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北科大變壓吸附制氧技術產(chǎn)業(yè)化提升中小企業(yè)競爭力

2012-7-25 20:32:42

變壓吸附制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，由于具有原料豐富、規(guī)模靈活、簡單、操作方便等特點而廣泛應用于國民經(jīng)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(fā)利用的科研教學機構，變壓吸附制氧是其研究方向之一。主要研究成果有：

　　（1）高效率、低能耗變壓吸附制氧應用技術基礎。

　　20年來，在分子篩性能、變壓吸附流程、吸附工藝參數(shù)、設備可靠性等方面進行了系統(tǒng)化的深入研究。開發(fā)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、解吸過程余壓利用技術、氣源重復利用技術、反吹氣量優(yōu)化技術等一系列提高效率、提高回收率、降低能耗的應用技術，為研發(fā)高效率、低能耗變壓吸附制氧設備打下了基礎。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制氧成套技術。

　　開展了將工業(yè)變壓吸附制氧機微型化、家用化的創(chuàng)新性研究，首次研制成功了單閥控制兩塔吸附工藝和設備，發(fā)明了集合式反吹技術。在此基礎上，研制開發(fā)成功了個人醫(yī)用保健制氧機并開發(fā)了相應的工業(yè)化生產(chǎn)成套技術。在370W制取3L/min氧氣的第一代技術基礎上，先后開發(fā)成功了280W制取3L/min氧氣的第二代、250W制取3L/min氧氣的第三代、200W制取 3L/min氧氣的第四代等微型制氧技術，達到了世界同類先進產(chǎn)品的技術指標。北京科技大學已經(jīng)成為我國唯一研究開發(fā)變壓吸附制氧微型化技術的中心，形成了全國醫(yī)用保健制氧機的技術依托地位。

　　在此基礎上，北京科技大學開發(fā)成功了車載制氧機成套技術、空調制氧機成套技術等創(chuàng)新性系列成果。

　?。?）世界領先的高海拔變壓吸附制氧技術。

　　在世界范圍內率先開展了高海拔（海拔5000米）變壓吸附制氧技術研究，首次找到了海拔高度對制氧流量、濃度和效率的影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了氣源容量與海拔高度的匹配關系，研制成功世界上海拔最高的制氧設備并投入使用。隨后進一步研制了3套高海拔制氧設備，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(jīng)受了工業(yè)推廣和長期應用的考驗。

　?。?）局部環(huán)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(fā)了局部增氧技術。創(chuàng)新地研究出了隧道掌子面彌散局部富氧方法和隧道氧吧車供氧方法。該方法應用后，隧道掌子面附近氧壓提高了2kPa～3kPa。相當于海拔下降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(huán)境增氧等諸多領域。

　?。?）配套設備的改進和設計、制造。

　　變壓吸附設備中進排氣控制、反吹閥門、氣流分布器、控制器等都是關鍵設備，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，并設計制造了性能穩(wěn)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制系統(tǒng)，為高效率、低能耗、高可靠性的變壓吸附制氧設備產(chǎn)業(yè)化奠定了基礎。

　　該項目系列成果入選“2002年中國高等學?？萍际筮M展”，先后獲得了“國家科技進步特等獎”，“教育部科技進步二等獎”、“安全生產(chǎn)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”、“陜西省科學技術二等獎”、“第十四屆全國發(fā)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(wèi)生保障措施的研究”、“青藏鐵路沱沱河制氧站研制與應用”、“青藏鐵路風火山隧道制氧供氧系統(tǒng)研制與應用”等4項科學技術成果鑒定。獲得授權發(fā)明專利4項，受理發(fā)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(fā)中心，分別將高海拔制氧技術、變呀吸附微型化技術產(chǎn)業(yè)化。

　　高海拔制氧技術產(chǎn)業(yè)化成果應用于青藏鐵路建設，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(xiàn)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。變壓吸附制氧微型化關鍵技術和設備研究開發(fā)系列成果成功應用于家用、車載、便攜和高原制氧設備，形成了微型制氧機相關部件產(chǎn)業(yè)鏈，有力地促進了民族氣體設備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。產(chǎn)品銷及美國、日本、韓國、瑞典、土耳其、印度、臺灣等地。該技術成果目前已產(chǎn)生了新增產(chǎn)值19.1億元，新增利潤12.87億元，為國家創(chuàng)造了3087.77萬元外匯的經(jīng)濟效益。

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