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在一定的压力下，利用空气中氮、氧在碳分子筛上的扩散速率差异较大，短时间内，氧分子被碳分子筛大量吸附，氮分子在气相富集，达到氧氮分离。 由于碳分子筛对氧的吸附容量随压力的不同而有明显差异，降低压力，即可解吸碳分子筛吸附的氧分子，使碳分子筛再生，得以重复循环使用。 采用两个吸附塔工艺，一塔吸附产氮，一塔解吸再生，循环交替，连续产出高品质氮气。
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VPSA制氧系统主要由鼓风机、真空泵、切换阀、吸附器和氧气平衡罐组成。原料空气经吸入口过滤器除掉灰尘颗粒后,被罗茨鼓风机增压至0.3-0.5barg而进入其中一只吸附器内。吸附器内装填吸附剂,其中水分、二氧化碳、及少量其它气体组分在吸附器入口处被装填于底部的活性氧化铝所吸附,随后氮气被装填于活性氧化铝上部的沸石分子筛所吸附。而氧气(包括氩气)为非吸附组分从吸附器顶部出口处作为产品气排至氧气平衡罐。 当该吸附器吸附到一定程度,其中的吸附剂将达到饱和状态,此时通过切换阀利用真空泵对之进行抽真空(与吸附方向相反),真空度为0.65-0.75barg。已吸附的水分、二氧化碳、氮气及少量其它气体组分被抽出并排至大气,吸附剂得到再生。
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压缩空气经空气净化系统除去油、水、尘埃等杂质后进入装有沸石分子筛的吸附塔，空气中的氮气、二氧化碳、水蒸汽等被分子筛大量吸附，而氧气由于扩散速率大而穿过吸附剂，而实现 氮、氧分离。 当吸附塔内吸附的氮等杂质达到饱和后，降低压力使沸石分子得解吸再生，得以重复循环使用。 采用两个吸附塔在PLC的控制下循环工作，连续产出高品质氧气。
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