探究变压吸附制氧法与深冷法的比较
深冷空分法、变压吸附法、膜分离法制氮优缺点对比表
设备相对简单，无需大型设备，易于集成和操作
能耗
高能耗，需要耗费大量电力和制冷能源
中等能耗，需要周期性地调节吸附剂的压力
低能耗，通常使用压力驱动或温度差驱动，较为节能
维护成本
较高，需要保持设备在低温下运行，维护成本较高
中等，需要定期更换吸附剂
低，膜组件相对稳定，维护成本较低
纯度控制
可以获得较高纯度的氮气
纯度受吸附剂和操作控制
纯度受膜材料和操作控制
适用范围
适用于大型工业制氮，需求纯度较高的场合
适用于小型或移动式制氮需求
适用于中小型制氮设备，对纯度要求适中的场合
这张表格概括了深冷空分法、变压吸附法和膜分离法在制氮过程中的优缺点和适用范围。不同的制氮方法适用于不同的场合，取决于所需的氮气纯度、产量、能耗要求以及设备规模等因素。
深冷空分法、变压吸附法、膜分离法制氮优缺点对比表
方法
深冷空分法
变压吸附法
膜分离法
制氮原理
利用空分设备将空气中的氧气、氩气等分离出去，得到高纯度氮气
通过周期性变换吸附剂的压力来实现氮气与氧气的分离
利用半透膜对气体进行分离，通透性较小的氧气被阻隔，而氮气通过
设备复杂度
需要大型的空分设备和低温条件，设备较复杂
深冷空分法、变压吸附法、膜分离法制氮优缺点对比表
深冷空分法、变压吸附法、膜分离法制氮优缺点对比表全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：深冷空分法、变压吸附法和膜分离法是目前常用的三种制氮技术。
它们各有优点和缺点，下面将分别对这三种方法进行比较，帮助大家更好地选择适合自己需求的制氮技术。
一、深冷空分法深冷空分法是一种通过空分设备将空气中的氧气和氮气分离得到高纯度氮气的方法。
其优点主要包括以下几点：1. 高纯度：深冷空分法可以得到高纯度的氮气，一般可以达到99.999%以上的纯度，适用于对氮气纯度要求较高的应用。
2. 高效：深冷空分法可以在较短的时间内制备大量的氮气，生产效率高。
3. 稳定性好：深冷空分法在稳定性和可靠性方面表现优秀，操作简单，维护成本低。
深冷空分法也存在一些缺点：1. 能耗高：深冷空分法需要通过液氮等冷冻设备来冷却空气，能耗较高。
2. 设备昂贵：深冷空分设备制造成本较高，需要一定的投资。
3. 操作成本：深冷空分设备对操作人员的要求较高，需要专业技术支持。
二、变压吸附法变压吸附法是一种利用吸附剂对空气中的氧气和氮气进行分离的方法，其优点包括：1. 低成本：变压吸附法设备制造成本低，投资相对较少。
2. 灵活性强：变压吸附法可以灵活控制制氮的纯度和流量，适用于不同的应用场景。
3. 节能环保：变压吸附法不需要液氮等冷冻设备，节能环保。
1. 制氮效率低：变压吸附法制备氮气的速度较慢，不适合对氮气需求量较大的场合。
2. 纯度不稳定：由于吸附剂的性能限制，变压吸附法得到的氮气纯度可能不够稳定。
3. 维护困难：变压吸附法设备需要定期更换吸附剂，维护成本较高。
三、膜分离法1. 无需能源消耗：膜分离法无需额外的能源消耗，节能环保。
2. 操作简单：膜分离法操作简单，维护成本低。
3. 适用范围广：膜分离法适用于各种规模的制氮需求，具有很强的通用性。
1. 纯度较低：膜分离法制备的氮气纯度一般不高，一般在95%左右。
2. 流量受限：膜分离法对氮气的流量有一定限制，不适合在氮气需求量极大的场合使用。
深冷法制氧和变压吸附制氧在富氧炼铜中的应用对比讲解
无论是小型或大型应用分子筛制氧装置，其工作
２变压吸删氧法
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２．１
厦理
部清除，但并不能够成爆炸危险。而且，变压吸附法
变压吸附法即ＶＰＳＡ法，其基本原理是基于分分离氧气装置是在常温常压下进行，在后续氧气管道子筛对空气中的氧、氮组分具有选择性吸附而使空气和氧气储罐中不可能累计这些爆炸成分，因而变压吸中氧氮分离从而获得氧气。当空气经过压缩，经吸附附装置不存在类似深冷制氧的空分塔那样的危险性。
近１０年来，变压吸附制氧法发展迅速，其在灵活、多变的用氧场合中很有优势，很有竞争力，被迅速普及。从经济性、安全性分析，氧气浓度在９５％以下、制氧规模在１０
０００
ｒｎ３／ｈ（折合纯氧）以下的工业
用氧规模，变压吸附制氧完全可以取代传统的深冷法制氧。
１深冷空气分离法
１．１原理
深冷法是将空气压缩、冷却，并使空气液化，利用氧、氮组成的沸点的不同（在大气压下氧沸点为９０Ｋ，氮沸点为７７Ｋ）．在精馏塔板上使气、液接触，进行质、热交换，高沸点的氧组分不断地转入蒸气中冷凝成液体，低沸点的氮组分不断地转入蒸气之中，是上升的蒸气中含氮量不断地提高，而下流液体中氧量越来越高，从而使氧、氮分离，这就是空气精馏。此法无论是空气液化或是精馏，都是在１２０Ｋ以下的温度条件下进行的，故又称为低温法空气分离。深冷制氧法特点是生产量大，氧气纯度高（＞９９．６％Ｏ：），在大型、特大型用氧场合具有优势。
