近20年來，國內經濟穩定快速發展，鋼鐵、有色冶金
、化工
、爐窯、環保等行業生產工藝不斷升級與革新
，對於氧氣的需求也日益增大
，促進了深冷空分工藝、變壓吸附製氧工藝及膜分離工藝等製氧技術的發展。由於產品純度太低，限製了膜分離工藝的適應性；而er國guo內nei深shen冷leng工gong藝yi和he變bian壓ya吸xi附fu工gong藝yi取qu得de了le長chang足zu進jin步bu。在zai新xin型xing鋰li基ji吸xi附fu劑ji國guo產chan化hua以yi及ji徑jing向xiang吸xi附fu塔ta開kai發fa取qu得de突tu破po性xing進jin展zhan後hou

，變bian壓ya吸xi附fu製zhi氧yang工gong藝yi在zai國guo內nei得de到dao了le廣guang泛fan的de使shi用yong和he用yong戶hu的de積ji極ji認ren可ke。

　　變壓吸附製氧技術進展

　　變壓吸附製氧技術開發始於20世紀60年代，20世紀80年代初美國和日本相繼實現工業化。近幾年，隨著永磁電動機的開發及製氧工藝的優化，國外變壓吸附製氧電耗最低已降到0.3kW·h/m3以下，雙塔製氧最大規模突破6000Nm3/h以上，變壓吸附製氧成本得到進一步降低，製氧規模逐年增大。

　　我國從20世紀80年代末期開始研究變壓吸附製氧技術，直到20世紀90年代初才有了小型工業化裝置。2000年(nian)初(chu)
，以(yi)北(bei)京(jing)北(bei)大(da)先(xian)鋒(feng)科(ke)技(ji)有(you)限(xian)公(gong)司(si)為(wei)代(dai)表(biao)的(de)高(gao)效(xiao)鋰(li)基(ji)吸(xi)附(fu)劑(ji)生(sheng)產(chan)及(ji)采(cai)用(yong)鋰(li)基(ji)吸(xi)附(fu)劑(ji)的(de)變(bian)壓(ya)吸(xi)附(fu)製(zhi)氧(yang)工(gong)藝(yi)的(de)工(gong)業(ye)化(hua)，使(shi)國(guo)內(nei)變(bian)壓(ya)吸(xi)附(fu)製(zhi)氧(yang)技(ji)術(shu)有(you)了(le)快(kuai)速(su)的(de)進(jin)步(bu)及(ji)廣(guang)泛(fan)的(de)推(tui)廣(guang)。目(mu)前(qian)，北(bei)大(da)先(xian)鋒(feng)建(jian)設(she)的(de)變(bian)壓(ya)吸(xi)附(fu)兩(liang)塔(ta)裝(zhuang)置(zhi)規(gui)模(mo)已(yi)達(da)到(dao)6000Nm3/h，純氧電耗也接近0.3kW·h/m3。

　　隨著變壓吸附製氧技術一些關鍵性問題，如高效鋰基吸附劑穩定生產、徑向床吸附器的研發、可(ke)靠(kao)的(de)高(gao)頻(pin)率(lv)以(yi)及(ji)大(da)口(kou)徑(jing)蝶(die)閥(fa)開(kai)發(fa)等(deng)得(de)以(yi)解(jie)決(jue)
，國(guo)內(nei)變(bian)壓(ya)吸(xi)附(fu)製(zhi)氧(yang)技(ji)術(shu)的(de)產(chan)氧(yang)規(gui)模(mo)逐(zhu)年(nian)增(zeng)大(da)，氧(yang)氣(qi)電(dian)耗(hao)逐(zhu)漸(jian)降(jiang)低(di)，裝(zhuang)置(zhi)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)穩(wen)步(bu)提(ti)升(sheng)。裝(zhuang)置(zhi)規(gui)格(ge)也(ye)從(cong)最(zui)初(chu)的(de)單(dan)套(tao)兩(liang)塔(ta)製(zhi)氧(yang)裝(zhuang)置(zhi)規(gui)模(mo)不(bu)足(zu)1000Nm3/h發展到了如今的6000Nm3/h，多塔並聯後規模達到30000Nm3/h以上，單位製氧電耗降低到0.32 kW·h/m3以下，製氧裝置的年開工率達到98%以上。鼓風機的噪聲已達到85dB以下的要求（通過消聲處理
、廠房外1m噪聲可以達到70dB以下），大口徑蝶閥無故障率普遍達到8000h以上，分子篩壽命更是延長到了5年以上，讓用戶對國產變壓吸附製氧設備有了嶄新的認識，擴大了變壓吸附製氧設備的應用。僅2018年一年，國內規模超過1000Nm3/h以上變壓吸附製氧裝置建設就超過70套。

