PSA制氧設(shè)備工作原理

變壓吸附制氧機(jī)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氧氣，從而分離出氧氣的自動(dòng)化設(shè)備。沸石分子篩是一種經(jīng)過特殊的孔型處理工藝加工而成的，表面和內(nèi)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?qū)崿F(xiàn)O2、N2的動(dòng)力學(xué)分離。沸石分子篩對(duì)O2、N2的分離作用是基于這兩種氣體的動(dòng)力學(xué)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(kuò)散速率，O2分子擴(kuò)散速率較慢。壓縮空氣中的水和CO2的擴(kuò)散同氮相差不大。最終從吸附塔富集出來的是氧氣分子。

變壓吸附制氧正是利用沸石分子篩的選擇吸附特性，采用加壓吸附，減壓解吸的循環(huán)周期，使壓縮空氣交替進(jìn)入吸附塔來實(shí)現(xiàn)空氣分離，從而連續(xù)產(chǎn)出高純度的產(chǎn)品氧氣。

1、壓縮空氣凈化組

空氣壓縮機(jī)提供的壓縮空氣首先通入壓縮空氣凈化組件中，壓縮空氣先由管道過濾器除去大部分的油、水、塵，再經(jīng)冷凍干燥機(jī)進(jìn)一步除水、精過濾器除油、除塵，并由在緊隨其后的超精過濾器進(jìn)行深度凈化。根據(jù)系統(tǒng)工況，優(yōu)埃基氣體特別設(shè)計(jì)了一套壓縮空氣除油器，用來防止可能出現(xiàn)的微量油滲透，為分子篩提供充分保護(hù)。設(shè)計(jì)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目諝鈨艋M件確保了分子篩的使用壽命。經(jīng)本組件處理后的潔凈空氣可用于儀表空氣。

2、空氣儲(chǔ)氣罐

空氣儲(chǔ)罐的作用是：降低氣流脈動(dòng)，起緩沖作用；從而減小系統(tǒng)壓力波動(dòng)，使壓縮空氣平穩(wěn)地通過壓縮空氣凈化組件，以便充分除去油水雜質(zhì)，減輕后續(xù)PSA氧氮分離裝置的負(fù)荷。同時(shí)，在吸附塔進(jìn)行工作切換時(shí)，它也為PSA氧氮分離裝置提供短時(shí)間內(nèi)迅速升壓所需的大量壓縮空氣，使吸附塔內(nèi)壓力很快上升到工作壓力，保證了設(shè)備可靠穩(wěn)定的運(yùn)行。

3、氧氮分離裝置

裝有專用分子篩的吸附塔共有A、B兩只。當(dāng)潔凈的壓縮空氣進(jìn)入A塔入口端經(jīng)分子篩向出口端流動(dòng)時(shí)，N2被其吸附，產(chǎn)品氧氣由吸附塔出口端流出。經(jīng)一段時(shí)間后，A塔內(nèi)的分子篩吸附飽和。這時(shí)，A塔自動(dòng)停止吸附，壓縮空氣流入B塔進(jìn)行吸氮產(chǎn)氧，對(duì)并A塔分子篩進(jìn)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來實(shí)現(xiàn)的。兩塔交替進(jìn)行吸附和再生，完成氧氮分離，連續(xù)輸出氧氣。上述過程均由可編程序控制器（PLC）來控制。當(dāng)出氣端氧氣純度大小設(shè)定值時(shí)，PLC程序作用，自動(dòng)放空閥門打開，將不合格氧氣自動(dòng)放空，確保不合格氧氣不流向用氣點(diǎn)。氣體放空時(shí)利用消音器消聲使噪聲小于75dBA。

4、氧氣緩沖罐

氧氣緩沖罐用于均衡從氮氧分離系統(tǒng)分離出來的氧氣的壓力和純度，保證連續(xù)供給氧氣穩(wěn)定。同時(shí)，在吸附塔進(jìn)行工作切換后，它將本身的部分氣體回充吸附塔，一方面幫助吸附塔升壓，另外也起到保護(hù)床層的作用，在設(shè)備工作過程中起到極重要的工藝輔助作用。

5、氧氣灌裝系統(tǒng)

氧氣灌裝包含氧氣球囊、氧氣增壓機(jī)、氧氣灌裝排；使成品氧氣灌裝到鋼瓶里。

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PSA制氧機(jī)是根據(jù)變壓吸附原理，采用高品質(zhì)的沸石分子篩作為吸附劑，在一定的壓力下，從空氣中制取氧氣。經(jīng)過純化干燥的壓縮空氣，在吸附器中進(jìn)行加壓吸附、減壓脫附。由于空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)，氮在沸石分子篩微孔中擴(kuò)散速率遠(yuǎn)大于氧，氮被沸石分子篩優(yōu)先吸附，氧在氣相中被富集起來，形成成品氧氣。然后經(jīng)減壓至常壓，吸附劑脫附所吸附的氮?dú)獾入s質(zhì)，實(shí)現(xiàn)再生。一般在系統(tǒng)中設(shè)置兩個(gè)吸附塔，一塔吸附產(chǎn)氧，另一塔脫附再生，通過PLC程序控制器控制氣動(dòng)閥的啟閉，使兩塔交替循環(huán)，以實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)高品質(zhì)氧氣之目的。整套系統(tǒng)由以下部件組成：壓縮空氣凈化組件、空氣儲(chǔ)罐、氧氮分離裝置、氧氣緩沖罐；如需灌鋼瓶，末端加裝氧氣增壓機(jī)及充瓶裝置。

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