VPSA制氧裝置的操作必須至少包含兩個步驟:進氣吸附和抽空解吸,無論采用幾塔流程,每個吸附塔都必須周期性地重復這兩個步驟。變壓吸附裝置規模小,一般采用兩塔流程,后來為了擴大規模和節約能耗,又開發出多塔流程。隨著新型吸附劑的開發和設備制造工藝的進步,又逐步向兩塔流程回歸。這是因為采用兩塔流程時,當一個塔進行吸附時,另外一個塔可以進行抽空解吸,兩個塔互相匹配,可以在短的時間內完成必須的操作,使吸附劑的利用效率較高,而且兩塔流程可以實現吸附塔之間的均壓,氧氣的收率和能耗也可達到比較好的水平;此外,兩塔流程由于工藝簡單,設備數量少、投資較低。
盡管兩塔流程在能耗水平上不如多塔流程,但綜合考慮投資和運行費用,兩塔流程的長期運行成本低。因此,在可能的情況下應盡可能選擇兩塔流程,這個結論是理論上的分析,同時得到了國內外變壓吸附制氧設備供應商長期實踐的驗證。
但大規模裝置采用兩塔流程必須解決兩個難點:在限定氣流速度的前提下,解決大直徑吸附塔的制造問題并保證吸附塔內氣流分布的均勻性。因此,在實際應用中,裝置規模較大而又無法解決上述兩個難點時,往往采用多塔流程,但是也同樣需要關注氣體流速、吸附塔氣流分布均勻性和大直徑吸附塔的制造問題。對變壓吸附制氧工藝流程的選擇原則是在滿足氣流速度和吸附塔直徑的前提下,盡量選少的吸附塔。
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