北大先锋变压吸附制氧装置是由空气鼓风机、真空泵、制氧吸附塔、产品储罐、均压缓冲罐及管路程控阀组成，由计算机程序控制、油压驱动相关程控阀门开关，实现从空气中分离氧气产品的目的。本文就以常见的4000m3/h的北大先锋变压吸附制氧装置为例，介绍装置的设备组成及其特点。

一、 主要设备

1. 入口空气过滤器

入口空气过滤器由内、外两层过滤网组成，用于除去空气中的机械杂质。设置的压差计用于显示过滤器是否该进行维护。  

2. 离心式原料空气风机和真空风机

本套装置采用的原料风机为2057-RAS-JV型罗茨风机，其作用是向吸附床送气。设计流量为50000m3/h；而真空风机是  2070VJ-V型罗茨风机，为吸附剂的再生和废气的排出提供真空，设计流量为65500m3/h。两台风机共同由一功率为2235kW的电动机驱动。在真空风机内还设置了密封水系统，起密封、润滑和冷却的作用。

3. 密封水系统

密封水是从设备架送到每级真空风机入口管线的。其压力通过压力调节阀来控制。真空风机运行时，打开截止阀供应密封水，停机时关闭阀。进水阀打开时，排水阀关闭。进水阀关闭时，排水阀打开，为进水阀泄压，并确定没有水送到真空风机。每级的密封水流量由流量调节阀控制。任一级水流量低于流量开关的设定值时都会引起停车。

正常运行时，密封水被废氮气带到真空分离消声器排放。当真空风机停车时，剩余的水分从排放管线回到设备架排放。真空风机运行时，排水阀关闭，风机停车时排水阀打开。

4. 双吸附床

双吸附床内装13X和专用变压吸附制氧分子筛吸附剂。13X和变压吸附制氧分子筛分别用于吸附空气中的水分、二氧化碳、碳氢化合物和氮气。两种吸附剂在床内呈径向分布，减少了轴向气流对分子筛的冲击。分子筛顶部用胶膜密封压紧，防止分子筛上下运动，同时引入压力约15PSIA(1PSIA=6.89476kPa)的保护氧气到保护层。底部用一块钢板将空气挡住使其上升，而后从侧面均匀进入分子筛，钢丝网用于防止分子筛的径向窜动。

5.  自动切换阀

具有*切断1 500 000次以上的显著优点。

6. 仪表压缩机系统

VPSA系统采用仪表压缩机及配套干燥器提供仪表气。每套机组的功率为37kW，可为系统提供3.8m3/min的气量。表控制气源系统可以采用工厂的空气管网。

7. 可编程序控制(PLC)系统

成套的VPSA系统装备有DMACS操作程序，通过DMACS操作平台软件可以进入控制系统的操作界面(OIU)。该计算机系统在PC死机的情况下，也不影响设备运行;而且在通信完善的条件下，可以在任何地方用远程方式与电脑连接进行控制，基本实现无人操作。

8. 风机的辅助设备

风机的辅助设备包括进、出口消声器、真空分离消声器和废气排放消声器。其中分离消声器是用来分离真空风机出口的废气和密封水。废气直接排至大气。密封水则排至集水井内，起氮封的作用。

9. 氧气压缩机系统

根据VPSA的产氧量和用户需求，可选用立式、二级三列的活塞式压缩机。每台氧气压缩机的排气量为5000m3/h，额定出口压力是0.8MPa。

二、 装置的特点

1.优点

本套4000m3/h变压吸附制氧工艺，与传统的深冷空气分离法制取氧气相比，有以下优点：

1)VPSA制氧起动快(在半小时左右)。

2)建设工期短、投资省，约为同等产量低温制氧机投资的75%左右。

3)占地少。单套VPSA净占地约300m2。

4)能耗低。每立方米氧气电耗仅0.33kW.h。

5)适应负荷变化能力强，可在零至满负荷范围内调节。

6)可实现暂停。在用户用氧量减少或短时间内不用氧的情况下可实现暂停，使设备在节能状态下运行，大大降低了能耗和电网的波动以及开、停车对设备的损坏。

7)自动化程度高，氧气生产可基本实现自动化。

8)操作人员少，比深冷法制氧岗位人员少50%。