真空變壓吸附( VPSA制氧) 工藝從空氣中提取氧氣。其基本原理是利用吸附劑對不同吸附質進行選擇性吸附、且吸附劑的吸附容量隨壓力的變化而差異之特性。空氣中的主要成分是N2、O2和惰性氣體,并含有水分、少量CO2、灰塵和因地區而異的不同組成( 如烴類、SO2和H2 S 等) 。此外,空氣中還含有極微量的O3和NO2。選擇合適的吸附劑,將絕大部分N2和幾乎全部的二氧化碳、微量烴、水分及其他組分在加壓下吸附,在減壓下解析,而大部分氧和氬不被吸附,得到符合要求的富氧,經增壓后送用戶使用。壓縮系統是將制氧所得的壓力較低的產品氧氣( 10 ~ 12 kPa( G) ) 通過氧氣增壓機進行加壓,壓力加至0. 14 MPa( G) 送入氧氣緩沖罐,再通過壓力調節閥進行穩壓后,送出界區至生產車間。

雙床真空變壓吸附制氧裝置在兩個工藝床中使用13X和N - 2 分子篩吸附劑, 選擇性地吸收氮氣、水、二氧化碳和碳氫化合物, 而讓氧分子和氬分子通過, 從而獲得產品氧氣。當分子篩吸附廢氣達飽和狀態時, 必須進行再生。通過內部的壓力變化, 可完成活化和再生的過程。當吸附過程進行一定時間后,吸附劑達到吸附飽和狀態,此時停止吸附,通過均壓將部分富氧氣體返回吸附塔,然后通過真空泵將吸附塔內吸附的氣體強制性抽走,使吸附劑在負壓狀態下得到完全解吸與再生。為此設置了兩臺旋轉葉輪式鼓風機提供壓差。一臺原料風機提供吸附用的大氣, 一臺真空風機用于把所吸附的氣體清除至廢氣物流中。由于VPSA制氧系統是按循環周期以分批方式生產氧氣, 因此必須把氧氣產品儲存到氧氣緩沖罐中, 以向產品氧壓機提供連續的氣流。吸附制氧系統是真空變壓吸附制氧系統的核心部分,原料空氣從吸附塔底進入,通過吸附塔內的多種吸附劑,將空氣中的水、CO、CO2、烴類依次吸附,在專用吸附劑層,空氣中的絕大部分氮被吸附,氧則被濃縮至≥80% 的濃度,作為產品的氧氣從吸附塔頂排出,進入氧氣緩沖罐。入口空氣過濾器由內、外兩層過濾網組成, 用于除去空氣中的機械雜質, 設置的壓差計用于顯示過濾器是否該進行維護。
