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变压吸附空分制氧工艺原理★变压吸附空气分离制氧原理空气中的主要组份是氮和氧,通过选择对氮和氧具有不同吸附选择性的吸附剂,设计适当的工艺过程,使氮和氧分离制得氧气。氮和氧都具有四极矩,但氮的四极矩(0.31Å)比氧的(0.10Å)大得多,因此氮气在沸石分子筛上的吸附能力比氧气强(氮与分子筛表面离子的作用力强,如图1所示)。因此,当空气在加压状态下通过装有沸石分子筛吸附剂的吸附床时,氮气被分子筛吸附,氧气因吸附较少,在气相中得到富集并流出吸附床,使氧气和氮气分离获得氧气。当分子筛吸附氮气至接近饱和后,停止通空气并降低吸附床的压力,分子筛吸附的氮气可以解吸出来,分子筛得到再生并重复利用。两个以上的吸附床轮流切换工作,便可连续生产出氧气。图1、变压吸附气体分离基本原理示意图氩气和氧气的沸点接近,两者很难分离,一起在气相得到富集。因此变压吸附制氧装置通常只能获得浓度为90%~95%的氧气(氧的极限浓度为95.6%,其余为氩气),与深冷空分装置的浓度99.5%以上的氧气相比,又称富氧。★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。
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