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北科大變壓吸附製氧技術產業化提升中小企業競爭力
2012-7-25 20:32:42
變壓吸附製氧技術是在常溫條件下直接從空氣中提取高純度氧氣的技術，由於具有原料豐富、規模靈活、簡單、操作方便等特點而廣泛應用於國民經濟建設和國防建設之中。
北京科技大學分離研究所是我校從事氣體資源開發利用的科研教學機構，變壓吸附製氧是其研究方向之一。主要研究成果有：
（1）高效率、低能耗變壓吸附製氧應用技術基礎。
20年來，在分子篩性能、變壓吸附流程、吸附工藝參數、設備可靠性等方麵進行了係統化的深入研究。開發成功了分子篩性能評價技術、分子篩吸附能力增強極限技術、解吸過程餘壓利用技術、氣源重複利用技術、反吹氣量優化技術等一係列提高效率、提高回收率、降低能耗的應用技術，為研發高效率、低能耗變壓吸附製氧設備打下了基礎。研究成果受到了國內外同行的一致認可和關注。
（1）具有世界先進水平的微型變壓吸附製氧成套技術。
開展了將工業變壓吸附製氧機微型化、家用化的創新性研究，首次研製成功了單閥控製兩塔吸附工藝和設備，發明了集合式反吹技術。在此基礎上，研製開發成功了個人醫用保健製氧機並開發了相應的工業化生產成套技術。在370W製取3L/min氧氣的第一代技術基礎上，先後開發成功了280W製取3L/min氧氣的第二代、250W製取3L/min氧氣的第三代、200W製取 3L/min氧氣的第四代等微型製氧技術，達到了世界同類先進国产传媒在线的技術指標。北京科技大學已經成為我國唯一研究開發變壓吸附製氧微型化技術的中心，形成了全國醫用保健製氧機的技術依托地位。
在此基礎上，北京科技大學開發成功了車載製氧機成套技術、空調製氧機成套技術等創新性係列成果。
（2）世界領先的高海拔變壓吸附製氧技術。
在世界範圍內率先開展了高海拔（海拔5000米）變壓吸附製氧技術研究，首次找到了海拔高度對製氧流量、濃度和效率的影響規律，發現了氣源容量與海拔高度的匹配關係，研製成功世界上海拔最高的製氧設備並投入使用。隨後進一步研製了3套高海拔製氧設備，分別安裝在秀水河（3760米）、沱沱河（4850米）、雁石坪（4800米）等青藏高原腹地。經受了工業推廣和長期應用的考驗。
（3）局部環境增氧技術。
為了解決青藏鐵路風火山隧道施工缺氧問題，北京科技大學開發了局部增氧技術。創新地研究出了隧道掌子麵彌散局部富氧方法和隧道氧吧車供氧方法。該方法應用後，隧道掌子麵附近氧壓提高了2kPa～3kPa。相當於海拔下降1200米～1500米，有效地解決了隧道施工缺氧問題。該成果可以推廣應用到體育場館增氧、商場影劇院增氧、商務寫字樓增氧、星級賓館增氧、軍事準備工事內增氧以及高原其它局部環境增氧等諸多領域。
（4）配套設備的改進和設計、製造。
變壓吸附設備中進排氣控製、反吹閥門、氣流分布器、控製器等都是關鍵設備，其性能和可靠性直接影響變壓吸附整套設備的性能和可靠性。北京科技大學對這些配套設備進行了深入的專門研究，並設計製造了性能穩定、可靠性高的進排氣程控閥，反吹閥、氣流分布器以及變壓吸附專用控製係統，為高效率、低能耗、高可靠性的變壓吸附製氧設備產業化奠定了基礎。
該項目係列成果入選“2002年中國高等學校科技十大進展”，先後獲得了“國家科技進步特等獎”，“教育部科技進步二等獎”、“安全生產科技成果二等獎”、“中國鐵道學會科學技術二等獎”、“山西省科學技術二等獎”、“陝西省科學技術二等獎”、“第十四屆全國發明展覽會銀獎”等多項國家、省部級獎項；通過了“青藏鐵路隧道衛生保障措施的研究”、“青藏鐵路沱沱河製氧站研製與應用”、“青藏鐵路風火山隧道製氧供氧係統研製與應用”等4項科學技術成果鑒定。獲得授權發明專利4項，受理發明專利6項，實用新型專利20項，論文44篇。
在此基礎上，分別與江蘇萬泰科技股份有限公司、廣東佛山電器有限公司建立了新技術研發中心，分別將高海拔製氧技術、變呀吸附微型化技術產業化。
高海拔製氧技術產業化成果 應用於青藏鐵路建設，為青藏鐵路15萬建設大軍高原病零死亡奠定了技術基礎，現已推廣至青藏鐵路火車站、拉薩和安多等地的施工，以及青藏高原水利建設、輸變電工程等工程。變壓吸附製氧微型化關鍵技術和設備研究開發係列成果成功應用於家用、車載、便攜和高原製氧設備，形成了微型製氧機相關部件產業鏈，有力地促進了民族氣體設備產業的發展。国产传媒在线銷及美國、日本、韓國、瑞典、土耳其、印度、台灣等地。該技術成果目前已產生了新增產值19.1億元，新增利潤12.87億元，為國家創造了3087.77萬元外匯的經濟效益。
