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變壓吸附制氧原理及分子篩的選擇

閱讀：19發布時間：2025-1-11

　　變壓吸附制氧是利用氣體在不同的壓力下在吸附劑上的吸附能力不同，對空氣中各種氣體進行分離的一種非低溫空氣分離技術。空氣中的主要組份是氮和氧，因此可選擇對氮和氧具有不同吸附選擇性的吸附劑，設計適當的工藝過程，使氮和氧分離制得氧氣。

　　氮和氧都具有四極矩，但氮的四極矩(0.31å)比氧的(0.10 å)大得多，因此氮氣在沸石分子篩上的吸附能力比氧氣強(氮與分子篩表面離子的作用力強)。因此，當空氣在加壓狀態下通過裝有沸石分子篩吸附劑的吸附床時，氮氣被分子篩吸附，氧氣因吸附較少，在氣相中得到富集并流出吸附床，使氧氣和氮氣分離獲得氧氣。當分子篩吸附氮氣至接近飽和后，停止通空氣并降低吸附床的壓力，分子篩吸附的氮氣可以解吸出來，分子篩得到再生并重復利用。兩個以上的吸附床輪流切換工作，便可連續生產出氧氣。

　　變壓吸附是通過壓力的變化而使混合氣體在吸附劑中吸附和脫附交替進行的循環過程中將氧氮分離，從而得到所需要一定濃度的氧氣。由此可見，分子篩對氮氣的吸附容量和氮氧分離系數是決定psa制氧裝置規模和技術經濟指標***關鍵的因素。

　　高效分子篩主要應用于鋼鐵、有色冶金等行業的變壓吸附制氧裝置上，具有氮氣吸附容量大，氮、氧分離系數高，易脫附等特性，其氮氣吸附容量比a型制氧分子篩大2-3倍，氮、氧分離系數是a型制氧分子篩的2倍左右；分子篩具有良好的耐磨性和較長的使用壽命。分子篩能顯著降低制氧能耗和裝置的運行成本，從而提高經濟效益。

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