VPSA制氧機與PSA制氧機之對比

制氧機（Oxygen generator）技術指標

氧氣流量 :1～240 Nm³/h

氧氣純度 :25～95%

氧氣壓力 :≤0.6MPa

常壓露點 :-60℃（可定制）

注：氧氣流量單位“Nm3/h“均是指20℃，0.101MPa(絕壓)狀態(tài)下的流量單位。

設備性能規(guī)格表

 

注：本樣本中流量單位“Nm³/h“均是指20℃，0.101MPa((絕壓)狀態(tài)下的流量單位。

真空變壓吸附制氧設備VPSA技術指標

產氧規(guī)模：200～5000Nm3/h

氧氣純度：25%～95%

制氧電耗：氧純度為90％時，折合為純氧的電耗(有用功)為0.32～0.37 KWh／Nm3。

氧氣壓力：5～20KPa（G）

年開工率：≥95％

工業(yè)制氧方式主要使用VPSA、PSA制氧設備兩種方式。

低壓吸附真空解吸（Vacuum Pressure Swing Adsorption）制氧設備，簡稱VPSA制氧設備。利用VPSA專用分子篩與干燥劑形成的混合床層選擇性吸附空氣中的氮氣、二氧化碳和水等雜質，令氧在床層末端聚積并收集，在抽真空的條件下對吸附飽和狀態(tài)的分子篩床層進行解吸，從而循環(huán)制得純度較高的氧氣（90～95%）。

變壓吸附（Pressure Swing Absorption）制氧設備，簡稱PSA制氧設備，是一種新的氣體分離技術，以吸附劑分子篩為例，其原理是利用分子篩對不同氣體分子“吸附”性能的差異而將氣體混合物分開。它是以空氣為原材料，利用一種高效能、高選擇的固體吸附劑對氮和氧的選擇性吸附的性能把空氣中的氮和氧分離出來。沸石分子篩依據其晶體內部孔穴的大小對分子進行選擇性吸附，也就是吸附一定大小的分子而排斥較大物質的分子。這樣氣相中就可以得到氧的富集成分。一段時間后，分子篩對氮的吸附達到平衡，根據沸石分子篩在不同壓力下對吸附氣體的吸附量不同的特性，降低壓力使沸石分子篩解除對氮的吸附，這一過程稱為再生。變壓吸附法通常使用兩塔并聯(lián)，交替進行加壓吸附和解壓再生，從而獲得連續(xù)的氧氣流。

設備組成

PSA制氧設備主要由空壓機、冷干機、除油器、吸附系統(tǒng)、氧氣緩沖罐、控制系統(tǒng)組成。
1、空壓機：空壓機為整個系統(tǒng)提供原料空氣，根據變壓吸附制氧設備的產氣量，選擇符合設計條件的空壓機進行供氣。
2、冷干機：空壓機對原料空氣增壓后，高溫高壓的壓縮空氣進入冷干機進行冷卻、干燥、除雜，得到低溫高壓的壓縮空氣。
3、除油器：除油器將低溫高壓的壓縮空氣中的油霧去除，防止空氣中的油霧對沸石分子篩的壽命造成影響。
4、吸附系統(tǒng)：吸附系統(tǒng)由兩個裝有沸石分子篩吸附劑的吸附塔和管道閥門等組成。低溫高壓的壓縮空氣從A塔底部進入，當流經吸附劑層時，空氣中的氮氣，二氧化碳，水蒸氣等被吸附。氧氣則通過吸附床層匯集到吸附塔頂部作為產品氣輸出。與此同時，B塔處于再生工況，當進行吸附的吸附塔快達到吸附飽和時，在控制系統(tǒng)的調節(jié)下，低溫高壓空氣轉而進到B塔開始吸附產氧。A、B塔如此交替輪流實現連續(xù)產氧的目的。
5、氧氣緩沖罐：儲存成品氣（氧氣），并對整套設備起到穩(wěn)壓作用。
6、控制系統(tǒng)：工程師將預編寫的閥門控制程序輸入到PLC控制器中，通過電磁閥調節(jié)各個氣動閥的開閉，實現吸附系統(tǒng)在指定的時間內經行吸附、再生。

VPSA制氧設備主要由鼓風機、真空泵、冷卻器、吸附系統(tǒng)、氧氣緩沖罐、控制系統(tǒng)組成。
1、空氣鼓風機和真空泵：鼓風機為整個系統(tǒng)提供原料空氣，根據真空變壓吸附制氧設備的設計工況，結合用戶的使用條件，選擇排氣壓力為符合設計條件的鼓風機供氣。真空泵保證整個系統(tǒng)正常解析，使系統(tǒng)處于理想真空狀態(tài)，使整體設備能連續(xù)吸氮產氧工作。?
2、冷卻器：鼓風機增壓后的得到高溫高壓的壓縮空氣，再經過水冷卻器將空氣溫度降到所需的工藝操作溫度后，送入吸附塔進行吸附。
3、吸附系統(tǒng)：吸附系統(tǒng)由兩個裝有沸石分子篩吸附劑的吸附塔和管道閥門等組成。低溫高壓的壓縮空氣從A塔底部進入，當流經吸附劑層時，空氣中的氮氣，二氧化碳，水蒸氣等被吸附。氧氣則通過吸附床層匯集到吸附塔頂部作為產品氣輸出。與此同時，B塔處于再生工況，當進行吸附的吸附塔快達到吸附飽和時，在控制系統(tǒng)的調節(jié)下，低溫高壓空氣轉而進到B塔開始吸附產氧。A、B塔如此交替輪流實現連續(xù)產氧的目的。
4、氧氣緩沖罐：儲存成品氣（氧氣），并對整套設備起到穩(wěn)壓作用。
5、控制系統(tǒng)：工程師將預編寫的閥門控制程序輸入到PLC控制器中，通過電磁閥調節(jié)各個氣動閥的開閉，實現吸附系統(tǒng)在指定的時間內經行吸附、再生。

工作原理

PSA制氧機：吸附劑（稱為沸石分子篩）是PSA制氮設備的核心部分，利用氣體介質中不同組份在吸附劑上的吸附容量的不同，吸附劑在壓力升高時進行選擇性吸附，在壓力降低時得到脫附再生，如此交替循環(huán)連續(xù)不斷地制取產品氧氣。

VPSA制氧機：以空氣為原料，經空氣過濾器進入羅茨鼓風機升壓，升壓氣體經過換熱器進行冷卻，再進入已經再生完畢處于工作狀態(tài)的吸附器A。在吸附器A內，空氣中的水分等極性分子氣體經過干燥劑被吸附，干燥空氣再通過鋰X型分子篩后氮氣組分被分子篩吸附，氧氣在吸附器頂部富積進入氧氣緩沖罐。同時部分富集的氧氣回流至吸附器B內，通過濕式羅茨真空泵對吸附器B抽真空，使得吸附器B內鋰X型分子篩得到再生，如此交替連續(xù)不斷的制取氧氣。