六塔变压吸附制氧工艺的模拟与分析

作者：孔德齐; 张莹莹; 武文玲; 马军; 宋振兴; 张东辉^*; 张彦军^*

来源：化工学报, 2023, 1-19.

• 变压吸附
• 数值模拟
• 制氧
• 13X分子筛
• 吸附剂
• 吸附

采用13X分子筛作为吸附剂，设计了一种六塔变压吸附制氧工艺，可用于中型医用制氧机。通过静态容积法测定了氮氧气体在13X分子筛上的吸附等温线，建立了六塔变压吸附工艺的数学模型，包括吸附床模型和辅助设备的数学模型。利用Aspen Adsorption软件对工艺进行了数值模拟，分析了塔内的压力、温度和吸附相浓度分布。模拟结果表明，在吸附压力6 bar、步骤时长8 s、产品流量6 m3·h-1的条件下，O2产品纯度达93.83%，回收率46.85%，生产能力3.42×10-2 m3·h-1·kg-1。相较于已有的两塔和四塔工艺，该工艺的回收率有所提高。探究了步骤时长、吸附压力和产品流量对氧气浓度、回收率和生产能力的影响。在4.5 m3·h-1至7.5 m3·h-1的产品流量范围内，该工艺均可以制得90%以上纯度的氧气，可应用于氧气纯度需求不同的场景。

• 单位
  化学工程联合国家重点实验室; 天津大学