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北科大變壓吸附制氧技術(shù)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(shù)是在常溫條件下直接從空氣中提取高純度氧氣的技術(shù)，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(yīng)用于國民經(jīng)濟建設(shè)和國防建設(shè)之中。

　　北京科技大學(xué)分離研究所是我校從事氣體資源開發(fā)利用的科研教學(xué)機構(gòu)，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(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)。

　　20年來，在分子篩性能、變壓吸附流程、吸附工藝參數(shù)、設(shè)備可靠性等方面進(jìn)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(shù)、分子篩吸附能力增強極限技術(shù)、解吸過程余壓利用技術(shù)、氣源重復(fù)利用技術(shù)、反吹氣量優(yōu)化技術(shù)等一系列提高效率、提高回收率、降低能耗的應(yīng)用技術(shù)，為研發(fā)高效率、低能耗變壓吸附制氧設(shè)備打下了基礎(chǔ)。研究成果受到了國內(nèi)外同行的一致認(rèn)可和關(guān)注。

　　（1）具有世界先進(jìn)水平的微型變壓吸附制氧成套技術(shù)。

　　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(shè)備，發(fā)明了集合式反吹技術(shù)。在此基礎(chǔ)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(yīng)的工業(yè)化生產(chǎn)成套技術(shù)。在370W制取3L/min氧氣的第一代技術(shù)基礎(chǔ)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(shù)，達(dá)到了世界同類先進(jìn)產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)。北京科技大學(xué)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(shù)的中心，形成了全國醫(yī)用保健制氧機的技術(shù)依托地位。

　　在此基礎(chǔ)上，北京科技大學(xué)開發(fā)成功了車載制氧機成套技術(shù)、空調(diào)制氧機成套技術(shù)等創(chuàng)新性系列成果。

　?。?）世界領(lǐng)先的高海拔變壓吸附制氧技術(shù)。

　　在世界范圍內(nèi)率先開展了高海拔（海拔5000米）變壓吸附制氧技術(shù)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(guān)系，研制成功世界上海拔最高的制氧設(shè)備并投入使用。隨后進(jìn)一步研制了3套高海拔制氧設(shè)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(yīng)用的考驗。

　　（3）局部環(huán)境增氧技術(shù)。

　　為了解決青藏鐵路風(fēng)火山隧道施工缺氧問題，北京科技大學(xué)開發(fā)了局部增氧技術(shù)。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(yīng)用后，隧道掌子面附近氧壓提高了2kPa～3kPa。相當(dāng)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(yīng)用到體育場館增氧、商場影劇院增氧、商務(wù)寫字樓增氧、星級賓館增氧、軍事準(zhǔn)備工事內(nèi)增氧以及高原其它局部環(huán)境增氧等諸多領(lǐng)域。

　　（4）配套設(shè)備的改進(jìn)和設(shè)計、制造。

　　變壓吸附設(shè)備中進(jìn)排氣控制、反吹閥門、氣流分布器、控制器等都是關(guān)鍵設(shè)備，其性能和可靠性直接影響變壓吸附整套設(shè)備的性能和可靠性。北京科技大學(xué)對這些配套設(shè)備進(jìn)行了深入的專門研究，并設(shè)計制造了性能穩(wěn)定、可靠性高的進(jìn)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(shè)備產(chǎn)業(yè)化奠定了基礎(chǔ)。

　　該項目系列成果入選“2002年中國高等學(xué)?？萍际筮M(jìn)展”，先后獲得了“國家科技進(jìn)步特等獎”，“教育部科技進(jìn)步二等獎”、“安全生產(chǎn)科技成果二等獎”、“中國鐵道學(xué)會科學(xué)技術(shù)二等獎”、“山西省科學(xué)技術(shù)二等獎”、“陜西省科學(xué)技術(shù)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(yīng)用”、“青藏鐵路風(fēng)火山隧道制氧供氧系統(tǒng)研制與應(yīng)用”等4項科學(xué)技術(shù)成果鑒定。獲得授權(quán)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(chǔ)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(shù)研發(fā)中心，分別將高海拔制氧技術(shù)、變呀吸附微型化技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。

　　高海拔制氧技術(shù)產(chǎn)業(yè)化成果應(yīng)用于青藏鐵路建設(shè)，為青藏鐵路15萬建設(shè)大軍高原病零死亡奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，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(shè)、輸變電工程等工程。變壓吸附制氧微型化關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備研究開發(fā)系列成果成功應(yīng)用于家用、車載、便攜和高原制氧設(shè)備，形成了微型制氧機相關(guān)部件產(chǎn)業(yè)鏈，有力地促進(jìn)了民族氣體設(shè)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(shù)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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