家用制氧機的發(fā)展過程
變壓吸附分離技術被發(fā)明以來,，廣泛地應用于氣體混合物的分離精制。 首先,，1958 年,，Skarstorm 申請專利并應用此技術分離空氣。同時,，Gerin de Montgareuil 和Domine 也在法國申請專利,。兩者的差別是，Skarstorm 循環(huán)在床層吸附飽和后,，用部分低壓的輕產品組分沖洗解吸,，而Gerin-Domine 循環(huán)采用抽真空的辦法解吸。 1960 年大型變壓吸附法空氣分離的工業(yè)化裝置建成,。 1961 年用變壓吸附分離工藝從石腦油中回收高純度的正構烷溶劑,，并命名為Isosiv 過程，1964年完善了從煤油餾分中回收正構烷烴的工藝,。 1966 年利用變壓吸附技術提氫的四塔流程裝置建成,，20 世紀70 年代后采用四塔以上的多塔操作，并向大規(guī)模,、大型化發(fā)展,。 1970 年又建成分離和回收氧的工業(yè)化裝置,，用于環(huán)保工業(yè)污水處理生化的需要。同時被廣泛用于從石腦油中提取正構烷烴,，再經(jīng)異構化,，將異構化產物加入汽油餾分中，以提高其辛烷的Hysomer過程,。 1975 年試制成醫(yī)用富氧濃縮器,，1976 年開發(fā)了用碳分子篩變壓吸附制氮的工藝并工業(yè)化，隨后采用5A沸石分子篩抽真空制氮工藝,。到1983年德國推出性能優(yōu)良的制氮用碳分子篩,。到1979年為止，約有一半的空氣干燥器采用Skarstrom 的變壓吸附工藝,。變壓吸附用于空氣或工業(yè)氣體的干燥比變溫吸附更為有效,。1980年開發(fā)了快速變壓吸附工藝（又稱為參數(shù)泵變壓吸附）。 從20 世紀90年代起,，由于電能緊張,，變壓吸附制氧又在煉鋼等領域占有了一席之地。 2-2-1 我國對變壓吸附制氧技術的研究 我國對變壓吸附制氧技術的開發(fā)起步較早,，從1966年開始研究沸石分子篩分離空氣制氧技術,；20世紀70年代PSA分離空氣制氧在鋼鐵、冶煉和玻璃窯等工業(yè)領域已經(jīng)得到了廣泛的應用,。20多年來,，由于技術力量分散，相互之間缺少聯(lián)絡,，我國的變壓吸附制氧技術發(fā)展緩慢,，同國外的差距越來越大。20世紀70年代是我國PSA分離空氣制氧技術發(fā)展的鼎盛時期,，全國有十幾個單位相繼開展了變壓吸附制氧技術的實驗研究,，建立了數(shù)套工業(yè)試驗設備。
這個時期開發(fā)的變壓吸附制氧設備的共同點有以下幾個方面：
（1）大多采用高于大氣壓吸附,、常壓解吸流程,，吸附塔有兩個到四個；
（2）空氣進入吸附塔前,，經(jīng)過脫水預處理,；
（3）設備可靠性差，不能連續(xù)穩(wěn)定運行,，導致大部分設備報廢,；
（4）技術、經(jīng)濟指標落后。
20世紀80年代,，原來從事變壓吸附制氧裝備研制單位的開發(fā)項目相繼中止,，我國變壓吸附制氧技術的開發(fā)再次進入低谷。 1995年,，昆山錦滬機械有限公司在河南洛陽鋼鐵廠建成VPSAO 1000Nm3/h制氧機,，標志著變壓吸附在我國正式進入工業(yè)領域，也標志著變壓吸附在我國進入高速發(fā)展時期,。 20世紀90年代是我國變壓吸附制氧技術突飛猛進向前發(fā)展的時期,，變壓吸附制氧技術逐漸成熟，有些產品的綜合技術經(jīng)濟指標已經(jīng)接近國外先進水平,。