产气成本约０．６元／ｍ３安全性安全性低
可调性气体产品产量、纯度不可调．灵活性差．
经济适用性
篇釜荔暑？类多・气体纯度高＇适用大型或特大型
加压吸附，降压解吸．利用氧氯吸附能力不同达到分离．Ｔ艺流程简单．设备少．投资省．可靠性稍低．常温操作
深冷分离法与变压吸附法分离一氧化碳的技术经济比较
深冷分离法与变压吸附法分离一氧化碳的技术经济比较摘要：深冷分离法就是通过深冷处理，将液氮作为制冷剂，将工件放置在低于-130℃的环境中进行处理，能够有效提高工件的韧性。
一般来说该方法分为液体法和气体法，液体法就是将工件放入到低于-150℃的环境中，气体法是通过液氮的气化潜热和低温氮气吸热制冷，环境需达-196℃。
变压吸附法是通过压力升降控制吸附能力，由于不同气体吸附、解吸特性不一样，所以在压力变化中可以实现分离。
以上两种方法都可以对一氧化碳进行分离，本文将通过对比两种分离一氧化碳的方法，为新建一氧化碳装置的工艺路线选择提供参考。
关键词：深冷分离法变压吸附法一氧化碳技术经济深冷分离法和变压吸附法都可以用于一氧化碳的分离，但是它们的原理有所不同，深冷分离法则是将液氮作为制冷剂，将工件放入到低于130℃温度中，同时拥有液体法和气体法两种方法。
变压吸附法则是通过压力的升降来对于气体进行吸附、解吸，从而分离气体。
方法的不同，使得它们对于一氧化碳这种气体分离使用中也存在着不同，接下来本文将对两种方法在分离一氧化碳的技术经济进行对比分析，从而找到能够分离一氧化碳最佳方法。
一、深冷分离法1.1深冷分离法的流程深冷分离法包括液体法和气体法两种方法，液体法是以液氮作为制冷剂，在该环境中，工件增加了韧性。
气体法通过液氮的气化潜热和低温氮气吸热制冷，处理温度达-196℃，从而进行处理。
深冷分离法对于一氧化碳的运用首先是将混有一氧化碳的混合气体进行洗涤，将一氧化碳以外的气体排出，然后在借助变温吸附彻底清除多余气体，在经过冷却使得该混合气体中其余部分进行液化。
一般来说，最后存在的是一氧化碳和氢气，需要将这两个气体的混杂气体进行质热交换，根据这两种气体不同的沸点进行分离，因为一氧化碳的沸点高，所以它在分离中会转化为液体，而氢气沸点低就会成为气体，通过这种气液分离方法，可以提取出纯度大的一氧化碳气体。
1.2工艺流程将混有一氧化碳、氢气、二氧化碳等的混合气体先进行变温吸附，也就是将多余气体排出。
变压吸附制氧与传统深冷法制氧的安全性比较
变压吸附空分制氧始创于 ２ ０世纪 印 年代初 ， 并于 ７ ０年代 实现工业化生产。在此之前 ， 统的工业 空分 装置 大部分采 用 传 深冷法制氧。 变压吸附是通过压力的变化而使混合气体 在吸附剂 中吸附 和脱 附交替进行 的循环过程 ， 按照脱附方式的不同 ， 变压吸附空
・
２２・ ６
广 州化 工
２１ ００年 ３ 第 ８期 ８卷
变 压 吸 附 制 氧 与 传 统 深 冷 法 制 氧 的 安 全 性 比较
张丽 霞
（ 江省 安全 工程 与技 术研 究重 点 实验 室 ，浙江省 安全 生产科 学研 究所 ，浙江 浙 杭 州 ３０ １ ） １０ ２
摘 要 ： １ 年来， 近 ０ 变压吸附制氧法发展迅速， 其在氧气纯度要求不高、 规模不大的用氧场合很有优势， 被迅速普及。本文通
过比较两种 主要工业制氧方法——深冷法制氧 和真空变压 吸附制 氧法 的工 艺特 点 ， 出在一定 的用氧场合 ， 指 变压吸附制氧法在安全 性和可靠性上有着更大 的优势 。
关键 词 ： 真空变压吸附；ＰＡ 制氧； ＶＳ； 安全性
Ｃｏ ｐ ｒｓ ｎ ｏ ｅ ｕｒｔ ｅ ｗｅ ｎ Ｖａ ｕｕ ｅ ｓ ｅ Ｓ ｎ ｍ ａ ｉｏ ｆＳ ｃ ｉｙ ｂ ｔ ｅ ｃ ｍ Ｐｒ ｓｕｒ ｗｉ ｇ
ｔｅ ｅ ａ ｅ ｓ ｈ ｓ ｒａ ．
Ｋｅ ｒ ｓ：ｖ ｃ ｕ ｐ ｅ ｓ ｒ ｗｉ ｇ ａ ｓ ｒ ｔｏ ｙ ｗｏ ｄ ａ ｕ ｍ ｒ ｓ ｕ ｅ ｓ ｎ ｄ ｏ ｉｎ；ＶＰＳ ｐ Ａ；ｏ ｙ ｅ ｘ ｇ ｎ—ｍａ ｎ ｋｉｇ；ｓ ｃ ｒｔ ｅ法发展 迅速 ， 在灵活 、 其 多变 的用 氧场合 中很有优势 ， 被迅速普及 。与传统深冷 法制氧相 比 ， 两种 制氧法各有优点 ， 但在制氧规模 小于 １０ ０ ｈ 标 准状态下 ） ５０ ｍ ／ （ 、 氧气纯度要求不高 的场合 ， 电炉 炼钢 、 如 有色金 属冶炼 、 璃加 玻 工、 甲醇 生产 、 碳黑生产 、 化肥造气 、 化学 氧化过程 、 纸浆漂 白、 污 水处理 、 生物发酵 、 水产养 殖 、 医疗和军事等诸多领域 ， 变压吸 附
变压吸附法制氧与深冷法制氧综合分析
