制氧分子筛的工作原理

制氧分子筛的核心工作原理是基于变压吸附（PSA）技术。它充分利用了分子筛对氮气的高选择性吸附特性。通过加压吸附和减压解吸的循环过程，实现氧气和氮气的分离。具体过程包括四个关键步骤：空气压缩、预处理、吸附分离和分子筛再生。

1.空气压缩和预处理

空气首先由压缩机加压至 0.5-0.7 兆帕。然后由冷却器冷却，并通过冷冻式干燥器去除水分，形成清洁的压缩空气。这一步骤为后续的吸附分离提供了稳定的气源，并防止湿气影响分子筛的性能。

2. 吸附分离过程

空气的主要成分是氮气（约占 78%）和氧气（约占 21%）。虽然它们的分子大小相似（氮分子的动力学直径约为 0.364 nm，氧分子的动力学直径约为 0.346 nm），但化学性质不同。经过预处理的空气进入装满分子筛的吸附塔。分子筛的微孔结构会优先吸附氮气，而氧气由于动力学直径较小，扩散速度较慢，会被富集并作为产品气体输出。此时，氧气纯度可达 90% 以上。

3.分子筛再生和循环

一旦分子筛吸附的氮气达到饱和，就会通过减压使其再生，释放氮气，恢复其吸附能力。该系统通常采用双塔或多塔设计，塔交替进行吸附和解吸，以实现连续制氧。每个塔的工作循环包括五个阶段：吸附、减压、清洁、再生和加压。