變壓吸附（Pressure Swing Adsorption）依靠氣體分離與提純技術來制造氣體。隨著世界能源的短缺和變壓吸附技術的完善和提高，在工業(yè)上制氫、制氧中，該技術逐步獲得大面積推廣。其原理是根據吸附劑在不同壓力下的吸附容量差異來實現。原理圖如下：
從上圖的B→A可以看出：在溫度一定時，隨著壓力的升高吸附容量逐漸增大；變壓吸附過程正是利用上圖中吸附劑在A-B段的特性來實現吸附與解吸的。吸附劑在常溫高壓（即A點）下大量吸附原料氣中除提純氣體以外的雜質組分，然后降低雜質的分壓（到B點）使各種雜質得以解吸。
根據此原理，工業(yè)吸附分離流程的主要工序包括吸附工序、減壓工序、真空工序、升壓工序。在各個工序，需要對相關程控蝶閥進行控制。以最簡單的兩臺吸附塔為例，整個工藝切換過程是通過11臺液壓驅動程控蝶閥按下列的工藝步序和時間進行開關控制來實現的。其工藝步序和閥門開關狀態(tài)表如下：
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注： ON——閥門開，其余為閥門關
在實際項目中，一般是多塔工作，如4塔工作，平時A、B、C、D塔各自按步序工作，當某一塔出問題時就需要自動切除該塔，而不影響該裝置的連續(xù)運行。由于切塔是隨意的，在多塔（8塔、12塔）工作時，與各個塔相關的程控閥工作時序就非常復雜。當出現故障的吸附塔恢復正常時，又需自動切入。在控制系統(tǒng)實現起來，非常麻煩。但采用美國Opto 22的SNAP I/O系統(tǒng)， 利用配套的控制軟件OptoControl，根據控制流程，采用流程圖的編程方式，就可以輕松實現了各種控制時序。同時對鼓風機、真空泵等設備的運行狀態(tài)實施監(jiān)控，避免突發(fā)性故障。并對鼓風機壓力、振動、溫度報警連鎖，真空泵壓力、振動、溫度報警連鎖，氣體純度報警連鎖，冷卻水斷水報警連鎖，儀表空氣壓力報警連鎖。
在變壓吸附工程中，還要對各個吸附塔上的壓力進行PID控制，對溫度、壓力等參數進行監(jiān)測、顯示、記錄，以便進行歷史數據查詢。利用Opto 22公司配套的界面軟件OptoDisplay，輕松實現了整個系統(tǒng)的工藝流程顯示，設備的狀態(tài)顯示、報警，各個參數的歷史記錄、查詢。
目前，采用Opto 22產品來實現復雜的變壓吸附的控制工藝已成為業(yè)內工程師的首選，并在國內眾多的變壓吸附工程中得到廣泛應用。
附：Opto 22的變壓吸附應用案例:
赤天化集團天陽公司 PSA制氫系統(tǒng)
貴陽特殊鋼股份有限公司3200Nm3/h PSA制氧系統(tǒng)
四平紅嘴鋼鐵公司1000Nm3/h PSA制氧系統(tǒng)
赤峰金劍集團有限公司2000Nm3/h PSA制氧系統(tǒng)
株州冶煉廠1300Nm3/h PSA制氧系統(tǒng)
大連鋼鐵公司1200Nm3/h PSA制氧系統(tǒng)
阿城鋼鐵公司3500Nm3/h PSA制氧系統(tǒng)
通化鋼鐵公司7500Nm3/h PSA制氧系統(tǒng)
廣東河源鋼鐵廠PSA制氧控制系統(tǒng)
西北化工研究院 VPSA脫除CO2裝置控制系統(tǒng)