变压吸附法制氧与深冷法制氧综合分析河南开元气体装备有限公司张文录2009年12月18日比较项目深冷空分法制氧变压吸附法空分制氧工艺流程流程复杂流程简单技术成熟度比较成熟比较成熟操作难易程度操作稍复杂，开停机时间稍长操作简单，随用随开设备操作弹性筛板塔到70%，填料塔到30% 多台配套鼓风机真空泵时30-100%纯度调整制氧纯度可达99.6% 制取纯度≤93%的富氧多种产品生产可以生产氧氮氩等多种产品只有一种氧产品自动化程度调节较复杂，调节复杂调节较简单，调节方便安全性低温有一定爆炸危险性常温低压下运行，无不安全因素操作工适应程度操作工需长时间专业技术培训操作工经过较短时间培训即可上岗作厂房要求比较高比较高设备投资一次性投资少一次性投资多土建投资一次性投资多一次性投资少综合投资与变压吸附法空分制氧相当与深冷空分制氧相当维护费用与变压吸附法空分制氧相当与深冷空分制氧相当占地面积占地面积稍大占地面积稍小制氧单位能耗0.4～0.75kw.h/ Nm3O20.36～0.38kw.h/Nm3O2制氧成本运行费用稍高运行费用稍低适用范围纯度要求高且连续运行单位纯度要求低且断续运行单位KDON-5000/5000深冷法制氧与VSA-5000变压吸附制氧比较比较项目KDON-5000/5000深冷法制氧VSA-5000变压吸附制氧产量纯度5000 Nm3 / h，纯度99.6% 5000 Nm3 / h，纯度93%氮气产量纯度5000 Nm3 / h，纯度99.99% 不能生产氮气产品配套水平常规产品配套且为PLC控制中高端产品配套且为PLC控制设备投资1800万元2400万元工程材料250万元90万元土建投资350万元150万元共用工程100万元50万元安装工程150万元80万元综合投资2650万元2770万元年维护费用45万元30万元制氧单位能耗0.50kw.h/ Nm3O20.37kw.h/ Nm3O2元/Nm3O20.250（按0.5元/度电）0.185（按0.5元/度电）10年内电费10000万元（按每年8000小时）7400万元（按每年8000小时）操作人员15人12人更换分子筛时间8-10年8-10年更换分子筛数量7000Kg×2 30000Kg×2更换分子筛费用21万元756万元分子筛平衡点(7560000-210000)/《(0.25-0.185)×5000×8000》=2.83年,即在2.83年时VSA工艺经济2次换筛周期内变压吸附比深冷节省电费=13年×5000×8000×（0.25-0.185）=3380万元。
变压吸附法制氧与深冷法制氧综合分析5000
变压吸附法制氧与深冷法制氧综合分析5000一、变压吸附法制氧原理二、深冷法制氧原理深冷法制氧是一种基于蒸发冷却原理的工艺方法。
它通过将空气进行压缩冷却，使其达到液化的状态，然后通过分离液态空气中氮气和其他成分的方法，获得高纯度的氧气。
该过程主要包括空气的压缩冷却、液态空气的分离和再蒸发等步骤。
三、变压吸附法制氧的优缺点1.优点：(1)工艺简单，设备相对较小，运行成本较低。
(2)可以根据需要调节制氧的纯度和产氧量。
(3)对于大气压力下的制氧工艺，通过分子筛的选择可以实现较高的制氧效率。
2.缺点：(1)过程中气体经过吸附塔进行循环使用，造成制氧效率的降低。
(2)对于高纯度的氧气，需要较高的设备投资。
(3)过程中需要能量消耗，造成能源的浪费。
四、深冷法制氧的优缺点1.优点：(1)能够获得较高纯度的氧气，适用于一些对氧气纯度要求较高的领域。
(2)能够通过调节工艺参数来获得不同纯度和产氧量的氧气。
2.缺点：(1)设备较大，投资成本较高。
(2)能耗较高，需要较大的能源供应。
(3)对于大气压力下的制氧工艺，制氧效率较低。
五、变压吸附法制氧与深冷法制氧的应用1.变压吸附法制氧主要应用于以下领域：(1)医疗领域，用于手术室、重症监护室等氧疗场所，提供纯净的氧气。
(2)制造业，如焊接、切割等工艺需要大量的氧气。
(3)国防军工领域，提供高纯度氧气。
2.深冷法制氧主要应用于以下领域：(1)化工工业，用于氧化反应等生产过程。
(2)医疗领域，提供高纯度氧气给病院。
(3)食品行业，用于鲜肉冷藏等领域。
六、总结变压吸附法制氧和深冷法制氧是两种常见的制氧工艺方法，它们在原理、优缺点和应用方面各有特点。
变压吸附法制氧具有工艺简单、设备小型化和运行成本低的特点，适用于医疗、制造业、军工等领域；而深冷法制氧则能够提供高纯度的氧气，适用于化工、食品等领域。
在实际应用中，可以根据具体需求选择适合的制氧工艺。
(财务知识)深冷制氮与变压吸附制氮的技术经济比较
深冷制氮与变压吸附制氮的技术经济比较汪红（中国石化集团洛阳石化工程公司）一、前言随着工业的迅速发展，氮气在化工、电子、冶金、食品、机械等领域获得了广泛的应用，我国对氮气的需求量每年以大于8%的速度增加。
氮气的化学性质不活泼，在平常的状态下表现为很大的惰性，不易与其他物质发生化学反应。
因此，氮气在冶金工业、电子工业、化工工业中广泛的用来作为保护气和密封气，一般保护气的纯度要求为99.99%，有的要求99.998%以上的高纯氮。
