·496- 北京科技大学学报 2005年第4期 99.6 48 加产品气高压清洗阶段可以显著提高吸附床解 99.4 吸气中强吸附组分的含量， 氧气的质量分数 44 (3)为了得到99.0%以上的高浓度氧气，循环 99.2 回收率 过程中清洗比应控制在0.4左右，最佳吸附时间 99.0 为60s. 36 96.8 (4)以氧95%、氩5%为进气，建立的实验装置 的产品气纯度可以达到99.4%，回收率为42%. 32 96.6 455055606570 758085 参考文献 吸附时间/s [1]Hayashi S,Kawai M,Kaneko T.Dynamics ofhigh purity oxygen 图5氧气的质量分数和产品回收率与吸附时间的关系 PSA.Gas Sep Purif,1996,10 (1):19 Fig.5 Effect of adsorption duration on product purity and recovery [2)乐恺，余谦虚，刘应书，等.基于PLC的变压吸附制高纯 1中可以看出，当吸附时间为60s左右时，氧氩组 氧系统.北京科技大学学报，2003,25(2)：185 [3)朱学军，郭彤，蓝德田。一种从空气中变压吸附制取高浓 分吸附速率相差最大.另外由图中还可以看出， 度氧气的方法.中国专利，CN1221642A. 随吸附时间延长，产品回收率呈逐渐下降趋势， [4朱学军，郭形.变压吸附制高纯医用氧流程的研究，军用 但变化幅度不大.对于CMS动态分离氧氩过程， 医学科学院院刊，1999,23(2)：81 为了获得最佳的氧氩分离效果，吸附时间应选择 [5]Salil UR,Yang RT.Kinetic separation of oxygen and argon using molecular sieve carbon.Adsorption,2000(6):15 在60$左右，另外由图中还可以看出，在清洗比 [6]Hu Z H,Vansant E F.Carbon molecular sieves produced from 为0.4、吸附时间为60s条件下，实验装置的性能 walnut shell.Carbon,1995,33(5):561 达到最佳水平，即产品气的纯度为994%，产品回 [刀朱学军，郭形。提高碳分子筛氧氩分离特性的技术方法 低温与特气，19994)：21 收率为42%. (8]Ruthven D M,Farooq S,Knaebel K S.Pressure Swing Adsorp- tion.USA:VCH Publishers Inc,1993.72 4结论 [9]Sun L M,Levan M D.Numerical solution of diffusion equations by the finite difference method:efficiency improvement by iso- (I)基于CMS动态吸附机理，建立了利用 volumetric spatial discretization.Chem Eng Sci,1995,50 (1): CMS作为吸附剂分离氧氩的PSA实验装置. 163 (2)对于CMS分离氧氩过程，循环过程中增 [10]杨RT.吸附法气体分离.北京：化学工业出版社，1991.250 Experimental study on separation of oxygen and argon by carbon molecular sieves CUI Hongshe,LIU Yingshu,LIU Wenhai,YUE Kai,ZHANG Dexin 1)Mechanical Engineering School,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)Qingdao Institute of Architecture and Engineering,Qingdao 266033,China ABSTRACT The experimental apparatus for the separation of oxygen and argon was established based on the kinetic adsorption of carbon molecular sieves.The effects of PSA cycle,rinse-ratio and adsorption duration on the performance of adsorption processes were investigated.The experimental results show that to incorporate the rinse step can increase greatly the concentration of oxygen in desorbed gas.For producing high purity oxygen,the opti- mum values of the rinse-ratio and adsorption duration should be about 0.4 and 60 s respectively.Under this condi- tion,the oxygen purity up to 99.4%is obtained for the 42%recovery with the feed gas mixture of 95%oxygen and 5%argon. KEY WORDS carbon molecular sieve;separation of oxygen and argon;PSA;rinse-ratio;high purity oxygen北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 加 产 品气 高压 清 洗 阶 段 可 以显 著提 高吸 附床 解 吸气 中强 吸 附组 分 的含 量 为 了得 到 以上 的高浓 度 氧 气 ， 循环 过 程 中清 洗 比应 控 制 在 左 右 ， 最佳 吸 附 时 间 为 以氧 、 氨 为进 气 ， 建 立 的实验 装 置 的产 品气纯度 可 以达 到 ， 回 收率 为 嫉犷余喇馒撅芝 哈板哥邻回芝 吸 附时 间 图 氛气 的质 分 数和 产品 回 收率 与吸 附时间的关 系 幻陌 对 溉 叮 中可 以看 出 ， 当吸 附时 间为 左 右 时 ， 氧氢 组 分 吸 附速 率相 差 最 大 另 外 由图 中还 可 以看 出 ， 随吸 附时 间延 长 ， 产 品 回收率 呈逐渐 下 降趋 势 ， 但 变化 幅度 不 大 对 于 动 态 分 离氧氢 过 程 ， 为 了获得 最佳 的氧氢 分离 效 果 ， 吸 附时 间应 选 择 在 左 右 另外 由 图 中还 可 以看 出 ， 在 清 洗 比 为 、 吸 附 时 间为 条件 下 ， 实验 装 置 的性 能 达 到最佳 水平 ， 即产 品气 的纯度 为 ， 产 品回 收率 为 结论 基 于 动 态 吸 附机 理 ， 建 立 了利 用 作 为 吸 附剂 分 离氧 氢 的 实验 装 置 对 于 分 离氧 氢 过 程 ， 循 环 过 程 中增 参 考 文 献 盯 ， 即 城 工 功 材 ， ， 乐 恺 ， 余谦虚 ， 刘应 书 ， 等 基 于 的变压 吸 附 制 高纯 氧 系统 北 京科技 大学 学 报 ， ， 朱 学 军 ， 郭彤 ， 蓝 德 田 一 种 从 空 气 中变压 吸 附制取 高 浓 度氧气的方法 中国专 利 ， 砰 朱学 军 ， 郭彤 变压 吸 附制高纯 医用 氧 流 程 的研究 军 用 医学科学 院院 刊 ， ， 【 吐 加 印田，石佣 出召 吐， ， 、 刀 助 如 】 比 ， ， 〔 朱 学军 ， 郭彤 提 高碳 分子 筛氧氢分 离特性 的技术方 法 低温 与特气 ， 〔 ， ， 力朗 ， 从 叨 肋 贻 ， ， 【 杨 吸 附法气体分离 北 京 化学工 业 出版社 ， 双 ， ， ，，毛 万刊笋 ，， 环乞 ，， ‘， 月义刀 ，， 即 川 ， 饰 工沈 留 ， ， 户 ， ， 姚 七 ， 一 ， 一 ， 面 奴叮 田嗯。 一