VPSA制氧主要设备包括:罗茨鼓风机、湿式罗茨真空泵、吸附器、氧气缓冲罐、切换阀门、仪表控制系统、电气控制系统、仪表空气系统等九部分组成。
原料空气经过滤器去除机械杂质后,经罗茨鼓风机加压后进入空气冷却器中冷却到30~40°C,从吸附器下部进入。为了降低噪音,罗茨鼓风机进出口都装有消音器。
吸附器内部装有两种吸附剂。床层底层装13X分子筛,用于吸附空气中水分、二氧化碳和碳氢化合物等杂质成分。床层中层装L分子筛,用于空气中氧气和氮气的分离。
空气进入吸附器后,经过13×分子筛床层后,空气中水分、二氧化碳等杂质被分子筛吸附。清洁的空气进入L分子饰床层时,空气中领气被吸附。大量末被吸附的氧气和少量领气随气流从吸附器的出口端流出 ,即产品气。当产品氧气纯度开始下降,说明Li分子筛氮气吸附量达到饱和。此时,停止向吸附器供空气。随后吸附器降压,气流从吸附器下部流出。随着床层压力降低,Li分子筛吸附的氮气被解吸,解吸气由罗茨真空泵抽出,并排入大气。当吸附器达到一定得真空度,分子筛恢复吸附能力。
为了连续获得氧气产品,必须再有至少一个吸附器;同一时间一个吸附器吸附产氧,另外的吸附器充压或真空解吸再生,交替使用。吸附器间的工况转换是由气动切换阀来实现的。根据设定的时间程序,PLC输出电讯号,控制电磁阀动作,电磁阀与仪表空气源连接,电磁阀动作后,仪表空气进入气动切换阀气缸,使气动切换阀开或者关闭。
吸附器上部流出的产品气先进入氧气缓冲罐,然后进入氧压机吸气口。氧气缓冲罐起平衡产品气压力的作用。