液氮是一个较方便的冷源，在食品工业、医疗事业以及畜牧业的精液贮藏等方面得到越来越普遍的应用。
在化肥工业生产合成氨时，合成氨的原料气—氢、氮混合气若用纯液氮洗涤精制，可使惰性气体的含量极微小，一氧化硫和氧的含量不超过20ppm。
纯净的氮气无法从自然界直接汲取，主要采用空气分离法。
空气分离法中包括：深冷法、变压吸附法、膜分离法。
1、深冷法：此法是先将空气压缩、冷却，并使空气液化，利用氧、氮组分的沸点的不同（在大气压下氧的沸点为90K，氮的沸点为77K），在精馏塔的塔盘上使气、液接触，进行质、热交换，高沸点的氧不断从蒸汽中冷凝成液体，低沸点的氮不断的转入蒸汽中，使上升的蒸汽中含氮量不断提高，而下流液体中含氧量越来越高，从而使氧、氮分离，得到氮气或氧气。
此法是在120K以下的温度条件下进行的，故称为深冷法空气分离。
2、变压吸附法：变压吸附法即PSA法（Pressure Swing Adsorption），基于吸附剂对空气中的氧、氮组分选择性吸附而使空气分离得到氮气。
当空气经过压缩，通过吸附塔的吸附层时，氧分子优先被吸附，氮分子留在气相中，而成为氮气。
吸附达到平衡时，利用减压将分子筛表面所吸附的氧分子驱除，恢复分子筛的吸附能力即吸附剂解析。
为了能够连续提供氮气，装置通常设置两个或两个以上的吸附塔，一个塔吸附，另一个塔解析，按适当的时间切换使用。
3、膜分离法：膜分离法是利用有机聚合膜的渗透选择性，从气体混合物中分离出富氮气体。
真空变压吸附制氧与深冷法的比较
6前言改革开放以来，我国的经济迅速发展，工业作为我国的支柱产业之一进步尤为明显。
氧是工业生产过程中不可或缺的原材料，其需求量越来越大。
涉及的领域广泛，比如：冶金、化工、机械、医药、环保等行业均需要大量的氧气供给。
冶金行业的氧气需求相对而言最大，从钢铁到有色金属、稀有金属、贵重金属的冶炼，靠富氧代替空气鼓进冶炼环境，都可以有效提高冶金炉的金属产量，能源的损耗也相对减少，冶炼时间缩短，效率明显提高。
这都使得冶金的成本大大降低。
由此看来，有必要通过工业方法制取大量氧来供给各行各业使用。
1 工艺过程及原理1.1 真空变压吸附法真空变压吸附法为新兴工艺，经过几年的发展，技术逐渐成熟。
其装置主要由鼓风机、若干个吸附塔、缓冲容器罐、贮存罐自己真空泵（带有阀门）等组成，与此套设备相匹配的控制系统为计算机控制的自动化系统。
在计算机控制下，整套装置通过变压吸附制取氧气并贮存。
自动化系统下，空气首先经过除尘操作，经过除尘后的空气由鼓风机鼓入吸附塔中，吸附塔中有多种吸附剂（分子筛等），吸附剂使得空气中的大部分以及少量在塔内被分离出去。
经过此过程得到富氧产品，并注入贮藏罐。
吸附剂都有一定的使用期限，当饱和之后，立刻停止鼓入空气，并进行真空泵抽离。
这样一来，等杂质与吸附剂分离开来，使得吸附剂再次进入不饱和状态，为下一轮吸附作用。
吸附剂吸附与解吸是同时进行的，多个吸附罐部分吸附的同时，部分在解吸。
这样做的目的是为了保证氧制取的连续性。
吸附剂两种状态的切换通过换气阀门控制，换气阀门靠计算机控制系统控制，过程不需要人为干扰。
1.2 深冷法深冷法制氧设备由空气压缩机组、空气冷却系统、分子筛净化系统、透平膨胀机、分馏塔、换热器等组成。
其中空气压缩机组包括过滤器、压缩机、供油系统等组成，空气冷却系统由冷却塔、水冷系统、氟利昂冷冻机、水泵、过滤器等组成。
分子筛净化系统由净化器、加热器等组成。
分馏塔分为上塔、下塔、过冷器等。
部分设备组成根据回收气体的种类而定，倘若回收稀有气体，就必须增加稀有气体分馏设备。
比较变压吸附制氧法与深冷法
比较变压吸附制氧法与深冷法作者：林子建来源：《科学导报·学术》2019年第30期摘要：近几年来，伴随着我国社会经济的飞速发展，工业对氧需求量日益剧增。
如：煤化工、煤化工相关产业等行业均需要大量氧气。
当前，工业制氧方法主要有变压吸附法及深冷法，该两种方法各有千秋，难以选择。
本文则对变压吸附法、深冷法进行综合比较。
关键词：煤化工；变压吸附制氧法；深冷法；经济性我国自改革开放以来，工业作业支撑我国支柱产业的作用不断凸显。
氧作为工业生产中不可或缺的原材料，随着工业的发展，其需求量也不断增加。
煤化工企业相对于其它企业而言，对氧气的需求量更大。
从钢铁到有色金属、贵重金属及稀有金属的冶炼，依靠富氧来代替空气鼓来冶炼，最大限度提高冶金炉的金属产量，减少能源损耗，缩短冶炼时间，提高冶炼效率。
下面首先分析变压吸附制氧法、深冷法的工作原理，然后探讨变压吸附制氧法与深冷法的具体不同。
一、深冷法与变压吸附制氧法的工作原理深冷法：深冷制氧设备包括空气压缩机组、分子筛净化系统、空气冷却系统及透平膨胀机、分馏塔、换热器等。
在工作中，如果需要回收稀有气体，还需要增加稀有气体分馏设备。
空气经过制氧机组分离后，可获得纯氧及纯氮等纯净稀有气体。
