变压吸附空分制氧装置工艺简述
从上述原理可知,变压吸附空分制氧装置的吸附床必须至少包含两个操作步骤:吸附和解吸。因此,当只有一个吸附床时,产品氧气的获得是间断的。为了连续获得产品气,通常在制氧装置中一般都设置两个以上的吸附床,并且从节能降耗和操作平稳的角度出发,另外设置一些必要的辅助步骤。
每个吸附床一般都要经历吸附、顺向放压、抽空或减压再生、冲洗置换和均压升压等步骤,周期性地重复操作。在同一时间,各个吸附床则分别处于不同的操作步骤,在计算机的控制下定时切换,使几个吸附床协同操作,在时间步伐上则相互错开,使变压吸附装置能够平稳运行,连续获得产品气。
根据解吸方法的不同,变压吸附制氧又分为两种工艺(参见表1):
1、PSA工艺:加压吸附(0.2~0.6MPa)、常压解吸。投资小、设备简单,但能耗高,适用于小规模制氧的场合。
2、VPSA工艺:常压或略高于常压(0~50KPa)下吸附,抽真空解吸。设备相对复杂,但效率高、能耗低,适用于制氧规模较大的场合。表1、PSA和VPSA制氧装置主要参数比较
工艺流程 | 适宜规模 m3/h | 吸附压力 KPa | 解吸压力 KPa | 氧气纯度 % | 制氧电耗 KWh/m3 | 氧气收率 % |
PSA | ≤200 | 200~600 | 大气压 | 80~93 | 0.7~2 | 30~45 |
VPSA | 100~10000 | 0~50 | -45~-80 | 80~95 | 0.3~0.5 | 46~68 |