变压吸附制氧技术方案文档格式.docx
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变压吸附制氧技术是近几十年发展起来的一种空分制氧工艺。
与传统的深冷空分制氧装置相比，变压吸附制氧装置具有投资少、能耗低、运行维护费用低、工艺条件温和（常温、低压）、工艺流程简单、自动化程度高、操作灵活性高（可随时开停）、建设工期短和安全性好等优点，因此得到国外大型气体公司和研究机构的广泛关注，并纷纷投入巨大的人力物力研究开发。
自九十年代国外开发成功高效锂基制氧分子筛后，变压吸附空分制氧技术开始迅猛发展并得到广泛应用。
目前，在很多用氧场合下变压吸附空分制氧可替代深冷空分制氧，并且装置的经济性明显优于传统的深冷空分制氧装置。
2.1．变压吸附空气分离制氧原理
空气中的主要组份是氮和氧，因此可选择对氮和氧具有不同吸附选择性的吸附剂，设计适当的工艺过程，使氮和氧分离制得氧气。
氮和氧都具有四极矩，但氮的四极矩（0.31Å
\u65289X比氧的（0.10Å
\u65289X大得多，因此氮气在沸分子筛上的吸附能力比氧气强（氮与分子筛表面离子的作用力强，如图1所示）。
因此，当空气在加压状态下通过装有沸分子筛吸附剂的吸附床时，氮气被分子筛吸附，氧气因吸附较少，在气相中得到富集并流出吸附床，使氧气和氮气分离获得氧气。
当分子筛吸附氮气至接近饱和后，停止通空气并降低吸附床的压力，分子筛吸附的氮气可以解吸出来，分子筛得到再生并重复利用。
两个以上的吸附床轮流切换工作，便可连续生产出氧气。
氩气和氧气的沸点接近，两者很难分离，一起在气相得到富集。
因此变压吸附制氧装置通常只能获得浓度为90%~95%的氧气（氧的极限浓度为95.6%，其余为氩气），与深冷空分装置的浓度99.5%以上的氧气相比，又称富氧。
2.2.变压吸附空分制氧装置工艺简述
从上述原理可知，变压吸附空分制氧装置的吸附床必须至少包含两个操作步骤：
吸附（较高压力下）和解吸（较低压力下），期性地重复操作。
因此，当只有一个吸附床时，产品氧气的获得是间断的。
为了连续获得产品气，在制氧装置常都设置两个以上的吸附床，并且从节能降耗和操作平稳的角度出发，另外设置一些必要的辅助步骤，如均压、氧气冲洗等。
每个吸附床一般都要经历吸附、顺向放压、抽空或减压再生、冲洗置换和均压升压等步骤，期性地重复操作（以两塔VPSA制氧流程为例，示于表1）。
在同一时间，各个吸附床则分别处于不同的操作步骤，在计算机的控制下定时切换，使几个吸附床协同操作，在时间步伐上则相互错开，使变压吸附装置能够平稳运行，连续获得产品气。
根据解吸法的不同，变压吸附制氧又分为两种工艺：
1、PSA工艺：
加压吸附（0.2～0.6MPa）、常压解吸。
PSA工艺设备简单、投资小，但氧气收率低、能耗高，适用于小规模制氧（一般＜200m3/h）的场合。
2、VPSA工艺：
常压或略高于常压（0～50KPa）下吸附，抽真空（－50～－80KPa）解吸。
相对于PSA工艺，VPSA工艺设备复杂、投资高，但效率高、能耗低，适用于制氧规模较大的场合。
对于实际的分离过程，还必须考虑空气中的其它微量组份。
二氧化碳和水份在通常的吸附剂上的吸附能力一般要比氮和氧都大得多，可在吸附床填加合适的吸附剂（或利用制氧吸附剂自身）使其被吸附清除。
三、技术案
3.1基本设计条件
序号
参数
数值
1
环境条件
大气压
101.3KPa
制氧装置环境温度
30℃（最热月平均温度）
2
大气条件
相对湿度
80%
氧含量
20.95%（V）
CO2含量
＜400ppm
C2H2含量
≤0.5ppm
CnHm含量
≤10ppm
机械杂质
≤20mg/m3
3
循环冷却水
水温
≤30℃
水质
总硬度≤1.6mmol/L