变压吸附制氧法：变压吸附法是当前新兴的制氧法，其装置包括鼓风机及若干个吸附塔、缓冲容器罐及储存罐自己真空泵等，采用的系统为计算机自动化控制系统。
在自动化控制系统下，整套装置可通过变压吸附制氧并贮存[1] 。
在自动化系统控制下，首先，空气需除尘；然后除尘后的空气需经过鼓风机吹到吸附塔中，而吸附塔中有多种吸附剂，使得空气中的大部分吸附剂被吸附在塔内分离出去。
通过此种方法，得到富氧产品，并储藏在罐里。
但吸附剂具有一定期间，在饱和后，应停止空气进入，通过真空泵抽离，可使杂质与吸附剂有效分离开来。
当吸附剂再次进入到不饱和状态下，可为下一轮吸附做准备，确保制氧的连续性，整个过程不再受到人工干扰，有着较高准确性及安全性。
深冷空分制氧VPSA变压吸附制氧技术经济特点比较
深冷空分制氧VPSA变压吸附制氧技术经济特点比较深冷空分制氧技术是通过空分设备将空气分离成氧气和氮气的工艺。
该工艺采用低温分离法，通过冷凝、压缩和膨胀等工艺，将空气中的氧气和氮气分离。
这种技术成本较高，但制氧质量好，稳定性强，适用于高纯氧气的制取。
VPSA变压吸附制氧技术是通过可控变压吸附原理，利用适当的吸附剂，将空气中的氧气和其他杂质分离，从而制取高纯度氧气。
该工艺成本较低，适用于低纯度氧气的制取。
比较两种技术的经济特点，主要从以下几个方面进行比较：1.投资成本：深冷空分制氧技术的设备成本较高，需要大型设备和复杂的处理工艺，投资成本较高。
而VPSA变压吸附制氧技术设备成本较低，可以约为深冷空分制氧技术的一半左右。
2.运营成本：深冷空分制氧技术的氧气纯度高，稳定性好，但能耗较高。
运营成本较高。
而VPSA变压吸附制氧技术的氧气纯度较低，但能耗较低，运营成本较低。
3.产品适用范围：深冷空分制氧技术可以制取高纯度氧气，适用于医疗、化工、电子等行业对氧气纯度要求较高的场合。
而VPSA变压吸附制氧技术适用于一般工业领域对氧气纯度要求不高的场合，如燃烧、氧化等。
4.技术难度和可操作性：深冷空分制氧技术操作复杂，所需技术力量较高。
而VPSA变压吸附制氧技术操作简单，技术难度较低。
综上所述，深冷空分制氧技术适用于对氧气纯度要求较高、投资成本更高的场合，如医疗、电子等行业。
而VPSA变压吸附制氧技术适用于对氧气纯度要求不高、投资成本较低的场合，如工业领域。
在选择制氧技术时，需要考虑到产品要求、投资成本、运营成本等因素，综合权衡选择合适的技术。
生产氧气方法有很多。1深冷发,2、变压吸附法化学题
生产氧气方法有很多。
1深冷发,2、变压吸附法化学题
摘要：
氧气生产方法概述
I.引言
II.深冷发方法
A.原理
B.优点
C.缺点
III.变压吸附法
A.原理
B.优点
C.缺点
IV.两种方法的比较与选择
V.结论
正文：
氧气在工业、医疗和生活等领域具有广泛的应用，生产氧气的方法有很多，主要包括深冷发和变压吸附法。
下面将对这两种方法进行简要介绍。
一、深冷发方法
1.原理：深冷发方法是通过冷却气体混合物，使其凝结成液体，然后升温使液体蒸发，从而得到纯氧气。
2.优点：
（1）氧气纯度较高；
（2）产量可根据需求调整；
（3）适用于大规模生产。
3.缺点：
（1）设备投资大；
（2）能源消耗高；
（3）操作复杂。
二、变压吸附法
1.原理：变压吸附法是利用吸附剂在一定压力下对氧气和氮气的选择性吸附能力，实现氧气的分离和提纯。
2.优点：
（1）设备相对简单；
（2）能耗较低；
（3）自动化程度高。
3.缺点：
（1）氧气纯度略低；
（2）产量受限；
（3）适用范围较窄。
三、两种方法的比较与选择
深冷发方法和变压吸附法各有优缺点，具体选择应根据生产规模、氧气纯度要求、能耗和投资等因素综合考虑。
对于大规模、高纯度氧气的生产，深冷发方法具有优势；而对于中小型规模、较低纯度要求的氧气生产，变压吸附法
更为适宜。
总之，了解氧气生产方法的优缺点，有助于我们根据实际需求选择合适的生产工艺。
深冷制氧和变压吸附制氧在冶金生产的应用
深冷制氧和变压吸附制氧在冶金生产的应用摘要：我国工业的发展逐步完善，氧气在冶金工业生产中的地位举足轻重。
本文论述了变压吸附制氧法与深冷分离法工艺指标和工程指标的对比，比较了两种制氧法在冶金生产中不同工况下应用的优劣势，讨论了两种制氧法在冶金生产中的应用情况。
关键词：工业制氧；变压吸附法；深冷分离法；指标对比中图分类号：TF05 文献标志码：A 文章编号：在我国的工业发展过程中，氧气是生产中无法替代的原材料，且需求量日益增大。
主要涉及的行业有：冶金、化工、采矿、医药、机械、环保等。
其中对冶金行业的影响最大，无论有色金属还是黑色金属的冶炼，通过制氧、混氧产生的富氧风参与到对金属矿物的焙烧环境中，可在鼓风量不变的条件下提高矿物氧化还原过程的效率，减少焦炭等还原剂的用量。
随着国家对节能减排工作的深入，富氧鼓风技术发展迅速，目前国内主流的工业制氧技术有：深冷分离工艺[1]、变压吸附工艺[2,3]。
