變壓吸附制氧可行方案及設備選型(編輯修改稿)
2025-04-03 03:31 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 提，裝臵不可靠、無法長期穩(wěn)定運行，先進性無從談起；先進性是目標，性能指標不先進，則裝臵的經(jīng)濟性差、運行成本高，影響用戶的經(jīng)濟效益。 影響 VPSA 制氧裝臵可靠性和性能先進性的主要因素包 括：制氧吸附劑的性能；工藝流程設計的先進性和合理性；配套設備選型、設計的合理性和產(chǎn)品可靠性（特別是鼓風機、真空泵、吸附塔的選型和設計制造尤為關(guān)鍵）等。 對于 VPSA 制氧裝臵來說，電耗是決定氧氣成本的最重要因素，也是衡量制氧設備技術(shù)經(jīng)濟性能先進性最重要的指標，直接關(guān)系到裝臵的運行成本和經(jīng)濟效益。因此在保證制氧裝臵可靠性的基礎上，制氧裝臵的設計必須以降低電耗為核心，才能保障制氧設備長期運行的經(jīng)濟性。 國際上關(guān)于 VPSA 空分制氧技術(shù)的共識 真空變壓吸附（ VPSA）空分制氧技術(shù)發(fā)展至今已有多年的歷史，期間國外各 大氣體公司和國內(nèi)外眾多研究單位投入了大量的人力和物力，積極進行研究開發(fā)和應用實踐，工藝流程的創(chuàng)新和新型吸附劑的開發(fā)應用層出不窮，使這項技術(shù)獲得了長足的進步和越來越廣泛的認可，制氧裝臵性能指標不斷提高、產(chǎn)氧規(guī)模越來越大，成為一項在大多數(shù)用氧場合可以替代傳統(tǒng)的深冷分離空分制氧技術(shù)的成熟技術(shù)。 經(jīng)過幾十年的研發(fā)和實踐，目前國際上對于 VPSA 空分制氧技術(shù)形成如下共識： ? 電耗是決定 VPSA 制氧裝臵氧氣成本的最重要因素，是衡量制氧裝臵技術(shù)經(jīng)濟性能先進性最重要的指標，直接關(guān)系到裝臵的運行成本和經(jīng)濟效益。因此，在保證裝臵可 靠性的前提下，工藝設計必須以降低制氧電耗和裝臵投資為出發(fā)點； ? 采用新型鋰分子篩（ LiLSX）型吸附劑，利用其高吸附容量和優(yōu)良的氮 /氧吸附選擇性，提高空氣的利用率（即提高氧氣收率），減少鼓風機和真空泵的負荷，達到降低制氧能耗的目的； ? 采用高效、節(jié)能節(jié)水、流量穩(wěn)定的羅茨鼓風機和濕式羅茨真空泵作為原料空 Power .Future 為未來提供動力 7 氣壓縮和廢氣解吸設備，以進一步降低制氧電耗，并減少空氣進氣流量波動對吸附劑吸附性能和壽命的影響； ? 采用“扁平化”或徑向流吸附塔，控制塔內(nèi)吸附劑厚度，并嚴格控制氣流速度（空塔線速控制在＜ ），以降低空氣進 氣和抽真空解吸時的床層阻力，節(jié)約能耗的同時，避免過高的氣流速度使吸附劑破碎粉化和影響吸附劑吸附性能； ? 采用短切換周期的操作工藝，從而減少吸附劑用量，并盡量減少吸附塔和閥門數(shù)量，使設備占地面積和總投資大幅度降低。 下表列舉了我國從美國、德國引進的具有國際先進水平的 VPSA 制氧裝臵相關(guān)數(shù)據(jù)： 使用地點 淮陰 韶關(guān) 邯鄲 銅陵 產(chǎn)量 m3/h 2916 990 4000 3000 氧氣純度 % 90 90 90 氧氣壓力 KPa 10 10 10 20 供氧壓力 MPa 電耗 KWh/m3 純氧 吸附劑 LiX LiX LiX LiX 鼓風機 羅茨式 羅茨式 羅茨式 羅茨式 真空泵 羅茨式 羅茨式 羅茨式 羅茨式 吸附塔型式 軸向流（立式） 軸向流（立式） 徑向流 軸向流（立式） 吸附塔數(shù)量 兩塔 兩塔 兩塔 兩塔 吸附塔直徑 mm 5600 徑向流 5700 操作周期 S 48 54 50 投運時間 1998 1997 2021 2021 從上表可以看出，所列裝臵均采用短操作周期的兩塔工藝，采用羅茨鼓風機、濕式羅茨真空泵、性能先進的新型鋰分子篩吸附劑和扁平化的吸附塔（或徑向流吸附塔），均是圍繞著降低制氧電耗和裝臵綜合投資的目的開展設計，這就是 VPSA 制氧技術(shù)發(fā)展到當今時代的特點。 Power .Future 為未來提供動力 8 上表所列幾套裝臵的操作參數(shù)有較大區(qū)別，因此單位制氧電耗有較大差距。前兩套裝臵采用較高的吸附壓比（ ～ ，吸附壓比即吸附壓力與解吸壓力之比），吸附劑用量少，但單位電耗高。后兩套裝臵采用較小的吸附壓比（ ～ ），適當增加了吸附劑的用量，使單位制氧電耗大幅 度下降，進一步提高了裝臵的綜合性能指標。 以保證成套裝臵可靠性為前提，采取適當增加吸附劑用量、降低吸附壓比的方法，在不增加成本的基礎上有效降低制氧電耗，提高裝臵長期運行的經(jīng)濟性，這是目前國際上 VPSA 制氧技術(shù)的最新趨勢。 Power .Future 為未來提供動力 9 四、 *******VPSA設備選型及優(yōu)勢 北大先鋒 是國內(nèi)最早的變壓吸附制氧裝臵制造商之一，在國內(nèi)最早采用兩塔VPSA 制氧工藝設計制造出 1000m3/h 以上規(guī)模的制氧設備，已為客戶制造了幾十套大、中型變壓吸附制氧裝臵，積累了豐富的工程經(jīng)驗， 近幾年來占據(jù)了國內(nèi) VPSA制氧 60%以上的份額 ，為用戶設計制造了 幾十 套制氧裝臵，包括多套產(chǎn)氧規(guī)模10000m3/h 以上的大型裝臵，運行穩(wěn)定、指標先進，在行業(yè)內(nèi)處于領(lǐng)先
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