　　國guo內nei如ru北bei大da先xian鋒feng等deng企qi業ye通tong過guo不bu斷duan努nu力li，改gai變bian了le變bian壓ya吸xi附fu製zhi氧yang分fen子zi篩shai依yi賴lai進jin口kou的de局ju麵mian，同tong時shi在zai鋰li分fen子zi篩shai等deng產chan品pin領ling域yu取qu得de了le突tu破po，並bing實shi現xian新xin型xing分fen子zi篩shai產chan品pin的de工gong業ye化hua應ying用yong。隨sui著zhe變bian壓ya吸xi附fu製zhi氧yang技ji術shu的de發fa展zhan與yu完wan善shan
，相xiang比bi深shen冷leng製zhi氧yang技ji術shu

，變bian壓ya吸xi附fu製zhi氧yang技ji術shu逐zhu漸jian形xing成cheng許xu多duo獨du特te優you勢shi，進jin一yi步bu推tui動dong了le該gai技ji術shu在zai國guo內nei眾zhong多duo行xing業ye的de應ying用yong。

　　變壓吸附製氧技術的特點

　　一是製氧能耗和運行成本低

　　製氧工藝中，電耗大概占運行成本的90%以上。隨著變壓吸附製氧技術的不斷優化，其純氧電耗已從20世紀90年代的0.45kW·h/m3
，下降到如今的0.32kW·h/m3以下，即使較大規模深冷製氧的純氧電耗最低也在0.42kW·h/m3左右。與深冷製氧技術相比，在企業沒有氮氣需求

、用氧工序對氧氣純度及壓力要求不高的工況下，變壓吸附製氧技術具有明顯的成本優勢。

　　二是工藝簡單、操作靈活
、開停車方便

　　變壓吸附製氧與深冷製氧技術相比，工藝比較簡單
，主要動力設備為羅茨鼓風機和羅茨真空泵，操作相對簡單、容易維護。由於變壓吸附製氧設備開停車不存在降溫和升溫過程
，原始開車隻需要30分fen鍾zhong即ji可ke產chan出chu合he格ge氧yang氣qi，短duan時shi間jian停ting車che則ze幾ji分fen鍾zhong便bian可ke產chan氧yang
，而er且qie裝zhuang置zhi停ting車che更geng加jia簡jian單dan，隻zhi需xu要yao把ba動dong力li設she備bei和he控kong製zhi程cheng序xu關guan停ting。相xiang比bi深shen冷leng製zhi氧yang，變bian壓ya吸xi附fu製zhi氧yang技ji術shu開kai停ting車che更geng加jia方fang便bian
，大da幅fu度du降jiang低di了le裝zhuang置zhi開kai停ting車che產chan生sheng的de操cao作zuo費fei用yong。

　　三是投資省、建設工期短

　　變壓吸附製氧裝置工藝流程簡單，主要由動力係統
、吸附係統和閥門切換係統等組成，設備數量較少

，可以節省設備的一次性投資成本
；裝置占地麵積小，可以減少裝置土建成本和建設用地的成本

；設備加工製造周期較短，主要設備加工周期一般不超過4個月，正常情況下6個月內即可實現產氧要求，相比深冷製氧接近1年的建設周期，大幅度降低了裝置的建設時間。

　　四是設備簡單
、維修方便

　　變壓吸附製氧技術采用的設備如鼓風機
、真空泵和程控閥門等全部可實現國產化
，備品備件更換容易
，可降低成本、工期容易控製；設備維修簡單、售後服務方便，相比深冷製氧所用的大型離心壓縮機的維護，變壓吸附製氧用戶不需要投入大量維護資金和聘用專業維護工人。