两种工艺均趋于成熟，本文就变压吸附制氧工艺的设备配置进行阐述，并与深冷分离工艺的应用作分析和比较。
1 深冷分离法深冷分离法（又称低温精馏法）以空气为原料，先经过滤器将杂质过滤，再通过空压机压缩后送入空冷塔，冷却至9℃左右进入分子筛吸附器将H2O、CO2、乙炔等去除，纯化后的空气随后送入分馏塔。
分馏塔内的空气一部分先经增压机中增压，再被冷却水冷却至常温后进入主换热器，在主换热器内冷却至-100℃左右后送入气体膨胀机膨胀制冷，可为系统提供足够的冷量，膨胀后进入上塔参与精馏；而分馏塔内大部分空气直接进入主换热器，与反流的氧气、氮气等气体进行热交换，冷却至饱和温度后进入下塔参与精馏。
在精馏过程将空气液化成液氧、液氮和液态稀有气体的混合物，并利用各组分沸点不同的特性，通过双级精馏塔的精馏使各种气体分离，从而获得高纯氧、高纯氮和稀有气体等。
深冷分离法产出的氧气纯度≥99.5%，同时也可制取氮气、氩气等特种惰性气体，适用于对高纯度多组份气体应用的领域。
变压吸附制氧法与深冷法的比较
!
前言
随着国民经济的飞跃发展和技术进步B 工业上
护和操作人数等进行全面比较，并指出各自的优缺 点和适用范围。最后，简单介绍华西化工科技公司 变压吸附制氧装置的特点。
对氧的需求与日俱增 B 应用领域不断扩大。冶金、 化 工、环保、机械、医药、玻璃等行业都需要大量氧 气。就冶金来说， 无论钢铁冶金或者有色金属、 稀有 金属、 贵金属的冶金， 如果用富氧取代空气供氧， 冶 （或浸出槽） 金炉 的产量必将大幅度提高， 能源消耗 （或浸出） 显著降低， 冶炼 时间大大缩短， 产品质量 提高，这将使生产成本大幅度降低，还可以节约基 建投资。 工业上制氧的方法主要有两种，一是变压吸附 法； 二是深冷法。前者是近期发展起来的新工艺， 后 者属传统方法，两种方法各有千秋，因此用户将会 遇到两者的比较和选择问题，本文就两种方法的工 艺过程、 运行参数、 技术指标、 水电消耗、 基建投资、 经营成本、 技术安全、 占地面积、 建设要求、 操作维
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变压吸附制氧与传统深冷法制氧的安全性分析何有德
变压吸附制氧与传统深冷法制氧的安全性分析何有德发布时间：2021-08-12T07:15:54.105Z 来源：《中国科技人才》2021年第12期作者：何有德[导读] 近年来，变压吸附制氧法快速发展起来，如果用氧场合没有很高的氧气纯度要求，且规模不是很大，这种方法要比传统深冷法制氧有着明显优势，因此普及速度非常快。
本论文着重于研究变压吸附制氧与传统深冷法制氧的安全性。
何有德云南铜业股份西南铜业分公司能源分厂云南昆明 650102摘要：近年来，变压吸附制氧法快速发展起来，如果用氧场合没有很高的氧气纯度要求，且规模不是很大，这种方法要比传统深冷法制氧有着明显优势，因此普及速度非常快。
本论文着重于研究变压吸附制氧与传统深冷法制氧的安全性。
关键词：变压吸附制氧；传统深冷法制氧；安全性引言：变压吸附制氧法使用更加灵活，用氧场合如果多变，这种方法所发挥的优势是明显的，因此得以广泛使用。
相比较于传统的深冷法制氧，其优点是很明显的，但是也存在不足，即制氧规模不能超过每小时15000NM3，而且对于氧气纯度没有很高的要求[1] 。
采用变压吸附制氧法不需要大量的资金投入，操作简单而且使用可靠，技术维护也不是很复杂，具有较高的安全性能。
一、深冷制氧法深冷制氧法的原理是压缩空气之后冷却处理，然后液化。
常压下，氧的沸点是90K，氮的沸点是77K，可以利用不同沸点这一点使气液接触蒸馏塔板，实现质量交换和热量交换。
氧组分的沸点高，在分馏塔中经过冷凝之后成为液体，沸点低的氮组分转化为向上流的气体，上流气体中有较高的氮含量，下游液体中不断增加氧含量，可以实现氧、氮分离，此为空气整流[2] 。
无论是空气液化，还是蒸馏，温度都不超过120K，所以被称为“低温空气分离”。
低温制氧具有非常大的生产能力，而且具有非常高的氧纯度，可以超过99.6%，如果用氧场合的规模非常大，采用这种深冷制氧法就有明显的优势。
（图1：深冷法制氧流程；）图1 深冷法制氧流程二、真空变压吸附制氧（一）真空变压吸附制氧的工作原理真空变压吸附是混合气体通过压力变化在吸附剂中交替吸附和脱附解吸的过程，这个过程是循环进行的。
深冷空分制氧、VPSA变压吸附制氧技术、经济特点比较
1成都华西约0.497kwh
2北大先锋约0.61kwh
这里计算的能耗以装机功率进行计算，实际运行功率要低些，如我公司杭氧1号深冷空分实际单耗在0.38。
3
安全性
深冷空分由于液氧的存在，有主冷爆炸、空分塔漏液胀裂等危险源的存在，空分运行需要严格管理、精心操作。压力容器较多
深冷空分制氧、VPSA变压吸附制氧技术、经济特点比较
序号
项目
深冷空分制氧装置
