    主要用來提高原料空氣的壓力,為變壓吸附制氧提供具有穩定壓力的氣源。

    結合貴方提供的參數,和天城制氧的條件選擇壓縮機:……

    2、 壓縮空氣凈化組件

    壓縮空氣經高效除油器除油、冷凍干燥機除水、過濾器除塵、除油,并由在緊隨其后的活性炭過濾器進行深度凈化。設計嚴謹的空氣凈化組件確保了碳分子篩的使用壽命。經本組件處理后的部分潔凈空氣用于儀表空氣。

    3、 空氣儲罐

    壓縮空氣經凈化組件除塵、除水、除油后進入空氣儲罐中。

    空氣儲罐的作用是:降低氣流脈動,起緩沖作用;從而減小系統壓力波動,使壓縮空氣平穩地通過壓縮空氣凈化組件,以便充分除去油水雜質,減輕后續PSA氧氮分離裝置的負荷。

    同時,在吸附塔進行工作切換時,它也為PSA制氧裝置提供短時間內迅速升壓所需的大量壓縮空氣,使吸附塔內壓力很快上升到工作壓力,保證了設備可靠穩定的運行。

    4、氮氧分離系統

    裝有專用沸石分子篩的吸附塔共有Ⅰ、Ⅱ兩只。當潔凈的壓縮空氣進入Ⅰ塔入口端經碳分子篩向出口端流動時,O2、CO2H2O被其吸附,產品氧氣由吸附塔出口端流出。經一段時間后,Ⅰ塔內的沸石分子篩吸附飽和。這時,Ⅰ塔自動停止吸附,壓縮空氣流入Ⅱ塔進行吸氮產氧,并對Ⅰ塔分子篩進行再生。

    分子篩的再生是通過將吸附塔迅速下降至常壓脫除已吸附的N2、CO2H2O來實現的。兩塔交替進行吸附和再生,完成氧氮分離,連續輸出氧氣。上述過程均由PLC來控制。

    我公司給貴方提供的是節能型沸石分子篩制氧機,節能型沸石分子篩制氧機采用了單向均壓流程,而傳統型沸石分子篩制氧機采用等勢均壓流程。所謂等勢均壓是分別在吸附塔底部和頂部設一對均壓閥門,在吸附結束時,兩塔進出口閥關閉,均壓閥打開,氣體分別從吸附塔的進出口通過均壓閥均壓到解吸塔。均壓的好處有兩個:一是減少氣體對分子篩的沖擊,二是提高壓縮空氣利用率,等勢均壓的結果是均壓后兩塔壓力與氧氣純度一致,因其均壓位置在同一高度,故稱為等勢均壓。節能型沸石分子篩制氧機采用單向均壓流程。由于吸附結束后吸附塔內的氧氣濃度是不均勻的,在進氣口的氧氣濃度約為空氣中的濃度21%,在出口端的濃度約為成品氣的氧氣濃度(:93%),我們在均壓時首先將氧氣濃度較高的氣體向空塔均壓,剩下濃度較低的氣體向空氣排放再生, 即同樣排放氣體數量時可減少氧氣排放量。該方案雖然增加了少量成本(閥門),但是氧氣回收率提高,產氣量上升,間接效果是節約能耗,效果較明顯。本次向貴公司提供的設備采用該技術。

    另外,我公司現采用產氣率,產氧率更高的優質分子篩,可使設備更加小型化,同時節約能耗更加明顯。

    我公司另一實用新型專利,采用二次均壓技術制氮,該技術同樣適用于PSA制氧。

    當出氣端氧氣純度小于設定值時,PLC可編程序控制器打開自動放空閥門,將不合格氧氣自動放空,確保不合格氧氣不流向用戶,并對放空氧氣進行消聲使噪聲小于85dBA。

    5、氧氣過濾器

    在氧氣設備的出氣端設置了一級過濾器,確保為用戶提供干凈無塵的氧氣。

    6、氧氣儲罐

    氧氣緩沖罐用于均衡從制氧機中分離出來的氧氣的壓力和純度,保證連續穩定供給氧氣。

    D.   設備工藝特點

    n         安全的過濾系統

    四級空氣過濾選用進口原裝空氣過濾器(包括一個專用的活性碳過濾器,用于過濾吸附過濾器無法過濾的空氣中的油蒸汽)達到殘油≤0.003mg/m3

    *        可靠的充填技術

    分子篩的裝填與壓緊方式是變壓吸附制氧機的主要技術特征之一.我公司TCO系列變壓吸附空分制氧設備運用正在申請專利技術的復合壓緊方式,具有壓緊力半自動調節(壓力減少到設定壓力時設備自動報警).此技術代表國際最新的結構方式,在加工工藝方面使制氧機的氣流分布均勻、充分、無“死角”.此功能區別于一般廠家同類產品的彈簧壓緊方式.防止由于多余空間而產生沸石分子篩的沸騰而破壞,造成沸石分子篩損耗。

    分子篩充填采用的方式主要有兩種:一種是由德國卡波公司為代表的“暴風雪”充填方式——可以在用戶現場完成大型吸附器的分子篩充填.它的充填器由三段構成.第一段“導向段”筒體直徑與吸附器筒體直徑相同,底端敞開,上端由孔板封口;第三段“裝料段”筒體直徑與吸附器直徑相同底端由孔板封口,上端敞口;第三段與第一段通過螺栓連在一起,孔板的孔對齊.中間段為三塊活動板.當“裝料段”裝滿分子篩后,抽掉中間三塊活動板,裝料段與導向段孔眼對齊,分子篩從孔眼流下.24次將料裝完.這一方案的技術要點是孔眼的設計.孔眼形式與大小設計與分子篩的外型尺寸,吸附器的直徑有關,普通為長方形孔眼.由于更詳細闡述涉及公司技術機密及可能涉及其他公司的專有技術.需要說明的是這一充填技術還與上封頭采用淺平封頭、壓料技術密切相關。

    *        可靠的閥門控制

    TCO變壓吸附制氧系統選用優質氣動閥門,閥門啟動使用壽命三年以上(150萬次),從而大大增加了系統的可靠性。

    *        高效的沸石分子篩

    變壓吸附制氧系統選用國產優質分子篩,產氧率高。使用該分子篩,正常操作情況下可使用8-10年,無環境污染。

    *        完善的控制系統

    TCO變壓器吸附制氧系統選用西門子可編程控制器,對設備運行實現全面自動控制。整個吸附分離過程由PLC控制,全自動無人化操作。

    *        壓力及流量控制

    設備輸出口配有壓力調節器,輸出在0.2-0.4MPa.系統配有流量調節閥,流量可根據實際流量選擇。氧氣純度可根據流量調節閥完成。

    *        專業的壓力容器制作

    吸附器、氧氣罐、空氣緩沖罐壓力容器按最新版GB1502011標準制作驗收。焊接全部采用氣體保護焊。壓力容器外觀及內件質量按天城公司質檢部、技術部制定的吸附器、儲罐驗收標準執行驗收。

    *        含氧量檢測

    本設備采用上海昶艾的高氧檢測儀表。該儀表靈敏度高,響應速度快,運行穩定,并具有超限報警等功能。

    *        節能措施

    本系統在氧儲氣罐前設一排空旁路,運行時在氧氣不達標時將氧氣補充罐中的氧氣排空以保證產出達標氧氣,此排空旁路設有自動和手動兩種.本系統避免了由于氧氣不合格而大量排出達標氧氣.這是一種有效的節能措施。手動排空用于調試初期,自動排空,用于調試和生產過程。

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