變壓吸附空分制氧始創(chuàng)于20世紀(jì)60年代初(Skarstrom, 1960; Guerin de Montgarenil & Domine, 1964),并于70年代實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。在此之前,傳統(tǒng)的工業(yè)空分裝置大部分采用深冷精餾法(簡稱深冷法)。
自20世紀(jì)80年代以來,CaX和LiX等高吸附分離性能沸石分子篩的相繼開發(fā)利用和工藝流程的改進(jìn)使得變壓吸附空分技術(shù)發(fā)展迅速。與深冷空分裝置相比,PSA工藝具有啟動時間短、停車方便、能耗低、運(yùn)行成本低、自動化程度高、維護(hù)簡單、占地面積小、土建成本低的特點(diǎn)。在不需要高純氧的中小規(guī)模(不足100噸/天,相當(dāng)于3000Nm3/h)氧氣生產(chǎn)中,比深冷法更具競爭力。廣泛應(yīng)用于電爐煉鋼、有色金屬冶煉、玻璃加工、甲醇生產(chǎn)、炭黑生產(chǎn)、化肥生產(chǎn)、化學(xué)氧化工藝、紙漿漂白、污水處理、生物發(fā)酵、水產(chǎn)養(yǎng)殖、醫(yī)療和軍事等領(lǐng)域(楊,1991;Kumar,1996;Jee,Park,Haam&Lee,2002)。
在過去的40年里,變壓吸附空分制氧技術(shù)的研究進(jìn)展主要表現(xiàn)在兩個方面:一是空分制氧吸附劑及其吸附理論的研究,二是空分制氧工藝循環(huán)過程的研究(Sircar,1994;Ruthven.Faroq&Knaebel,1994)。雖然我國對該技術(shù)的研究起步較早,但在較長一段時間內(nèi)發(fā)展相對緩慢。到了90年代,變壓吸附制氧設(shè)備的優(yōu)越性才逐漸得到國人的認(rèn)可,近年來各種工藝的設(shè)備相繼投產(chǎn),給各行各業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。