VPSA变压吸附制氧
备注
1
总装机功率
1杭氧约18324 kw
2川空约18000 kw
3开空约17800 kw
1成都华西约17390kw
2北大先锋约21440kw
北大先锋比其它4家要高3000kw，需要确认。
2
平均1m3氧气耗电
2北大先锋动力设备均为罗茨鼓风机，气动调节阀，噪音非常大较难处理。
7
产品
可生产液氧、液氩、液氮、氧气、2种压力等级氮气
只能生产氧气
8
投资
1杭氧14545万
2川空12750万
3开空12674万
1成都华西14588.7493万元
2北大先锋13329.15万元
深冷配套空气压缩机按4320万计算
9
装置的可靠性
变负荷范围为75%-105%，氧纯度（高纯氧99.6%）不变
产量基本可以做到15%-100%调节（具体变负荷能力根据选用几套吸附塔系统有关），纯度可在70%-95%变化。
6
噪音
噪音源少且可控，稍加处理即可满足国家规范要求
噪音源多，噪音较大较难处理。
1成都华西动力设备采用离心风机及水环式真空泵，液压驱动阀门，因此噪音相对较小。
人工环境学《对深冷法、变压吸附法和膜分离法的认识》
对深冷法、变压吸附法和膜分离法的认识摘要：简要介绍了三种常见空气分离制氧方法——深冷法、变压吸附法和膜分离法的原理、特点、工艺流程、适用条件等方面的问题。
关键词：空气分离制氧；深冷法；变压吸附；膜分离法引言空气分离制氧是采用一定的技术措施将氧气、氮气从空气（混合物）中分离出来的方法。
因此，氧气的制取有物理方法和化学方法两大类，即称为物理制氧和化学制氧。
物理制氧的原料是大气，主要采用深冷法、变压吸附法、膜分离法以及它们之间相结合的方法。
1深冷法深冷法是先将空气压缩、冷却，并使空气液化，利用氧、氮组分的沸点的不同(在大气压下氧沸点为90 K,氮沸点为77 K )，在精馏塔板上使气、液接触，进行质、热交换，高沸点的氧组分不断从蒸气中冷凝成液体，低沸点的氮组分不断地转入蒸气之中，使上升的蒸气中含氮量不断地提高，而下流液体中氧量越来越高，从而使氧、氮分离，这就是空气精馏。
此法无论是空气液化或是精馏，都是在120 K以下的温度条件下进行的，故又称为低温法空气分离。
其工艺流程简图如图1所示。
图1 深冷液化分离法制氧流程简图按图1把原料空气导入空气过滤器进行净化，用压缩机2加压至0. 8M Pa，再导入由可逆式热交换器、透平膨胀机、复式精馏塔等组成的空气分离装置3而生产氧气的。
深冷制氧法特点是生产量大，氧气纯度高(大于99.6% O2)，在大型、特大型用氧场合具有优势。
大多数情况下氧气是由深冷法制取，传统的深冷法制氧具有工艺成熟、运行稳定、可靠性高的优点，但也有投资高、运行成本高及存在爆炸隐患等缺点。
2变压吸附法变压吸附法即VPSA法，其基本原理是基于分子筛对空气中的氧、氮组分具有选择性吸附而使空气中氧氮气分离从而获得氧气。
当空气经过压缩，经吸附塔的分子筛吸附层时，氮分子优先被吸附，氧分子留在气相中穿过吸附床层而成为产品氧气。
当吸附剂层中的氮气吸附达到相对饱和时，利用减压或抽真空的方法将吸附剂分子表面吸附的氮分子解吸出来并送出界区排空，使吸附剂得到解吸重新恢复原有的吸附能力，为下一周期的吸附产氧作准备，两个以上(含两个)吸附塔不停地循环，就实现了连续产氧的目的。
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探究变压吸附制氧法与深冷法的比较
作者：骆扬
来源：《建筑工程技术与设计》2014年第21期
【摘要】随着我国经济水平的不断发展以及科技水平的不断进步，我国工业对氧气的需求量也在不断增加，氧气在工业领域的应用范围也越发广泛。
比如冶金、机械、化工等行业都需要大量的氧气。
将氧气应用到工业生产当中不仅可以大幅度提高生产产量同时也大大降低了生产成本。
本文将深入比较变压吸附制氧法以及深冷法，对这两种制氧工艺的优缺点以及适用范围进行全面分析。
【关键词】制氧工艺；空气分离；变压吸附法；深冷法
现如今，工业上的制氧方法主要有两种。
一种是变压吸附法，另一种就是深冷法。
变压吸附法是近年来刚兴起的工艺而深冷法则属于传统方法。
这两种制氧方法各有各的好处。
因此用户难免会面临对两者的选择问题。
本文将从这两种制氧法的制作工艺、技术手法、运行参数、投资成本、建设要求等方面进行深入的对比分析。
一、两种制氧方法的制作过程以及制作原理
（一）变压吸附法
变压吸附法是一种新兴的制氧方法，已经被广泛的应用到了工业制氧工作当中。
鼓风机、吸附塔、缓冲罐、贮氧罐以及真空泵是其主要的组成结构，利用各式的专业阀门进行设备之间的连接，再加上一套计算机自动控制系统就是一套完整的变压吸附制氧装置。
把空气进行除尘处理之后，利用鼓风机将其鼓进盛有多种分子筛（作为吸附剂）的吸附塔中。
这个时候空气中大部分的氮气、二氧化碳以及二氧化硫、水和少量的氧气等会在吸附塔中被分子筛吸附住。
