Vol.26 No.1 刘应书等：SARS患者专用微型制氧机工艺参数实验研究 113 2.4吸附塔高径比的影响 纯度大于90%的氧气.另外，随着产品气流量的 吸附塔高径比对产品气纯度的影响示于图6 增加，采用三种分子筛作为吸附剂的制氧装置的 中，其中曲线1,2,3分别表示产品气的流量为1， 产品气纯度均有下降的趋势，当产品气流量增大 2,3Lmin.由图6可知，当产品气流量保持一定值 到3Lmin以后，产品气纯度呈线性下降趋势. 时，随着吸附塔高径比的增加，产品气纯度增加. 但由于空气中氧氩在沸石分子筛上表现出十分 3结论 接近的吸附性，变压吸附过程能够产生的最高产 (1)对于微型变压吸附制氧装置，随着吸附时 品气纯度为95%左右.另外，产品气流量的不同， 间的延长，产品气纯度和回收率首先升高，达到 吸附塔高径比对产品气纯度的影响也存在差异， 最大值后开始下降，存在一个最佳的吸附时间. 随着产品气流量的增加，高径比的影响越大.对 在本文实验条件下，其最佳吸附时间为12s 于微型变压吸附制氧系统，较为合适的吸附塔高 (2)随着反吹比的增加，产品气纯度和回收率 径比为3.7-4.0 首先升高，达到一个最大值后开始缓慢下降.在 96F 本文实验条件下，其最佳的反吹比为0.5 92 (3)随着产品气流量的增加，产品气纯度下 88 降，而产品回收率升高. (4)随着吸附塔高径比的增加，产品气的纯度 逐渐升高.在微型化条件下，较为合适的吸附塔 80 高径比为3.74.0 6 (5)试用的三种分子筛制氧效果有较大差别， 72L 2.53.0 3.54.04.55.05.56.0 VP800型分子筛用于微型制氧装置效果最好， 吸附床高径比 参考文献 图6产品气纯度、回收率与吸附塔高径比的关系 1刘应书，乐恺，冯俊小，等.微型PSA制氧技术实验 Fig.6 Effect of beds dimension on product purity and re- 研究[)，北京科技大学学报，2001,23(6)：549 covery 2 Liu Y S,Cui HS,Li HL,et al.Experimental study on the 2.5分子筛的影响 influences of feed temperature and humidity for a small- 分子筛种类对微型变压吸附制氧机的影响 scale PSA oxygen unit [A].Zhang XX,Feng Y H.The 关系如图7所示.所采用的三种分子筛分别是 First International Symposium on Thermal Science and Engineering [C].Beijing,2002.G-116 VP-800,0.5,ZMS-2型沸石分子筛.由图7可知， 3 Ruthven D M,Farooq S,Knaebel K S.Pressure Swing Ad- 所选的三种分子筛均可用于微型变压吸附制氧 sorption [M].VCH Publishers,1993.72 系统，但在制氧效果上三种分子筛存在较大的差 4王啸，马正飞，周汉涛，等，两床变压吸附空分制氧 异.VP-800型分子筛效果最好，0-5型分子筛次 过程的模拟).天然气化工，2003,28(1)：50 之，而采用ZMS-2型分子筛作为吸附剂不能获得 5 Kenneth G,Teague Jr,Thomas E.Predictive dynamic mod- 100 el of a small pressure swing adsorption air separation unit -△-VP800 -0-01-5 [J].Ind Eng Chem Res,1999,38(10):3761 90 -ZMS-2 6 Serbezov A,Sotirchos S V.Particle-bed model for multi- component adsorption-based separations:Application to 80 pressure swing adsorption [J].Chem Eng Sci,1999,54: 5647 7乐恺，余谦虚，刘应书，等.基于PLC的变压吸附制 60 高纯氧系统).北京科技大学学报，2003,25(2)：185 8 Adelio MMM,Carlos A V C,Alirio E R.Oxygen separ- 1 2 3 ation from air by PSA:modelling and experiment results 产品气流量/(Lmin) part I:isothermal operation [J].Sep Purif Technol,2001, 图7分子筛种类对产品气纯度和回收率的影响 24:173 Fig.7 Effect of adsorbent on product purity and recoveryb N 】 2 V . 6 0 . 刘应 书等 1 : A S S R 患 者专 用微 型制 氧机 工艺 参数 实验 研 究 吸 附塔 高径 比的 影 响 4 2 . 吸附 塔高 径 比 对 产 品气纯 度 的影 响示 于 图 6 中 , 其 中 曲线 1 , 2 , 3 分 别表示 产 品气 的流 量 为 1 , 2 , 3 L I/ n in . 由图 6 可 知 , 当产品气 流量 保持 一 定值 时 , 随着吸 附塔 高径 比 的增加 , 产品气 纯度 增加 . 但 由于 空气 中氧 氢 在沸 石 分 子 筛 上 表现 出十 分 接近 的吸附 性 , 变压 吸 附过程能够 产 生 的最 高产 品气 纯度为 95 % 左 右 . 另 外 , 产 品气流 量 的不 同 , 吸 附塔 高径 比对 产 品气纯 度 的影 响也 存在 差异 , 随着 产 品气 流 量 的增 加 , 高径 比的 影 响越大 . 对 于微 型变压 吸 附制氧 系统 , 较 为合适 的 吸 附塔高 径 比 为 3 . 7码:0 纯度 大 于 90 % 的氧 气 . 另 外 , 随 着产 品气 流 量 的 增 加 , 采 用三 种 分子筛作 为吸 附剂 的制氧 装 置 的 产 品气 纯度 均 有下 降的趋 势 , 当产 品气流 量增 大 到 3 L m/ in 以后 , 产 品气 纯 度呈 线性 下 降 趋势 . `U, z ù八O4 八 `CU, ,Q ù入90O6C à,才 7 . 