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变压吸附法是近期发展起来的新工艺。Skarstrome等人于1960年发明,最初在工业上主要用于空气干燥和氢气纯化。1970年后才开发用于空气制氧或制氮,1976年后逐渐开发成功用碳分子筛,或用沸石分子筛的真空变压吸附法,从空气中制氧或氮,1980年实现了用单床PSA法吸附制取医用氧。

变压吸附法 (PSA)

吸附分离是利用吸附剂只对特定气体吸附和解析能力上的差异进行分离的。为了促进这个过程的进行,常用的有加压法和真空法等。分子筛变压吸附分离空气制取氧的机理,一是利用分子筛对氮的吸附亲和能力大于对氧的吸附亲和能力以分离氧,氮;二是利用氧在碳分子筛微孔系统狭窄空隙中的扩散速度大于氮的扩散速度,使在远离平衡的条件下可分离氧氮。

变压吸附法制氧,氮在常温下进行,其工艺有加压吸附/常压解析或常压吸附/真空解析两种,通常选用沸石分子筛制氧,碳分子筛制氮。1991年,日本三菱重工制成世界上最大的PSA制氧设备,其氧产量可达8650m3/h,我国的PSA制氧设备已初步系列化,产量最高可达2600m3/h,氧纯度≥90%,德国林德公司20世纪80年代以来的单位氧产品能耗最低可达0.42kw.h/m3 O2。

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