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变压吸附制氧的发展历史
2021-03-25

变压吸附制氧的发展历史
    变压吸附分离技术被发明以来,广泛地应用于气体混合物的分离精制。
    首先,1958 年,Skarstorm 申请专利并应用此技术分离空气。同时,Gerin de Montgareuil 和Domine 也在法国申请专利。两者的差别是,Skarstorm 循环在床层吸附饱和后,用部分低压的轻产品组分冲洗解吸,而Gerin-Domine 循环采用抽真空的办法解吸。
    1960 年大型变压吸附法空气分离的工业化装置建成。
    1961 年用变压吸附分离工艺从石脑油中回收高纯度的正构烷溶剂,并命名为Isosiv 过程,1964年完善了从煤油馏分中回收正构烷烃的工艺。
    1966 年利用变压吸附技术提氢的四塔流程装置建成,20 世纪70 年代后采用四塔以上的多塔操作,并向大规模、大型化发展。
    1970 年又建成分离和回收氧的工业化装置,用于环保工业污水处理生化的需要。同时被广泛用于从石脑油中提取正构烷烃,再经异构化,将异构化产物加入汽油馏分中,以提高其辛烷的Hysomer过程。
    1975 年试制成医用富氧浓缩器,1976 年开发了用碳分子筛变压吸附制氮的工艺并工业化,随后采用5A沸石分子筛抽真空制氮工艺。到1983年德国推出性能优良的制氮用碳分子筛。到1979年为止,约有一半的空气干燥器采用Skarstrom 的变压吸附工艺。变压吸附用于空气或工业气体的干燥比变温吸附更为有效。1980年开发了快速变压吸附工艺(又称为参数泵变压吸附)。
    从20 世纪90年代起,由于电能紧张,变压吸附制氧又在炼钢等领域占有了一席之地。
2-2-1 我国对变压吸附制氧技术的研究
    我国对变压吸附制氧技术的开发起步较早,从1966年开始研究沸石分子筛分离空气制氧技术;20世纪70年代PSA分离空气制氧在钢铁、冶炼和玻璃窑等工业领域已经得到了广泛的应用。20多年来,由于技术力量分散,相互之间缺少联络,我国的变压吸附制氧技术发展缓慢,同国外的差距越来越大。20世纪70年代是我国PSA分离空气制氧技术发展的鼎盛时期,全国有十几个单位相继开展了变压吸附制氧技术的实验研究,建立了数套工业试验设备。这个时期开发的变压吸附制氧设备的共同点有以下几个方面:
(1)大多采用高于大气压吸附、常压解吸流程,吸附塔有两个到四个;
(2)空气进入吸附塔前,经过脱水预处理;
(3)设备可靠性差,不能连续稳定运行,导致大部分设备报废;
(4)技术、经济指标落后。
    20世纪80年代,原来从事变压吸附制氧装备研制单位的开发项目相继中止,我国变压吸附制氧技术的开发再次进入低谷。
    1995年,昆山锦湖工程技术有限公司在河南洛阳钢铁厂建成VSAO 1000Nm3/h制氧机,标志着变压吸附在我国正式进入工业领域,也标志着变压吸附在我国进入高速发展时期。
    20世纪90年代是我国变压吸附制氧技术突飞猛进向前发展的时期,变压吸附制氧技术逐渐成熟,有些产品的综合技术经济指标已经接近国外先进水平。多年的实践表明,我国变压吸附制氧技术已经走出实验室步入实用化阶段。在近十年内,通过不断地技术更新和研究开发,我国变压吸附制氧技术日新月异,发展迅速,与世界先进水平之间的差距正在不断缩小。但从整体水平上看,我国在很多方面与国际先进水平仍有一定的差距。如在新型高性能的吸附剂的研究,吸附流程的改进,理论分析研究和数学模型的建立,质量监控与自动化控制等许多方面。

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