芝侧氧犷唯礼 吸 附床 高径 比 图 6 产 品 气纯 度 、 回 收率 与吸 附塔 高径 比的关 系 F i g . 6 E fe e t o f b e d s d im e n s fo n o n P er d u e t P u r iyt a n d -er CO V e r y .2 5 分 子 筛 的 影响 分 子 筛种 类 对 微 型 变 压 吸 附 制 氧 机 的 影 响 关 系 如 图 7 所 示 . 所 采用 的三 种 分 子筛分 别 是 V R 80 O , O厂5 , Z M S一 型 沸石 分子 筛 . 由图 7 可 知 , 所 选 的三 种 分 子筛 均可 用 于 微 型变 压 吸 附 制氧 系统 , 但 在制 氧 效果 上三 种分 子筛存在 较 大 的差 异 . V甲- 8 0 型分 子 筛效 果 最好 , 0 -2 5 型分 子 筛 次 之 , 而采用 Z M S 一 2 型 分子 筛作 为 吸附剂 不 能获得 nUn ùǎ Q U ù R t 芝侧坛犷唱化 z 产 品气 流量 / (L · m i n 一 , ) 图 7 分子 筛种 类对 产品 气纯 度和 回 收 率 的影 响 F ig · 7 E fe e t o f a d s o r b e n t o n Por d u e t P u r iyt a n d er e o v e yr 3 结 论 ( l) 对 于 微型 变压 吸 附制氧 装置 , 随着吸 附时 间 的延长 , 产 品气 纯 度和 回收率首 先 升 高 , 达 到 最大 值 后开 始 下 降 , 存 在一 个 最佳 的吸 附 时 间 . 在本 文 实验 条件 下 , 其最 佳 吸 附时 间为 12 5 . (2 )随着 反吹 比 的增加 , 产 品气 纯度 和 回 收率 首先 升 高 , 达 到 一个 最 大值后 开 始缓 慢 下 降 . 在 本文 实验 条 件 下 , 其 最佳 的反 吹 比 为 .0 5 . (3 ) 随着 产 品气 流 量 的增 加 , 产 品气 纯度下 降 , 而 产 品 回收率 升 高 . (4 )随着吸 附塔 高径 比 的增加 , 产 品气 的纯度 逐渐 升 高 . 在 微 型化 条 件下 , 较 为 合适 的吸 附塔 高径 比为 3 . 7~4 . 0 . (5) 试 用 的三 种分 子筛制氧 效 果有较 大 差别 , VP S OO 型分 子筛用 于微 型制氧 装 置 效 果最 好 . 参 考 文 献 1 刘应 书 , 乐恺 , 冯俊 小 ,等 . 微 型 P SA 制 氧技 术实 验 研 究 [J ] . 北京科 技大 学学 报 , 2 0 0 1 , 2 3 ( 6 ) : 5 4 9 2 L i u Y S , C u i H S , L I H L , e t al . E xP e r im e nt a l s ut dy o n ht e i n fl u e n e e s o f fe ed t e m Per al 卫r e an d h u m id i t y for a sm al l - s e a l e P SA o xy g e n un it [A ] . Z h a n g X X , F e ng Y H , hT e F i r s t ntI ern at ion al S y m P o s l u m o n T h e rm al S e i e n e e an d E gn in e e r i n g [ C 」 . B e ij i n g , 2 0 02 . G 一 1 16 3 Ru ht v e n D M , F ar o o q S , 劫 a e b e 1K S . P er s s ur e s w i n g A d - s o prt i o n [M ] . V C H Pub li s h e r s , 1 9 9 3 . 7 2 4 王啸 , 马正 飞 , 周 汉涛 , 等 , 两 床变 压 吸 附空分制 氧 过程 的模拟 [ J] . 天 然气 化工 , 2 0 0 3 , 2 8 ( l ) : 5 0 5 K e ne ht G , eT ag u e rJ, Th o m a s E . rP e di e ti v e dy n am i e m o d - e l o f a s m a l l Per s s ur e s w i n g ad s o pr ti o n iar s e Par at i o n un i t t J ] . nI d E n g C h em eR s , 19 9 9 , 3 8 ( 10 ) : 3 7 6 1 6 S e br e z o v A , S o t icr h o s S V P斌i e l e 一 b e d m o d e l fo r m u l ti - e o mP o n e in ad s o prt i o n 一 bas e d s eP ar at i o n s : A p li e at i o n t o Per s s uer s w i n g a d s o prt i o n [J ] . C h e m E n g S c i , 1 9 9 9 , 5 4 : 5 6 4 7 7 乐恺 , 余 谦 虚 , 刘应 书 , 等 . 基 于 P L C 的变压吸 附制 高 纯氧 系统 [J] . 北京 科技 大学 学报 , 2 0 0 3 , 2 5 ( 2 ) : 18 5 8 A de li o M M M , C ar l o s A V C , A l ir io E R . o xy g e n s eP ar - at i o n for m a i r by P SA : m o d e l li gn an d e xP e r i m e nt er s u it s Part l : i s o th e n n al OP e r at i o n [ J ] . SeP P ur i f eT c hn o l , 20 0 1 , 2 4 : 1 7 3