中国能源资讯网VPSA（VacuumPressureSwingAdsorption）制氧设备采用先进的吸附式气体分离技术，它将空气中的氮气和水分与氧气组分分离，高效地产出80%~94%的富氧。VPSA制氧设备在钢铁、玻纤及特殊材料、造纸、污水处理，水泥、陶瓷及玻璃等传统窑炉助燃行业，有色冶炼、固废回收等领域发挥着重要作用。
一、VPSA制氧设备
VPSA制氧技术简要工艺流程如下：鼓风机输送低压的原料空气经过净化除去粉尘后，进入VPSA系统分子筛吸附塔，进行分离。吸附塔为两塔或者三塔体系，通过特定分子筛吸附氮气组分、二氧化碳和水蒸气，氧气被聚集在缓冲容器中。空气中其他成分氮气、二氧化碳、水蒸气等被吸附达到设定控制值后，通过降压解吸，真空泵抽真空达到一定的真空度，使吸附塔内的吸附剂杂质彻底脱附再生。在自动控制系统PLC或者DCS的控制下，程序自动控制阀门循环切换完成连续制氧。VPSA制氧工艺流程为纯物理变化过程，没有化学品合成分解等生产工艺。VPSA制氧工艺具备氧气成本低、设备运行费用低、自动化程度高、占地小、启停方便等特点。
相对于传统工艺技术，通过长期的研发和调试，中科富海开发出适用于高速离心风机的VPSA工艺流程，将高速直连离心鼓风机的技术应用到VPSA制氧设备上，减少设备磨损，有效延长设备寿命。中科富海VPSA制氧设备是节能环保型产品，相对于传统技术，鼓风机、真空泵可节能8-12%，噪音低，且实现智能控制，降低整体设备制氧成本。在中科富海为日佳铜业建造的VPSA制氧设备现场，当装置满负荷时，生产装置区域可以语言交流或电话交流，几乎不受噪音干扰。
VPSA制氧设备系列产品
制氧能力范围200Nm³/h至6500Nm³/h，氧气纯度80%-94%；
形成不同流量、压力、纯度的系列产品。
二、VPSA制氧装置特点
1、稳定可靠、保障安全。中科富海始终将其作为工厂建造与运维管理的首要准则。氧气属于危险化学品中的助燃物，中科富海严格按《GB50030制氧站设计规范》，设计建造制氧站，现场设置氧浓度分析仪，实施监控氧气泄露情况。
2、高可靠性。中科富海基于RCM（可靠性为中心的维护）策略，结合项目建设、运行经验，从设备安装至运行生产进行全过程管理，利用FMEA（失效模式与影响分析）、历史故障数据分析等开展设备的预防、预测性维护工作。
3、高度自动化控制和远程监控。中科富海VPSA装置通过PLC与组态系统可实现装置的自动运行，正常情况下装置开启后无需人员主动介入，可靠性足以支持运行现场实现无人化值守。利用远程监控软件，实现装置远程监控和操作，保证设备的可靠性。专业工程师可通过移动端实现对现场操作系统界面的监控与故障诊断。
4、液体备用系统供应。对于需要24小时不间断用氧的客户，中科富海通常为其配置液氧备用系统。液氧备用系统包括液氧储罐、气化器与自力式调节阀等，放置在满足安全规范所要求距离的位置。调节阀后接入主供气管道，一旦主系统故障或意外停机，自力式调节阀检测到阀后压力低于设定值，则会自行开启，代替主系统供气，保障氧气100%在线。
5、成熟的设计。中科富海拥有专业的产品技术研发团队，硕士、博士比例近50%。中科富海VPSA工艺采用的是LiSX型分子筛（锂基分子筛），配置真空泵作为解析使用。通过分子筛详细性能数据计算可准确得出鼓风机与真空泵的工况流量数据，遵循基本的设计规范与原则得出管道与阀门的规格。
6、供应成本低。中科富海部分制氧站采用气体投资模式，由中科富海负责运行管理，运行成本包括人员成本、公用工程水电气成本与维护保养成本。现场运行人员一般不超过2人，夜间现场无人化值守，必要时运行人员远程介入。
7、能耗低效率高。能耗取决于分子筛性能、动力设备效率、管道布局与吸附罐内部结构。中科富海采用低硅铝比的锂基分子筛，氮氧分离特性好，性能持续10年保持不变。工艺阀门采用API标准的阀门，阀门动作精准，响应快速，满足工艺需要的双吸附罐切换速度。布管设计按照弯头少、线路短的原则设计，气流流动损失少，结构紧凑。吸附罐是由中科富海自主设计的径向吸附塔，内部填装分子筛，气流分布合理，床层压降小。