PH值7－8
悬浮物含量≤50mg/L
水压
≥0.2MPa（G）
设备回水
常压回水
4
真空泵密封水（软水）
总硬度≤0.5mmol/L
悬浮物含量≤5mg/L
5
电源条件
频率
50Hz
电压
高压
6KV
低压
380V
仪表照明
220V
电压频率波动围：
符合标准规定的围
高压电采用一路进线；
低压电采用一路进线
3.2项目名称及技术性能指标：
项目
说明
备注
装置名称
真空变压吸附制氧机
氧气流量
1000Nm3/h（0℃,101.325KPa）
折算纯氧
氧气纯度
≥80%
氧气纯度可调节
产品气出口压力
10-15Kpa
产品氧气温度
常温
6
装置制氧电耗
0.35±
0.02KW/Nm3
3.3公用工程的定额配置和消耗表
项目
规格
单位
装机功率
使用
备注
电
380V50Hz
KW
鼓风机
6KV±
5%50Hz
220
真空泵
220V±
连续
控制系统
循环水
吨/h
20
鼓风机、鼓风机、冷却器
软水
仪表气
≥5bar
Nm3/h
45
空压机、冷干机、精密过滤器、阀门整套
3.4系统供货清单
3.4.1动力设备供货一览表
名称
规格和型号
数量
制造商
罗茨鼓风机
RRF-300
章丘鼓风机厂股份有限公司
含测振测温元件
低压电机
西玛电机
罗茨真空泵
RRG-350
高压电机
3.4.2非标设备供货一览表
设备名称
规格、型号民（MM）
材质
吸附塔
外型尺寸：
Φ3600
Q345R
2台
氧气缓冲罐
1台
氧气储罐
放空消音器
组合件
1套
换热器
220㎡
翅片不锈钢
水箱
Φ1000
3.4.3制氧填料一览表
装填位置
重量
VSA-10
白色
10T
进口
氧化铝
8T
3.4.4制氧进口程控阀一览表
阀门名称
规格型号
切换蝶阀
DN300
DN350
DN400
DN100
DN150
薄膜调节阀
DN125
其它阀门
止回阀、手动蝶阀等
3.4.5自控系统
设备（仪表）名称
控制柜、电源、PLC控制器、显示仪表、编程软件等
上位机系统
Dell计算机，Windows操作系统，激光打印机
现场仪表
智能压力变送器、智能差压变送器、环式取压板流量计、
铂电阻、、氧分析仪、阀门定位器等
系统调试
系统组态、系统调试、组态培训
3.4.6电控设备一览表
高压进线柜
高压启动柜
低压进线柜
低压配电柜
现场操作箱
3.5技术资料以及交付
根据用户的要求，我公司为用户提供全套施工图设计文件或向用户及用户指定的设计院提供装置工艺包和基础设计资料，保证施工图设计的顺利进行。
资料名称
交付时间
界区总平面布置图
合同生效一个月
土建条件图
工艺流程图
设备一览表（包括所有静设备和动设备）
公用工程消耗
工艺专业施工设计图
7
设备操作运行说明书
设备组态调试10天
8
设备维修手册
验收合格10天
9
控制系统手册、随机文件、图纸及其他原始资料
3.6工程进度
1、合同签订并收到预付款后30天完成施工图设计
2、合同生效后6个月装置建成投产。
3.7系统报价
价格（万元）
55
75
水冷却器
10
吸附器
2套
50
分子筛
气体储存罐
气体平衡罐
仪控系统
15
电控系统
11
仪表空气系统
12
切换系统
35
13
安装材料费
14
安装费
工程设计费
合计
486
合计人民币（大写）：
肆佰捌拾陆万元整
说明：
该报价仅基本配置报价，如配置有变化，价格也会做相应变化。
该报价有效期为3个月
四、近两年变压吸附设备部分业绩表
用户单位
第一玻璃厂
ZY-50变压吸附制氧设备
兴化药用玻璃总厂
海浪玻璃厂
钢铁厂
广宁造纸厂
广宁纸浆厂
诸暨钢铁厂
ZY-70变压
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