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在氧氣再生工藝中,空氣通過沸石珠,從自然產生的無機材料中產生一種吸附材料,類似普通的粘土。每顆直徑大約為2mm。這個篩子是專門設計的,通過吸附氮分子將氧氣與空氣中的氮氣和其它氣體分離開來,同時允許氧分子傳到收集容上。當沸石篩的床充滿氮分子時,必須經再生工藝才能得以繼續。收集的氧氣純度在90%,這就是產品,同時排出與水和二氧化碳混雜的不純氮氣

VSA和PSA發生器

大多數的發生器都是壓力回轉吸收型(PSA),在壓力高達8巴(116psig)下,沸石篩在常壓下會再生。這般高的壓力要求使用空氣壓縮機及空氣干燥機;VSA技術省卻了主要的運行成本。

VSA可在低壓(1.5)下使用氧氣,並在溫和真空(0.5)下完全再生篩。在VSA再生機中,壓縮機可用吹風機代替,這意味著可降低投資及操作成本。購買及使用VSA再生機的總成本低於使用PSA系統。

   
 

最值得購買的一點在於,VSA再生系統還能減少沸石床污染的可能性,因為它是一種干燥工藝;不會形成任何的水滴,也不會使進氣中的存在的水分保留在汽相中。另一方面,PSA工藝會使在進入的壓縮空氣中產生水分子,它會污染沸石篩。如果壓縮空氣是從噴油螺旋式壓縮機供給到PSA中,這通常是供給壓縮空氣最經濟的方法,那麼這又會增加沸石篩受油污染的危險性。噴油壓縮機的另一個缺點是從過濾系統中排出的冷凝物會受壓縮機油的污染,在某些地區還存在有毒廢料處理問題。

 PSA再生機有許多壓力活化的氣壓閥和開關,美商 Air Products & Chemicals 公司;最新專利產品VSA制氧機采用一種單一的電子開動四合一閥,這比氣壓閥更具有可靠性。因此不易出差錯。

   
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真空回轉吸收工藝 (VSA)

下圖解釋了該工藝是如何工作的:

 
 

 通過進氣孔進入的空氣,流經四合一閥,通過一段干燥的回轉葉輪吹風機、空氣冷卻器,再進入吸附器床,並再次流經V-1。 一旦水蒸汽進入了吸附容器,二氧化碳及烴類就會在干燥劑層中除去。因此,只有氧分子和氮分子流過篩床,在此氮氣得到了吸附,而氧氣卻流出容器,並通過開閥CV-2填入O2緩沖罐內。

床立即滲透了氮分子。現在這些氮分子得在真空步驟中脫除,以再生床。關閉CV-1CV-2,四合一閥旋轉,這樣吹風機就會反相運轉,從篩床"吸取"氮分子,除脫除水蒸汽外,還會從干燥劑層中除去二氧化碳和烴類。所有這些都是通過吹風機(現在的作用是真空吹風機)從系統中排出的廢氣,是最初進入的空氣。

在淨化步驟中,打開CV-2允許氧分子流回到吸附器容器中以幫助脫除系統中最微量的氮器。

最後,在再加壓步驟中,整個系統就回到了大氣壓狀態,通過閥-1旋轉,使空氣湧入入口。同時,氧氣允許進入床頂,這樣可確保該篩床不會移動(有時篩床移動在PSA系統中是一個問題)。在上述整個循環過程中產品閥PIC-1始終是打開的,這樣能保持氧氣產品源源不斷地流入。

 
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