而剩余的大部分氧气则会经过床层由塔顶排除。
这个时候得到的氧气，就可以称之为富氧产品。
然后将其导入到贮氧罐中进行贮藏备用。
当吸附塔中的分子筛达到了饱和状态之后，要停止鼓风机鼓入空气操作，同时要将真空泵打开对吸附塔进行抽真空的处理（这项操作主要是为了将氮气等杂质从分子筛中“脱离”出来，这样的话吸附剂就可以再进行循环利用）。
在停止一个吸附塔空气进入的同时，将另一个吸附塔打开进行空气的吸附工作，这样两个或者是两个以上吸附塔交替工作的形式可以保证富氧产品连续不断的产出。
而吸附塔的交替切换的工作则是利用计算机自动控制系统通过对相关阀门的控制进行的。
（二）深冷法
深冷法相对于变压吸附法来讲，它算是传统的制氧方法。
它的主要设备构成包括：空气压缩机组、空气冷却系统、分子筛净化系统以及透平膨胀机、分馏塔、换热器等。
如果需要对空气中的稀有气体进行回收的话，则还需增设一个稀有气体分馏设备。
将空气导入到制氧机组进行各种气体的分离操作后，可以得到纯氧、纯氮以及各种类型的稀有气体。
从制氧的工艺过程上来看，深冷法的制氧过程要长于变压吸附法，同时深冷法需要的设备也要比变压吸附法多很多，并且还有高压或者是超低温的工艺制作要求。
二、两种制氧方法在各方面的比较
如表一所示，变压吸附制氧法与深冷制氧法在技术指标、运行参数、制氧过程中的水电消耗量、制氧的安全性、建设要求、设备的占地面积以及基建投资、制氧过程需要的人力、对设备的维护方面进行了全面细致的比较（表中的数据绝大部分都来自于实际操作中的运行数值）。
下文将会对其中的几点进行详细的分析对比。
（一）基建投资
所谓的基建投资主要是指对设备的投资以及设备在安装过程中产生的投资这两部分。
尽管这两种制氧法在设备投资的方面相差无几，但是在安装费用方面，变压吸附法的投入成本要远远小于深冷法。
因此，变压吸附法的基建投资要比深冷法的基建投资少很多。
因此用户在对两者进行对比的时候，一定不要仅仅关注设备投资，也要看总承包建设费用的多少。
（二）经营成本
在制氧工艺的经营费用中，电费是其主要的成本费用，约占总经营成本的50%到60%。
剩下的就是人工工资、设备维护费用以及折旧费用等等。
因此在对两种制氧方法的经营成本进行对比的时候，主要要比较的就是两种方法的耗电量。
尤其是在制氧部分的耗电量。
因为单位制氧的电耗是随着制氧机规格的增大而降低的。
由表一的相关数据再结合这个耗电规律，我们可以看出，变压吸附法的电耗要低于深冷制氧法。
除此之外，变压吸附法的维修费用以及折旧费、人工费都要比深冷制氧法低很多。
因此，对于低于万五等级的制氧机来说，变压吸附法的经营成本要比深冷法的经营成本更低一些。
（三）供氧的连续性
变压吸附制氧法中包含的吸附塔有2到4个以上，假使其中一个吸附塔出现了故障，也不会影响其他吸附塔的正常工作。
这个时候只要将发生故障的吸附塔进行切断维修即可。
再加上这种方法中设备出现故障的几率较低，运行的周期长的原因，使得连续供氧成为了可能。
变压吸附制氧法的这一特点对于冶金行业来说是极其有利的，不但可以提高冶金炉的产量，同时也降低了能耗、提高了产品的品质。
在供氧连续性这点上，深冷制氧法因为只有一个空分塔，很多的生产环节也仅仅依靠一台设备的原因，使得不论是生产过程中哪一个环节出现了问题都会对整体供氧产生影响。
除此之外，它重新启动后至少需要在36个小时之后才可以重新得到产品氧（变压吸附法只需要半个小时）以及设备发生故障的频率较高的原因，使得深冷法的连续供氧性并不好。
（四）两种方法的氧产量以及纯度
现在国内自行生产制造的深冷制氧机的产氧量已经可以到 60000 m3/h，并且可以回收纯氮以及纯氩气等。
但是变压吸附法只能得到含氧量在93%到95%左右的富氧气以及富氮气，不能得到氩气，如果需要纯氮气，还需要格外增加变压吸附纯化系统。
因此，深冷制氧法适合需氧量较大且需要纯氮、纯氩的用户，而变压吸附法则更适合，需氧量稍少且不需要纯氮或者纯氩的用户。
总结
与深冷制氧法相比，变压吸附制氧法的建设投资相对较小、在运行过程中水电的消耗也不是很高、经营的成本相对较低、在制氧的过程中安全性能较高，除此之外，这种制氧法也具有操作简便、维修简单、供氧启动快、自动化程度较高、人工投入少的优点。
但是，这种制氧方法也有一些缺点，比如说不能制造出纯氧以及氩气、现如今仍然没有研制出较大型的制氧装置。
而深冷制氧法的优缺点正好和变压吸附制氧法相反。
因此，如果对纯氧以及氩气、氮气有一定应用需求且对氧的需求量超过10000m3/h，那么应选择深冷制氧法。
如果对纯氧、纯氮以及氩气的没有特殊需求且对氧的需求量不超过10000m3/h，则应该将变压吸附制氧法作为首选。
参考文献
[1]刘汉钊，王华金，杨书春.变压吸附制氧法在冶金上的应用[J].有色冶炼，2002.
[2]江楚标.低温法小型空分设备：技术进步、与液体输送的竞争和对策[J].深冷技术，2002（3）.。