起始阶段:上世纪70年代初期,美国联合碳化物公司首次将变压吸附制氧技术工业化。70年代中期,真空变压吸附(VPSA)制氧工艺的提出,大大提升了装置的规模和经济性,为VPSA制氧技术大规模推广应用奠定了基础。
发展阶段:1989年美国Praxair采用锂型分子筛的VPSA装置投入运行,标志着变压吸附制氧进入新的发展时期。我国对变压吸附制氧技术的研究最早始于70年代,但由于技术条件限制,直到90年代才实现首台VPSA制氧装置工业化应用。
突破阶段:2000年初,高效锂基吸附剂生产及采用锂基吸附剂的变压吸附制氧工艺的工业化,使国内变压吸附制氧技术有了快速的进步及广泛的推广。目前,北大先锋建设的变压吸附两塔装置规模已达到6000Nm3/h,纯氧电耗也接近0.3kW·h/m3。
随着变压吸附制氧技术一些关键性问题,如高效锂基吸附剂稳定生产、径向床吸附器的研发、可靠的高频率以及大口径蝶阀开发等得以解决,国内变压吸附制氧技术的产氧规模逐年增大,氧气电耗逐渐降低,装置的可靠性稳步提升。装置规格也从最初的单套两塔制氧装置规模不足1000Nm3/h发展到了如今的6000Nm3/h,多塔并联后规模达到30000Nm3/h以上,单位制氧电耗降低到0.32 kW·h/m3以下,制氧装置的年开工率达到98%以上。鼓风机的噪声已达到85dB以下的要求(通过消声处理、厂房外1m噪声可以达到70dB以下),大口径蝶阀无故障率普遍达到8000h以上,分子筛寿命更是延长到了5年以上,让用户对国产变压吸附制氧设备有了崭新的认识,扩大了变压吸附制氧设备的应用。仅2018年一年,国内规模超过1000Nm3/h以上变压吸附制氧装置建设就超过70套。
国内企业通过不断努力,改变了变压吸附制氧分子筛依赖进口的局面,同时在锂分子筛等产品领域取得了突破,并实现新型分子筛产品的工业化应用。随着变压吸附制氧技术的发展与完善,相比深冷制氧技术,变压吸附制氧技术逐渐形成许多独特优势,进一步推动了该技术在国内众多行业的应用。