北科大变压吸附制氧技术产业化提升中小企业竞争力
2012-7-25 20:32:42
变压吸附制氧技术是在常温条件下直接从空气中提取高纯度氧气的技术，由于具有原料丰富、规模灵活、简单、操作方便等特点而广泛应用于国民经济建设和国防建设之中。
（1）高效率、低能耗变压吸附制氧应用技术基础。
20年来，在分子筛性能、变压吸附流程、吸附工艺参数、设备可靠性等方面进行了系统化的深入研究。开发成功了分子筛性能评价技术、分子筛吸附能力增强极限技术、解吸过程余压利用技术、气源重复利用技术、反吹气量优化技术等一系列提高效率、提高回收率、降低能耗的应用技术，为研发高效率、低能耗变压吸附制氧设备打下了基础。研究成果受到了国内外同行的一致认可和关注。
（1）具有世界先进水平的微型变压吸附制氧成套技术。
开展了将工业变压吸附制氧机微型化、家用化的创新性研究，首次研制成功了单阀控制两塔吸附工艺和设备，发明了集合式反吹技术。在此基础上，研制开发成功了个人医用保健制氧机并开发了相应的工业化生产成套技术。在370W制取3L/min氧气的第一代技术基础上，先后开发成功了280W制取3L/min氧气的第二代、250W制取3L/min氧气的第三代、200W制取 3L/min氧气的第四代等微型制氧技术，达到了世界同类先进产品的技术指标。北京科技大学已经成为我国唯一研究开发变压吸附制氧微型化技术的中心，形成了全国医用保健制氧机的技术依托地位。
在此基础上，北京科技大学开发成功了车载制氧机成套技术、空调制氧机成套技术等创新性系列成果。
（2）世界领先的高海拔变压吸附制氧技术。
在世界范围内率先开展了高海拔（海拔5000米）变压吸附制氧技术研究，首次找到了海拔高度对制氧流量、浓度和效率的影响规律，发现了气源容量与海拔高度的匹配关系，研制成功世界上海拔最高的制氧设备并投入使用。随后进一步研制了3套高海拔制氧设备，分别安装在秀水河（3760米）、沱沱河（4850米）、雁石坪（4800米）等青藏高原腹地。经受了工业推广和长期应用的考验。
（3）局部环境增氧技术。
为了解决青藏铁路风火山隧道施工缺氧问题，北京科技大学开发了局部增氧技术。创新地研究出了隧道掌子面弥散局部富氧方法和隧道氧吧车供氧方法。该方法应用后，隧道掌子面附近氧压提高了2kPa～3kPa。相当于海拔下降1200米～1500米，有效地解决了隧道施工缺氧问题。该成果可以推广应用到体育场馆增氧、商场影剧院增氧、商务写字楼增氧、星级宾馆增氧、军事准备工事内增氧以及高原其它局部环境增氧等诸多领域。
（4）配套设备的改进和设计、制造。
变压吸附设备中进排气控制、反吹阀门、气流分布器、控制器等都是关键设备，其性能和可靠性直接影响变压吸附整套设备的性能和可靠性。北京科技大学对这些配套设备进行了深入的专门研究，并设计制造了性能稳定、可靠性高的进排气程控阀，反吹阀、气流分布器以及变压吸附专用控制系统，为高效率、低能耗、高可靠性的变压吸附制氧设备产业化奠定了基础。
该项目系列成果入选“2002年中国高等学校科技十大进展”，先后获得了“国家科技进步特等奖”，“教育部科技进步二等奖”、“安全生产科技成果二等奖”、“中国铁道学会科学技术二等奖”、“山西省科学技术二等奖”、“陕西省科学技术二等奖”、“第十四届全国发明展览会银奖”等多项国家、省部级奖项；通过了“青藏铁路隧道卫生保障措施的研究”、“青藏铁路沱沱河制氧站研制与应用”、“青藏铁路风火山隧道制氧供氧系统研制与应用”等4项科学技术成果鉴定。获得授权发明专利4项，受理发明专利6项，实用新型专利20项，论文44篇。
在此基础上，分别与江苏万泰科技股份有限公司、广东佛山电器有限公司建立了新技术研发中心，分别将高海拔制氧技术、变呀吸附微型化技术产业化。
高海拔制氧技术产业化成果 应用于青藏铁路建设，为青藏铁路15万建设大军高原病零死亡奠定了技术基础，现已推广至青藏铁路火车站、拉萨和安多等地的施工，以及青藏高原水利建设、输变电工程等工程。变压吸附制氧微型化关键技术和设备研究开发系列成果成功应用于家用、车载、便携和高原制氧设备，形成了微型制氧机相关部件产业链，有力地促进了民族气体设备产业的发展。产品销及美国、日本、韩国、瑞典、土耳其、印度、台湾等地。该技术成果目前已产生了新增产值19.1亿元，新增利润12.87亿元，为国家创造了3087.77万元外汇的经济效益。
