Kuinka Oxygen PSA -tekniikka toimii?
Pressure swing adsorption (PSA) hapentuotanto on fysikaalisen adsorption periaatteeseen perustuva kaasun erotustekniikka. Se puhdistaa happea ilmasta molekyyliseulojen selektiivisen adsorption avulla.
PSA:n hapentuotannon perusperiaate
- PSA:n hapen tuotannossa hyödynnetään typen ja hapen (ilmassa) adsorptiokyvyn eroa molekyyliseulalla sekä ominaisuutta, että adsorptiokapasiteetti muuttuu paineen mukana.
- Tasapainoolosuhteissa molekyyliseula adsorboi ensisijaisesti typpikomponentin. Korotetun paineen olosuhteissa typen adsorptio on korkeampi kuin adsorptiokapasiteetti alhaisessa paineessa.
- Ja molekyyliseulan desorptioregeneraatio saavutetaan muuttamalla käyttöpainetta, eli paineistettua adsorptio- ja dekompressiodesorptiota, jolloin saavutetaan hapen ja typen erotus.
Zeoliittimolekyyliseula hapentuotantojärjestelmässä
- Hapen tuotantojärjestelmän ydinkomponentti on molekyyliseula. Vaikka happi ja typpi ovat ei--polaarisia aineita, ne tuottavat indusoituja dipoleja zeoliittimolekyyliseulojen vaikutuksesta.
- Indusoidun dipolin ja polaaristen molekyylien luontaisen dipolin välillä on vetovoima (induktiivinen voima). Koska typen induktiivinen voima on suurempi kuin hapen, molekyyliseula adsorboi paljon enemmän typpeä kuin happea.
- Kun ilma kulkee zeoliittimolekyyliseulan läpi, typpi ensisijaisesti adsorboituu molekyyliseulaan ja rikastuu sen mikrohuokosissa, kun taas vain pieni määrä happea adsorboituu, ja suurin osa siitä kulkee molekyyliseulan läpi tuotekaasuksi.
PSA:n hapentuotannon työprosessi
- Ensin ilma puristetaan täysin{0}}tehokkaalla ilmakompressorilla ja se kulkee useiden suodattimien läpi poistaakseen suurimman osan hiukkaspölystä ja epäpuhtauksista. sitten kuuma ilma jäähdytetään kylmällä kuivaimella kosteuden poistamiseksi ilmasta; ja lopuksi se saapuu ilmasäiliöön puskurointia ja paineen stabilointia varten ja tulee kytkentäventtiilin kautta regeneroituun ja toimintakunnossa olevaan adsorptiotorniin.
- Adsorptiotornissa typpi, hiilidioksidi ja muut kaasut adsorboidaan molekyyliseuloilla ja happi rikastuu adsorptiotornin huipulta ja tulee happipuskurisäiliöön. Happipuskurisäiliön poistoputkessa on näytteenottoaukko hapen puhtauden havaitsemiseksi. Hyväksytty happi suodatetaan sitten pölysuodattimen ja sterilointisuodattimen läpi, jotta saadaan laadukasta happea.
- Jatkuvan ja vakaan -tuoteluokan hapen saamiseksi PSA-hapentuotantolaitteisto on varustettu vähintään kahdella adsorptiotornilla, jotka tuottavat happea vuorotellen. Kun yksi torni adsorboi ja tuottaa happea, toinen adsorptiotorni on regeneraatiotilassa, ja muiden regenerointiprosessin kautta poistuvien komponenttien kaasut vaimennetaan äänenvaimentimen kautta ja päästetään sitten ulos.
