采用径向流吸附床有利于工业上变压吸附制氧设备的大型化,但径向流吸附床仍然存在气流分配不均等问题,使得气流容易局部提前穿透床层,容易污染产品气,阻碍了其工业应用。因此,十分有必要对其进行结构优化,进而促进其工业应用与发展。本文采用CFD研究方式,针对径向流吸附床的双床PSA制氧工艺进行了相关研究。研究基于线性推动力（LDF）传质速率模型和扩展的Langmuir吸附平衡模型,将吸附（脱附）过程中涉及的动量变化、热量变化、质量变化及气体间质量扩散编写为UDF程序,并耦合Fluent软件中多孔介质区域模型及流动模型,建立了完善的变压吸附分离模型。通过对比模拟结果与文献实验结果,证明了模型的准确性。在此基础上,建立了传统Π型径向吸附床三维网格模型,并对其产氧性能、速度分布及PSA循环各步骤氧气摩尔浓度分数分布进行了相关研究,同时指出床内存在的气流分配不均等问题及成因。针对传统Π型径向吸附床存在的问题,提出吸附区布置空域及装配中心出口管道对气流进行均散的吸附床改进方案。结果表明,在空气质量流率为0.3kg/s、床层空隙率0.52、多孔介质吸附区高945mm、吸附区径向填充范围r=100mm至895mm时,吸附区靠近内外两端50mm处布置厚度为20mm的空域,可使得气流得到较好均散效果,且又可保证床内吸附剂填料量处于较大值;同时配合880mm的中心出口管道可使得床内速度场在反吹阶段较为良好的接近圆柱状。相同条件下,优化后的吸附床产氧纯度提升了 14.5%,达到了 96.6%;气流更不易局部径向穿透床层;PSA循环中氧气浓度分布更为接近圆柱状。因反吹阶段对吸附床产氧性能影响巨大,故对优化后吸附床的反吹阶段进行了深入研究。结果表明,吸附时间和反吹比不变时,增加反吹时间可令床层吹扫更干净,使产氧浓度升高,但会增大BSF值;在反吹比不变,吸附和反吹的时间相等时,同步增大吸附和反吹时间时可降低吸附床的BSF值,但制氧纯度呈现先增加后降低的趋势,故不可无限的减少BSF值;反吹时间不变的条件下,增加反吹比,可增大床内吹扫面积,提升吹扫洁净程度;反吹比存在既可保证产氧浓度,又可保证产气率的最优值。