变压吸附(PSA)技术是近40多年来发展起来的一项新型气体分离与净化技术。1942年德国发表了篇无热吸附净化空气的专利文献。60年代初,美国联合碳化物公司首次实现了变压吸附四床工艺技术的工业化。由于变压吸附技术投资少、运行费用低、产品纯度高、操作简单、灵活、环境污染小、原料气源适应范围宽,因此,进入70年代后,这项技术被广泛应用于石油化工、冶金、轻工及环保等领域。
吸附:当气体与多孔的固体吸附剂接触时,因固体表面分子与内部分子不同,具有剩余的表面自由力场或表面引力场,使气相中的可被吸附的一种或多种组分分子碰撞到固体表面后,即被吸附,变压吸附分离装置中的吸附为物理吸附。
变压吸附气体分离工艺过程之所以得以实现是由于吸附剂在这种物理吸附中所具有的两个基本性质:一是对不同组分的吸附能力不同,二是吸附质在吸附剂上的吸附容量随吸附质的分压上升而增加,随吸附温度的上升而下降。利用吸附剂的个性质,可实现对混合气体中某些组分的优先吸附而使其它组分得以提纯;利用吸附剂的第二个性质,可实现吸附剂在低温、高压下吸附而在高温、低压下解吸再生,从而构成吸附剂的吸附与再生循环,达到连续分离气体的目的。
本套制氧设备工艺选用超大气压吸附真空解吸流程,根据沸石分子筛在加压下选择性较多吸附空气中的氮气,而未被吸附的氧气富集在吸附床顶部作为产品气输出。与此同时,另一吸附床在完成真空再生之后,由完成吸附工况的吸附床对本床均压,然后引入空气充压并开始吸附,而完成均压之后的吸附床先开始泄压,接着抽真空再生。两只吸附床交替吸附产氧和抽真空再生,实现连续制取氧气。