　　五是負荷調節便捷

　　相比深冷液氧技術，變壓吸附製氧在純氧電耗變化不大的情況下，可以實現產量和純度的快速調節。一般產量可在30%~100%調節，純度可在70%~95%調節

，尤其當幾套變壓吸附製氧裝置並聯使用時，負荷調節更加容易。

　　六是操作安全性高

　　由於變壓吸附製氧為常溫下的低壓操作
，而且不會出現液氧
、乙炔富集等現象，相對於深冷製氧低溫高壓操作，安全性更高。

　　變壓吸附製氧技術主要應用領域

　　隨著變壓吸附製氧規模逐年增大
、可靠性逐年提高及製氧電耗的逐漸降低
，同時變壓吸附製氧技術具有操作靈活、負荷調節簡單、電耗低
、zhuangzhijianshezhouqiduanyijianquanxinggaodengyoudian
，duiyuxuyaolinghuoshiyongfuyangdexingye，bianyaxifuzhiyangjishuwuyikechengweishenlengzhiyangdetidaigongyi，qiyingyongfanweiyezaizhuniankuoda。jinjinian，bianyaxifuzhiyanggongyizaigangtie
、有色冶金、化工、爐窯、環保等行業得到了廣泛應用。

　　一是高爐富氧工藝

　　隨(sui)著(zhe)高(gao)爐(lu)富(fu)氧(yang)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan)，高(gao)爐(lu)已(yi)經(jing)成(cheng)為(wei)鋼(gang)鐵(tie)企(qi)業(ye)主(zhu)要(yao)用(yong)氧(yang)源(yuan)之(zhi)一(yi)。在(zai)高(gao)爐(lu)富(fu)氧(yang)技(ji)術(shu)最(zui)初(chu)應(ying)用(yong)時(shi)

，高(gao)爐(lu)可(ke)以(yi)作(zuo)為(wei)供(gong)氧(yang)的(de)調(tiao)節(jie)器(qi)

，產(chan)氧(yang)量(liang)多(duo)時(shi)，高(gao)爐(lu)富(fu)氧(yang)率(lv)則(ze)高(gao)，產(chan)氧(yang)量(liang)不(bu)足(zu)時(shi)
，高(gao)爐(lu)富(fu)氧(yang)率(lv)則(ze)低(di)。隨(sui)著(zhe)鋼(gang)企(qi)對(dui)高(gao)爐(lu)富(fu)氧(yang)技(ji)術(shu)在(zai)煉(lian)鐵(tie)工(gong)藝(yi)的(de)重(zhong)要(yao)性(xing)認(ren)識(shi)逐(zhu)漸(jian)清(qing)晰(xi)，高(gao)爐(lu)富(fu)氧(yang)率(lv)的(de)穩(wen)定(ding)成(cheng)為(wei)低(di)成(cheng)本(ben)、高gao效xiao煉lian鐵tie的de重zhong要yao操cao作zuo參can數shu。由you於yu鋼gang鐵tie企qi業ye用yong氧yang的de工gong序xu較jiao多duo
，用yong氧yang負fu荷he每mei周zhou甚shen至zhi每mei天tian都dou會hui發fa生sheng波bo動dong，而er深shen冷leng製zhi氧yang技ji術shu負fu荷he調tiao節jie性xing較jiao差cha，開kai停ting車che時shi間jian長chang

，當dang用yong氧yang量liang少shao時shi
，多duo餘yu氧yang氣qi需xu液ye化hua儲chu存cun供gong以yi後hou使shi用yong或huo作zuo為wei產chan品pin賣mai出chu，有you時shi甚shen至zhi會hui出chu現xian氧yang氣qi放fang空kong現xian象xiang。鑒jian於yu高gao爐lu富fu氧yang用yong氧yang壓ya力li低di
、氧yang氣qi純chun度du要yao求qiu不bu高gao等deng特te點dian，許xu多duo鋼gang鐵tie企qi業ye可ke在zai高gao爐lu附fu近jin建jian設she變bian壓ya吸xi附fu製zhi氧yang裝zhuang置zhi直zhi接jie給gei高gao爐lu配pei套tao

，同tong時shi作zuo為wei鋼gang鐵tie企qi業ye氧yang氣qi供gong應ying的de調tiao節jie器qi，如ru企qi業ye深shen冷leng空kong分fen產chan氧yang氣qi有you餘yu量liang或huo不bu足zu時shi，變bian壓ya吸xi附fu製zhi氧yang裝zhuang置zhi可ke隨sui時shi啟qi停ting來lai控kong製zhi增zeng減jian產chan量liang為wei高gao爐lu提ti供gong氧yang氣qi。目mu前qian，許xu多duo鋼gang鐵tie企qi業ye高gao爐lu采cai用yong變bian壓ya吸xi附fu製zhi氧yang技ji術shu供gong氧yang後hou，大da幅fu度du地di降jiang低di了le氧yang氣qi的de使shi用yong成cheng本ben。高gao爐lu采cai用yong變bian壓ya吸xi附fu製zhi氧yang作zuo為wei富fu氧yang氧yang源yuan，已yi在zai大da部bu分fen鋼gang鐵tie企qi業ye形xing成cheng了le共gong識shi。