8、负荷范围调整幅度宽。中科富海VPSA装置负荷调节范围宽，通过程序设定或变频装置，装置可以实现50%~100%负荷调节。中科富海通过供氧管道上的压力传感器，监测客户用气量的增减情况，据此调整工艺阀门的阶梯式地切换时间，从而调整产氧量。同时采用高速磁悬浮离心风机的VPSA装置，调节范围更宽，可以实现20%~100%负荷调节。与国内常规VPSA装置的50%~100%负荷调节幅度相比，具有明显优势。
9、高水平的项目执行能力。中科富海VPSA团队具备丰富的制氧站设计、建造与运维经验。项目一旦启动，从最开始的工艺设计到最终建成投产，团队工程师深度参与各个环节，包括可能由客户负责的土建设计施工，团队工程师也从始至终介入。通常限制最大的是制氧站的用地面积规划，中科富海团队能够根据客户要求和用氧条件进行针对性的设计，提供专业化的方案。
10、模块化设计、布置紧凑。VPSA装置由风机模块、吸附罐模块、压氧模块、排气消音模块等组成。中科富海采用撬装设计，将模块集中到撬块上，进一步压缩体积。
11、现场安装时间少。中科富海拥有专业的工程项目组，团队人员包括工艺设计、设备、电控、仪控、安全、质量、采购等。在工程设计阶段，采用三维设计，将所有的安装过程统筹优化，对小规模装置成型管道、换热器、风机等进行撬装组合，压缩机全部撬装出厂。较大规模的装置进行管道预制，现场组装的方式。一些非压力管道、常压管道采用柔性连接，大大降低施工时间、且减少现场安装施工工作量。
12、低噪音设计。不同频率的声波在特定结构的腔体内，通过突变的流通截面，反射并相互干涉，强度减弱。基于这一基础原理，多次模拟与实验不同腔体结构，获得充分的数据。中科富海设计的多腔体混凝土放空消音塔，能有效遏止排气低频噪声向远处传播。
三、工程应用
1、江西日佳铜业VPSA制氧设备
中科富海采用有色冶炼侧吹富氧燃烧技术，为客户江西日佳铜业改造燃烧系统，并投资建设VPSA制氧装置向江西日佳铜业供应富氧。首期工程VPSA制氧装置为1套1100Nm³/h，氧气纯度为93%, 2021年9月成功投产；二期工程VPSA制氧装置1100Nm³/h,氧气纯度为93%, 2022年5月22日调试成功,有效满足了日佳铜业的氧气供应需求，并为客户节省了大量的燃料费用。
日佳铜业VPSA制氧装置
2、河南安阳钢铁VPSA制氧项目
中科富海向安阳钢铁提供15000Nm³/h VPSA制氧设备（2*7500Nm³/h，80%氧气纯度），项目采取EPC模式，由中科富海负责VPSA制氧设备的设计、制造、安装、调试和交付。该项目于2022年4月成功投产，装置平稳运行，能够提升安阳钢铁氧气供应的冗余度，节约制氧成本，满足提高钢铁产能所需的氧气供应。
河南安阳钢铁VPSA制氧项目
3、华赣瑞林VPSA制氧项目
中科富海向华赣瑞林供应工业气体，提供一套FHOX-6000/90型VPSA制氧设备，可实现生产6000Nm³/h，90%纯度氧气供应，并且配备相应液氧后备系统。该项目于2022年4月成功投产，装置平稳运行，有助于有色金属再生资源行业的快速发展，引领行业实现清洁生产、绿色发展。
华赣瑞林VPSA制氧项目
4、台中市VPSA制氧项目
中科富海为台中市的客户提供现场供气服务。按客户的要求，在一个宽度4.5米宽的狭长空间设置一套低噪音的VPSA装置，产量1500Nm3/h。中科富海充分发挥自身技术优势，为客户设计建造一套以直连高速离心设备为动力的VPSA装置。该装置采用常规两塔工艺，动力设备分列吸附塔两侧，同时集成了仪表气设备与排气消音器，整体体占地面积200m2。中科富海综合考虑客户的最少土建投入需求与现场施工环境，为客户量身定制VPSA装置方案，获得客户认可。
图片台中项目VPSA制氧项目立体图
图片台中项目VPSA制氧项目平面图
