D0I:10.13374j.issn1001-053x.2001.06.019 第23卷第6期 北京科技大学学报 VoL23 No.6 2001年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.2001 微型PSA制氧技术试验研究 刘应书”乐恺》冯俊小》侯庆文) 1)北京科技大学机械工程学院，北京1000832H北京科技大学信息工程学院，北京100083 摘要研究了微型变压吸附PSA)制氧时空气量、分子筛、吸附时间、吸附塔高径比等因素 对产品气浓度和流量的影响.产氧量与空气量之比约为15~18，氧气收得率约为25%~30%.分 子筛品种对制氧效率有重要影响，分子筛量与产氧量基本成线性关系.对于给定的条件，存在 最佳的吸附时间.高径比对产品气浓度的影响与产氧量有关，浓度随高径比增加而增加 关键词PSA;制氧；气浓度 分类号TQ116.14 变压吸附(PSA)技术自60年代开发应用以 剂及其数量、吸附与解吸时间、吸附器结构、吸 来，发展非常迅速，已经在空气分离制氧制氮、 附与解吸压力以及空气的流量、温度与湿度等. 氢气提纯、二氧化碳提纯、一氧化碳提纯、天然 12试验内容及试验方法 气净化、煤矿瓦斯气处置等方面得到广泛的应 以产氧量、氧气含量作为研究对象，考察其 用四.在制氧方面，目前主要向大容量技术、微型 随表1所示参数以及吸附压力、吸附时间、压缩 制氧技术、高浓度制氧技术三大方向发展四.微 空气温度、环境温度与湿度等因素的变化与产 型PSA制氧技术在医疗保健、家庭氧疗、室内 氧量和氧含量之间的关系.为了便于讨论，所涉 环境、高原补氧、科研氧源以及养殖业用氧等方 及的有关参数都作了量纲为一化处理.试验装 面有着广泛应用前景，并越来越得到重视，成为 置如图1所示，空气经过滤、压缩、冷却后分配 研究开发的活跃领域).由于微型PSA制氧技 进入吸附塔分离，富氮空气经消声后排出，产品 术主要面对民用市场，广泛用于家庭、办公室等 气体由流量计计量并用测氧仪检测其含量.流 场所，除了应满足制氧含量和流量的基本要求 量计是玻璃转子氧气流量计.测氧仪为YHL-2 外，还要受到设备体积、成本、噪声等方面的严 智能测氧仪. 格限制.因此，以氧流量和氧含量为中心的传统 的变压吸附技术已经不能满足要求，必须研究 更高效、更紧凑、更先进的技术 1试验研究 1.1变压吸附原理 PSA制氧是根据吸附剂对空气中氧、氨等 不同气体在吸附量、吸附力、吸附速度等方面的 差异，以及吸附容量随压力变化而变化的特性， 在加压条件下，吸附氮气、二氧化碳、水蒸气等 气体，并从中分离氧气（吸附）；然后在降压条件 下脱附各种组分，实现吸附剂的再生（解吸）.微 1过滤器，2压缩机，3限压阀，4冷却器，5,11,14压力表， 型PSA制氧就是按照这个原理在一定的工艺技 6,10,15流量计，7控制阀，8,9吸附塔，12储氧罐，13减压阀， 术条件下以空气为原料连续不断制取氧气.影 16测氧仪，17消声器 响微型PSA制氧工艺的参数较多，主要有吸附 图1试验流程 收稿日期200106-15刘应书男，41岁，教授，博士后 Fig.1 The work flow of exprimentsDOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2001. 06. 019