　　二是電爐煉鋼工藝

　　以前國內大部分鋼鐵企業認為電爐煉鋼需要用深冷空分製純氧，而在日本約有60%~70%的電爐煉鋼企業則采用變壓吸附製93%純度的氧氣法煉鋼。理論上電爐煉鋼主要靠電弧熔化來煉鋼，氧氣隻起輔助作用，變壓吸附生產的93%的氧氣完全可以應用於電爐煉鋼。目前，國內如池州貴航金屬製品有限公司
、遵(zun)義(yi)長(chang)嶺(ling)特(te)殊(shu)鋼(gang)有(you)限(xian)公(gong)司(si)和(he)瀘(lu)州(zhou)益(yi)鑫(xin)鋼(gang)鐵(tie)有(you)限(xian)公(gong)司(si)等(deng)企(qi)業(ye)已(yi)經(jing)開(kai)始(shi)使(shi)用(yong)變(bian)壓(ya)吸(xi)附(fu)製(zhi)氧(yang)裝(zhuang)置(zhi)為(wei)電(dian)爐(lu)煉(lian)鋼(gang)供(gong)氧(yang)。根(gen)據(ju)電(dian)爐(lu)煉(lian)鋼(gang)企(qi)業(ye)反(fan)饋(kui)，采(cai)用(yong)變(bian)壓(ya)吸(xi)附(fu)製(zhi)氧(yang)裝(zhuang)置(zhi)為(wei)電(dian)爐(lu)供(gong)氧(yang)，對(dui)鋼(gang)材(cai)質(zhi)量(liang)沒(mei)有(you)影(ying)響(xiang)，可(ke)明(ming)顯(xian)降(jiang)低(di)電(dian)爐(lu)煉(lian)鋼(gang)的(de)生(sheng)產(chan)成(cheng)本(ben)。

　　三是有色冶金行業應用

　　近10年，變壓吸附製氧技術在銅、鉛、鋅等冶煉領域，得到了很高的認可度。多數有色金屬冶煉工藝對氧的純度要求一般在24%~90%之間，用氧負荷變動也比較大，而且有色冶煉企業幾乎不需要氮氣。由於變壓吸附製氧技術具備操作簡單、電耗低等特點，十分適合有色金屬冶煉。目前，銅陵有色
、紫(zi)金(jin)礦(kuang)業(ye)和(he)雲(yun)南(nan)銅(tong)業(ye)等(deng)國(guo)內(nei)大(da)部(bu)分(fen)有(you)色(se)冶(ye)煉(lian)企(qi)業(ye)均(jun)選(xuan)擇(ze)變(bian)壓(ya)吸(xi)附(fu)製(zhi)氧(yang)裝(zhuang)置(zhi)作(zuo)為(wei)富(fu)氧(yang)來(lai)源(yuan)。包(bao)頭(tou)華(hua)鼎(ding)銅(tong)業(ye)有(you)限(xian)公(gong)司(si)隨(sui)著(zhe)銅(tong)產(chan)量(liang)的(de)增(zeng)加(jia)以(yi)及(ji)煉(lian)銅(tong)工(gong)藝(yi)的(de)改(gai)進(jin)，已(yi)相(xiang)繼(ji)建(jian)設(she)了(le)4套變壓吸附製氧裝置，總用氧規模達到25000Nm3/h以上。雲南楚雄銅冶煉廠隨著產銅規模增加，相繼建設了3套變壓吸附製氧裝置，總用氧規模達到30000Nm3/h。

