VPSA制氧系统主要由鼓风机、真空泵、切换阀、吸附器和氧气缓冲罐组成。原料空气经吸入口过滤器除掉灰尘颗粒后,被罗茨鼓风机增压至0.3~0.5barg而进入其中一只吸附器内。吸附器内装填吸附剂,其中水分、二氧化碳、及少量其它气体组分在吸附器入口处被装填于底部的活性氧化铝所吸附,随后氮气被装填于活性氧化铝上部的沸石分子筛所吸附。而氧气(包括氩气)为非吸附组分从吸附器顶部出口处作为产品气排至氧气缓冲罐。
当该吸附器吸附到一定程度,其中的吸附剂将达到饱和状态,此时通过切换阀利用真空泵对之进行抽真空(与吸附方向相反),真空度为-0.65~0.75barg。已吸附的水分、二氧化碳、氮气及少量其它气体组分被抽出并排至大气,吸附剂得到再生。
VPSA的每个吸附器都交替执行以下步骤:---吸附---解吸---冲压。上述三个基本的工艺步骤由PLC和切换阀系统来实现自动控制。
VPSA流程是国外普遍采用的较为先进的变压吸附制氧流程。国内正式投于工业化应用是上世纪90年代后期,并很快应用于国内纸浆漂白领域。其氧气纯度93%,能完全满足纸浆漂白工艺要求,能耗0.4~0.5 KWh/ Nm3 ,与全低压大深冷空分相当,开车时间只要几分钟,能随时开停车,无论在设备投资,还是在操作成本方面都具有很强的竞争力。
云景林纸股份有限公司是国内第一家林纸一体化的企业和国内第一家采用 ECF四段无元素氯漂白工艺生产的制浆企业,所生产的纸浆具有白度高、洁净度高、绿色环保等优点。采用芬兰AHLSTROM三段压力筛、氧脱木素、C/D-E/O-D1-D2四段漂工艺,配套国产VPSAO-360型变压吸附制氧机,年产10万吨漂白木浆。
四川永丰纸业股份有限公司拥有先进的无氯漂白制浆生产线,年制浆能力8万吨,是竹浆全无氯漂白的代表,配套VPSAO-260型变压吸附制氧机。
新疆博湖苇业股份有限公司5万吨漂白苇浆板技改项目拥有国内最先进的草类浆生产工艺——氧脱木素少氯漂白,已列入国家863计划,配套变压吸附制氧机为VPSAO-210型。
目前国内最大的用于纸浆漂白的变压吸附制氧设备,山东亚太森博浆纸有限公司为年产22万吨漂白硫酸盐木浆配套的VPSAO-700型变压吸附制氧机。
目前国内草浆比重还很大,但氧漂在草浆上的应用还是空白。草浆进行氧脱木质素,在技术上是可行的,在经济上是合理的。由于草浆木素含量纸,麦草浆的含氧漂白具有更好的选择性,纸浆粘度高、强度好,比木浆更容易实现TCF漂白。据相关研究,采用(XQ)Pht、EApPht、ApPhtY、Ap(PO)等漂序可浆麦草本色浆漂至80%SBD白度以上,是实现Soda-AQ麦草浆短流程高白度TCF漂白的可行漂白流程。利用工厂现有的降流式碱处理塔或次氯酸盐漂白塔,仅需增加少量辅助设备,即可实施,对我国传统漂白工艺的改造和减少环境污染具有重要的现实意义。