a處過濾的空氣在鼓風機的輸送下,進入裝有分子篩及活性氧化鋁的吸附塔A或B。當空氣流經(jīng)塔內(nèi)分子篩固定床層時,空氣中的氮氣分子在吸附作用力下擴散到分子篩固體中去。
氧氣分子和氬氣原子則通過床層到緩沖罐中,并由氧壓機加壓到客戶的使用壓力后,輸送到儲氣罐通過C處輸出供用戶使用。
經(jīng)過一段時間的吸附,分子篩顆粒中充滿氮氣分子,達到吸附飽和階段,此時關閉空氣進口閥,利用塔內(nèi)的富氧空氣對剛抽真空的另一塔進行沖洗,等壓力降到某一值時關閉均壓閥,同時打開真空泵進口閥對塔體抽真空,氮氣由b處排出。
到一定真空度后再利用另一塔內(nèi)的富氧氣及緩沖罐中部份產(chǎn)品氣對分子篩沖洗,從而使吸附劑徹底解吸。吸附劑解吸過程完成后,用產(chǎn)品氣對塔進行充壓,充壓至某一低真空度值后關閉緩沖閥,打開鼓風機出口閥對吸附塔進行充壓,為下一次吸附做準備。
近年來, 簡化工藝流程是VPSA制氧工藝發(fā)展的趨勢之一。由過去的三床、四床向單床或兩床發(fā)展。
三床制氧工藝鼓風機連續(xù)工作,壓力波動小,同時氧氣產(chǎn)品壓力高,波動小。同兩床制氧工藝比較,主要存在以下不足:
1)與兩床制氧工藝吸附、解吸時間相同的條件下,三床循環(huán)周期時間比兩床長1/3,吸附劑用量增加。
2)吸附塔和切換閥的數(shù)量增加。
3)鼓風機平均排氣壓力和溫度高于兩床,排氣溫度高,直接影響床層吸附溫度,吸附劑的吸附能力下降。排氣壓力高,鼓風機能耗增加。同時,國外知名VPSA制氧企業(yè)基本上都采用兩床工藝。
VPSA制氧裝置出現(xiàn)的問題及改進
工程項目的建設地屬高熱地區(qū),由于鼓風機壓比限制,鼓風機出口溫度較高。換熱器設計較小,在實際調(diào)試過程中調(diào)整了周期,正壓有所下降,進塔溫度才有所降低。
工程設計中,強調(diào)了冬季運行的安全性,忽略了夏季運行氣溫高給設備運行帶來的危害性,故鼓風機吸風口放置在室內(nèi)。
為防止噪音擴散,主廠房基本為全密閉結(jié)構,自然通氣不良,設置的通風設備能力不足,導致廠房內(nèi)溫度比環(huán)境溫度高約10℃,環(huán)境溫度28℃時,鼓風機排氣溫度高達75℃。
吸附溫度高,吸附劑吸附性能下降,導致氧氣產(chǎn)量或氧氣純度下降。針對出現(xiàn)的問題,增加機械通風設備。同時,改進操作程序和操作工況,取得了良好的效果。