　　四是化工等行業應用

　　目(mu)前(qian)
，國(guo)內(nei)部(bu)分(fen)中(zhong)小(xiao)型(xing)氮(dan)肥(fei)廠(chang)采(cai)用(yong)富(fu)氧(yang)連(lian)續(xu)造(zao)氣(qi)工(gong)藝(yi)對(dui)原(yuan)有(you)間(jian)歇(xie)製(zhi)氣(qi)工(gong)藝(yi)進(jin)行(xing)改(gai)進(jin)
，而(er)富(fu)氧(yang)的(de)來(lai)源(yuan)多(duo)為(wei)變(bian)壓(ya)吸(xi)附(fu)製(zhi)氧(yang)技(ji)術(shu)。富(fu)氧(yang)連(lian)續(xu)氣(qi)化(hua)技(ji)術(shu)對(dui)煤(mei)的(de)適(shi)用(yong)性(xing)高(gao)，提(ti)高(gao)了(le)製(zhi)氣(qi)裝(zhuang)置(zhi)的(de)生(sheng)產(chan)能(neng)力(li)；國內外大部分造紙企業選擇變壓吸附技術來生產氧氣；變壓吸附製氧技術在其他領域也有較為廣泛的應用，例如玻璃纖維行業浮法玻璃和水泥窯爐的富氧燃燒工藝、垃圾焚燒的富氧助燃工藝、汙水處理富氧曝氣工藝以及臭氧等領域。

　　變壓吸附製氧技術的發展展望

　　變壓吸附製氧技術作為近20年(nian)快(kuai)速(su)發(fa)展(zhan)的(de)製(zhi)氧(yang)新(xin)技(ji)術(shu)
，隨(sui)著(zhe)其(qi)技(ji)術(shu)不(bu)斷(duan)的(de)進(jin)步(bu)和(he)應(ying)用(yong)領(ling)域(yu)的(de)擴(kuo)大(da)，逐(zhu)漸(jian)得(de)到(dao)眾(zhong)多(duo)用(yong)氧(yang)企(qi)業(ye)的(de)認(ren)可(ke)。以(yi)降(jiang)低(di)製(zhi)氧(yang)能(neng)耗(hao)為(wei)目(mu)的(de)，開(kai)發(fa)新(xin)型(xing)吸(xi)附(fu)材(cai)料(liao)以(yi)及(ji)嚐(chang)試(shi)與(yu)膜(mo)分(fen)離(li)或(huo)深(shen)冷(leng)工(gong)藝(yi)進(jin)行(xing)耦(ou)合(he)，通(tong)過(guo)優(you)勢(shi)互(hu)補(bu)
，拓(tuo)展(zhan)更(geng)大(da)的(de)應(ying)用(yong)領(ling)域(yu)，是(shi)未(wei)來(lai)變(bian)壓(ya)吸(xi)附(fu)製(zhi)氧(yang)技(ji)術(shu)的(de)重(zhong)要(yao)研(yan)發(fa)方(fang)向(xiang)。例(li)如(ru)變(bian)壓(ya)吸(xi)附(fu)製(zhi)氧(yang)技(ji)術(shu)與(yu)膜(mo)分(fen)離(li)技(ji)術(shu)耦(ou)合(he)可(ke)以(yi)獲(huo)得(de)純(chun)度(du)大(da)於(yu)99%的(de)氧(yang)氣(qi)，在(zai)偏(pian)遠(yuan)地(di)區(qu)或(huo)一(yi)些(xie)需(xu)要(yao)移(yi)動(dong)式(shi)裝(zhuang)備(bei)的(de)工(gong)況(kuang)下(xia)可(ke)以(yi)替(ti)代(dai)低(di)溫(wen)空(kong)分(fen)製(zhi)氧(yang)。國(guo)內(nei)變(bian)壓(ya)吸(xi)附(fu)製(zhi)氧(yang)生(sheng)產(chan)企(qi)業(ye)如(ru)北(bei)大(da)先(xian)鋒(feng)都(dou)十(shi)分(fen)注(zhu)重(zhong)研(yan)發(fa)工(gong)作(zuo)，希(xi)望(wang)通(tong)過(guo)不(bu)斷(duan)加(jia)大(da)投(tou)入(ru)爭(zheng)取(qu)在(zai)未(wei)來(lai)的(de)發(fa)展(zhan)中(zhong)搶(qiang)占(zhan)先(xian)機(ji)。隨(sui)著(zhe)變(bian)壓(ya)吸(xi)附(fu)製(zhi)氧(yang)技(ji)術(shu)日(ri)趨(qu)完(wan)善(shan)
，變(bian)壓(ya)吸(xi)附(fu)製(zhi)氧(yang)技(ji)術(shu)必(bi)將(jiang)具(ju)備(bei)多(duo)種(zhong)優(you)勢(shi)和(he)巨(ju)大(da)的(de)潛(qian)力(li)，將(jiang)擁(yong)有(you)更(geng)廣(guang)闊(kuo)的(de)應(ying)用(yong)前(qian)景(jing)。