真空圧力スイング吸着酸素製造プロセスの紹介

真空変圧吸着（VPSA）酸素製造装置は、一般的に上記の操作手順を用いて酸素を分離・濃縮します。1サイクルにおいて、各吸着槽は「吸着」、「減圧」、「真空脱着」、「パージ」、「昇圧」の5つの工程を経る必要があります。

(1) 吸着

フィルターによって空気中の機械的な不純物が除去された後、ルーツブロワーを通って吸着塔に入ります。空気中のH2O、CO2、N2は吸着床に留まります。O2は吸着剤への吸着が少ないため、塔を出るO2は他の混合物よりも濃縮されており、塔の出口から排出されます。この工程で生成された酸素の一部はバッファタンクに送られ、残りの部分は次の工程で吸着塔を再生・増圧するために保持されます。.

(2) 減圧

「減圧」工程では、酸素リッチガスが槽出口を通って別の「昇圧」工程にある槽へと移動し、圧力が上昇します。

(3) 真空脱着

「減圧」工程の終了時に、不純物を可能な限り脱着するために、塔を真空排気して減圧する必要があります。VPSAとPSAの最大の違いはこの工程にあり、すなわち真空ポンプを使用して吸着塔をさらに真空排気し、不純物が放出されて真空ポンプを介して外部へ排出される際に塔内の圧力を低下させることです。

(4) パージ

吸着塔の不純物をより完全に脱着するために、「真空脱着」段階の終了時に、別の高圧塔から少量の酸素を導入して塔内の吸着剤を活性化します。このとき、塔内の酸素分圧は上昇し、不純物の分圧はさらに低下するため、吸着剤はより完全に再生され、次のサイクルの吸着により適した状態になります。

(5) 昇圧

「真空脱着」と「パージ」の後、吸着槽内の吸着剤は再生されます。このとき、槽内の圧力は低下しています。吸着のための圧力を迅速に回復し、吸着フロントが急激に上昇しないようにするために、「減圧」工程にある別の吸着槽からの濃縮酸素を導入して圧力を上昇させる必要があります。「昇圧」工程が完了すると、槽の圧力は要件に達し、次の吸着サイクルの準備が整います。

上記ステップの切り替えは、主に制御システムとスイッチバタフライバルブによって行われます。各ステップの順序に従い、制御システムがバタフライバルブを切り替えて、吸着槽内の「吸着」、「減圧」、「脱着」、「パージ」、「昇圧」の各工程の時間を制御し、酸素と窒素の分離を実現し、最終的に必要な酸素を得ます。