多年的實踐表明,，我國變壓吸附制氧技術已經(jīng)走出實驗室步入實用化階段。在近十年內,，通過不斷地技術更新和研究開發(fā),，我國變壓吸附制氧技術日新月異，發(fā)展迅速,，與世界先進水平之間的差距正在不斷縮小,。但從整體水平上看,，我國在很多方面與國際先進水平仍有一定的差距,。如在新型高性能的吸附劑的研究，吸附流程的改進,，理論分析研究和數(shù)學模型的建立,，質量監(jiān)控與自動化控制等許多方面。 分子篩變壓吸附氣體分離和提純技術是利用分子篩,、依靠壓力的變化來實現(xiàn)吸附和再生,，其再生速度快、能耗低,、屬于節(jié)能型氣體分離技術,，特別符合在能源短缺的情況下其低品質資源的開發(fā)利用的世界潮流。分子篩變壓吸附原理的制氧機僅僅利用空氣就可以生產純度在90一95%的氧氣,，并且其制氧機工藝流程簡單,、安全、投資少,、能耗比較低,，因此在中小規(guī)模的需要富氧的地方，如近年來各級醫(yī)院的中心供氧系統(tǒng)的氧氣氣源愈來愈多的選用制氧機產氧,，這類設備均采用分子篩變壓吸附氣體分離和提純技術獲取低成本的氧氣,。
PSA制氧裝置
原料空氣經(jīng)空氣壓縮機增壓后，空氣預處理系統(tǒng)除去油,、塵埃等固體雜質及大部分的氣態(tài)水,進入裝有沸石分子篩（ZMS）的吸附塔,，空氣中的氮氣,、二氧化碳、水蒸氣被吸附劑選擇吸附,，氧氣則穿過吸附塔,，氧作為產品氣體輸出。當吸附塔內吸附劑接近吸附飽和時,，壓縮空氣進入另一只已再生后的吸附塔繼續(xù)吸附,，吸附飽和的吸附塔則通過向大氣排氣泄壓，并引入部分產品氧氣對吸附劑床層清洗,，使吸附飽和的吸附劑解吸再生,，為下次吸附做準備。吸附塔在PLC或DCS系統(tǒng)的控制下循環(huán)切換完成連續(xù)產氧,。氧氣經(jīng)儀表分析計量送用戶使用,。
VPSA/VSA制氧
在環(huán)境溫度下，原料空氣經(jīng)過濾器凈化進入鼓風機增壓,，通過空氣溫度調節(jié)系統(tǒng)冷卻并維持在某恒定溫度進人裝有沸石分子篩吸附劑的吸附塔,，空氣中的水分，二氧化碳和氮氣等被吸附劑吸附,，不被吸附的氧氣在吸附塔富集并作為產品氣送入氧氣產品緩沖罐,，經(jīng)計量分析臺格后送用戶使用。
真空解吸
VPSA 制氧機主要原理與變壓吸附制氧機原理基本是一樣的,，不同之處在于分子篩的解吸再生使用了一套抽真空系統(tǒng)
變壓吸附分離技術被發(fā)明以來,，廣泛地應用于氣體混合物的分離精制。 首先,，1958 年,，Skarstorm 申請專利并應用此技術分離空氣。同時,，Gerin de Montgareuil 和Domine 也在法國申請專利,。兩者的差別是，Skarstorm 循環(huán)在床層吸附飽和后,，用部分低壓的輕產品組分沖洗解吸,，而Gerin-Domine 循環(huán)采用抽真空的辦法解吸。 1960 年大型變壓吸附法空氣分離的工業(yè)化裝置建成,。 1961 年用變壓吸附分離工藝從石腦油中回收高純度的正構烷溶劑,，并命名為Isosiv 過程，1964年完善了從煤油餾分中回收正構烷烴的工藝,。 1966 年利用變壓吸附技術提氫的四塔流程裝置建成,，20 世紀70 年代后采用四塔以上的多塔操作，并向大規(guī)模,、大型化發(fā)展,。 1970 年又建成分離和回收氧的工業(yè)化裝置,，用于環(huán)保工業(yè)污水處理生化的需要。同時被廣泛用于從石腦油中提取正構烷烴,，再經(jīng)異構化,，將異構化產物加入汽油餾分中，以提高其辛烷的Hysomer過程,。 1975 年試制成醫(yī)用富氧濃縮器,，1976 年開發(fā)了用碳分子篩變壓吸附制氮的工藝并工業(yè)化，隨后采用5A沸石分子篩抽真空制氮工藝,。到1983年德國推出性能優(yōu)良的制氮用碳分子篩,。到1979年為止，約有一半的空氣干燥器采用Skarstrom 的變壓吸附工藝,。變壓吸附用于空氣或工業(yè)氣體的干燥比變溫吸附更為有效,。1980年開發(fā)了快速變壓吸附工藝（又稱為參數(shù)泵變壓吸附）。 從20 世紀90年代起,，由于電能緊張,，變壓吸附制氧又在煉鋼等領域占有了一席之地。 2-2-1 我國對變壓吸附制氧技術的研究 我國對變壓吸附制氧技術的開發(fā)起步較早,，從1966年開始研究沸石分子篩分離空氣制氧技術,；20世紀70年代PSA分離空氣制氧在鋼鐵、冶煉和玻璃窯等工業(yè)領域已經(jīng)得到了廣泛的應用,。20多年來,，由于技術力量分散，相互之間缺少聯(lián)絡,，我國的變壓吸附制氧技術發(fā)展緩慢,，同國外的差距越來越大。20世紀70年代是我國PSA分離空氣制氧技術發(fā)展的鼎盛時期,，全國有十幾個單位相繼開展了變壓吸附制氧技術的實驗研究,，建立了數(shù)套工業(yè)試驗設備。
