变压吸附制氧在纸浆漂白中的应用
用无氯漂白（TCF）或无元素氯漂白（ECF）取代CEH三段漂白，是解决制浆造纸工业对环境污染的清洁生产技术之一。氧漂成为发展清洁漂白工艺的必需工艺段，由于氧无毒，本身对环境没有污染，经氧脱木后，后段的漂白剂和漂白废水量可降低50%。近年来，鉴于对环境保护的要求，国内对氧漂的兴趣与日俱增。瑞典政府把氧脱木素作为新建漂白纸浆厂控制污染的一种措施。已证明氧漂白可大大降低漂白废水中的BOD、COD色度和总有机氯的含量，它对减少现代纸浆漂白废水的污染起了重要的作用。氧漂白还可以节省其他化学药品的消耗，与有氯漂白剂漂白纸浆相比，可以提高纸浆得率。氧漂白液可用于黑液提取，进入碱回收系统，或合并到后序工段的一般废水处理。
国内氧气漂白工艺由上世纪90年代才开始大量应用。最初的氧源选择只有小型空气深冷设备，较为先进的工艺流程为中压带透平膨胀机的克劳特循环。空气从大气中吸入空压机，被压缩到所需的压力，再经末级冷却器冷却后进氟里昂预冷机组，被冷却至35℃左右进入纯化器，在其中除去水分、二氧化碳、碳氢化合物等物质，进入分馏塔。经纯化后的压缩空气进入分馏塔的主换热器（上），与主换热器（下）来的氧、氮分馏分气进行热交换后经节流阀与膨胀机出来的冷空气汇合于下塔底部的蒸发器，在下塔进行传热、传质过程。液空在下塔预分后，再节流到上塔进一步分馏，在塔顶得到纯氮气，上塔中部抽出之馏分气经上换热器回收冷量后作为纯化器再生炊冷用，产品纯氮气通过管道输往用户。产品氧气在输氧管路旁接水封器后导入贮气囊通往氧压机。
小深冷空分配套高压氧气压缩机和氧气灌充站作为标准配置，投资高，能耗高，运行维护量大，开车时间一般要十几个小时，运行周期6-12个月。深冷设备越大技术越先进，能耗越低，而纸厂用氧规模都不大。对于纸浆企业来说，作为漂白配套用设备，深冷空分设备开停不便，运行维护成本高，并不是理想的氧气源选择。目前国内用于纸浆漂白的最大深冷设备是海南金海浆纸业有限公司KDON（Ar）-2770/3200/60型空分设备，氧气产量2770Nm3/h,2004年投产。选择深冷设备，除了适用年产100万t漂白木浆的规模，当地气休市场空白，对氧、氮、氩有大量需求也是主要原因。我国变压吸附法制氧的研究始于20世纪70年代初，到20世纪90年代才实现了小型装置的工业化。变压吸附制氧的基本原理是利用空气中的氮气和氧气在沸石分子筛（ZMS）上因压力不同而吸附性能的差异来进行氧氮分离。最初用于国内纸浆漂白的变压吸附制氧机都为加压吸附（PSA）型小型设备，产量在100Nm3/h 以下，能耗和小深冷相当，大约1.0-1.3 kWh/Nm3而且工艺并不成熟，大多为实验型设备。产量和纯度不能长期稳定，分子筛性能和装填工艺不合格，在产品气中常有粉末，大多设备投而未用或是用而不久，影响了氧漂在国内造纸行业的推广。VPSA流程是国外普遍采用的较为先进的变压吸附制氧流程。国内正式投于工业化应用是上世纪90年代后期，并很快应用于国内纸浆漂白领域。其氧气纯度93%，能完全满足纸浆漂白工艺要求，能耗0.4～0.5 kWh/Nm3,与全低压大深冷空分相当，开车时间只要几分钟，能随时开停车，无论在设备投资还是在操作成本方面都具有很强的竞争力。
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