這個時期開發(fā)的變壓吸附制氧設備的共同點有以下幾個方面：
（1）大多采用高于大氣壓吸附,、常壓解吸流程,，吸附塔有兩個到四個；
（2）空氣進入吸附塔前,，經(jīng)過脫水預處理,；
（3）設備可靠性差，不能連續(xù)穩(wěn)定運行,，導致大部分設備報廢,；
（4）技術、經(jīng)濟指標落后。
20世紀80年代,，原來從事變壓吸附制氧裝備研制單位的開發(fā)項目相繼中止,，我國變壓吸附制氧技術的開發(fā)再次進入低谷。 1995年,，昆山錦滬機械有限公司在河南洛陽鋼鐵廠建成VPSAO 1000Nm3/h制氧機,，標志著變壓吸附在我國正式進入工業(yè)領域，也標志著變壓吸附在我國進入高速發(fā)展時期,。 20世紀90年代是我國變壓吸附制氧技術突飛猛進向前發(fā)展的時期,，變壓吸附制氧技術逐漸成熟，有些產品的綜合技術經(jīng)濟指標已經(jīng)接近國外先進水平,。
多年的實踐表明,，我國變壓吸附制氧技術已經(jīng)走出實驗室步入實用化階段。在近十年內,，通過不斷地技術更新和研究開發(fā),，我國變壓吸附制氧技術日新月異，發(fā)展迅速,，與世界先進水平之間的差距正在不斷縮小,。但從整體水平上看,，我國在很多方面與國際先進水平仍有一定的差距,。如在新型高性能的吸附劑的研究，吸附流程的改進,，理論分析研究和數(shù)學模型的建立,，質量監(jiān)控與自動化控制等許多方面。 分子篩變壓吸附氣體分離和提純技術是利用分子篩,、依靠壓力的變化來實現(xiàn)吸附和再生,，其再生速度快、能耗低,、屬于節(jié)能型氣體分離技術,，特別符合在能源短缺的情況下其低品質資源的開發(fā)利用的世界潮流。分子篩變壓吸附原理的制氧機僅僅利用空氣就可以生產純度在90一95%的氧氣,，并且其制氧機工藝流程簡單,、安全、投資少,、能耗比較低,，因此在中小規(guī)模的需要富氧的地方，如近年來各級醫(yī)院的中心供氧系統(tǒng)的氧氣氣源愈來愈多的選用制氧機產氧,，這類設備均采用分子篩變壓吸附氣體分離和提純技術獲取低成本的氧氣,。
PSA制氧裝置
原料空氣經(jīng)空氣壓縮機增壓后，空氣預處理系統(tǒng)除去油,、塵埃等固體雜質及大部分的氣態(tài)水,進入裝有沸石分子篩（ZMS）的吸附塔,，空氣中的氮氣,、二氧化碳、水蒸氣被吸附劑選擇吸附,，氧氣則穿過吸附塔,，氧作為產品氣體輸出。當吸附塔內吸附劑接近吸附飽和時,，壓縮空氣進入另一只已再生后的吸附塔繼續(xù)吸附,，吸附飽和的吸附塔則通過向大氣排氣泄壓，并引入部分產品氧氣對吸附劑床層清洗,，使吸附飽和的吸附劑解吸再生,，為下次吸附做準備。吸附塔在PLC或DCS系統(tǒng)的控制下循環(huán)切換完成連續(xù)產氧,。氧氣經(jīng)儀表分析計量送用戶使用,。
VPSA/VSA制氧
在環(huán)境溫度下，原料空氣經(jīng)過濾器凈化進入鼓風機增壓,，通過空氣溫度調節(jié)系統(tǒng)冷卻并維持在某恒定溫度進人裝有沸石分子篩吸附劑的吸附塔,，空氣中的水分，二氧化碳和氮氣等被吸附劑吸附,，不被吸附的氧氣在吸附塔富集并作為產品氣送入氧氣產品緩沖罐,，經(jīng)計量分析臺格后送用戶使用。
真空解吸
VPSA 制氧機主要原理與變壓吸附制氧機原理基本是一樣的,，不同之處在于分子篩的解吸再生使用了一套抽真空系統(tǒng)
