Tehnologija ločevanja in čiščenja plinov z nihajno adsorpcijo z molekularnim sitom (PSA) je tehnologija, ki se je hitro razvila od leta 1960 z zahtevami varstva okolja in nadzora onesnaževanja. Tovarne za proizvodnjo kisika so bile široko uporabljene v številnih panogah, kot so proizvodnja jekla, plinska industrija, elektronska industrija, petrokemična industrija ter medicina in zdravstvo.
Princip delovanja tehnologije proizvodnje kisika PSA
Osnovno načelo PSA je uporaba razlike v učinkovitosti adsorpcije dušika in kisika v zraku na zeolitnem molekularnem situ (ZMS) zaradi različnih tlakov. Adsorpcijska sposobnost se spreminja s tlakom. V ravnotežnih pogojih molekularno sito prednostno adsorbira dušikove komponente. V pogojih povečanega tlaka je adsorpcija dušika večja od adsorpcijske zmogljivosti pri nizkem tlaku. Desorpcijo in regeneracijo molekularnega sita dosežemo s spreminjanjem delovnega tlaka, to je adsorpcijo pod tlakom in desorpcijo pod tlakom, s čimer dosežemo ločevanje kisika in dušika.
Izraz "adsorpcija" je prvi predlagal Kayser leta 1881, kar pomeni kondenzacijo plina na prosti površini. Adsorpcija je zdaj mednarodno strogo opredeljena kot: obogatitev ali izguba ene ali več komponent na vmesniku [8]. Adsorpcija z nihanjem tlaka se nanaša na postopek, pri katerem porozen trdni material pride v stik s tekočino, določena komponenta ali več komponent v tekočini se kopičijo na trdni površini, količina in koncentracija tekočine pa se spreminjata s spremembo tlaka. Odstranjevanje komponent, adsorbiranih na površini poroznih trdnih snovi, imenujemo desorpcija ali desorpcijski proces, ki je obraten proces adsorpcije. Z adsorpcijo in desorpcijo je mogoče doseči namen ločevanja ali čiščenja različnih komponent v tekočini.
Glavna komponenta sistema za proizvodnjo kisika je molekularno sito. Trenutno je običajno uporabljen adsorbent za majhno in srednje veliko medicinsko opremo za proizvodnjo kisika z molekularnimi siti ZMS. ZMS je bel delec, izdelan iz zeolita kot glavne surovine in obdelan s posebno obdelavo. Je poltrajni adsorbent. Med uporabo bodite pozorni na hidroizolacijo, sicer bo izgubil svoj adsorpcijski učinek. Običajno uporabljen adsorbent za proizvodnjo kisika PSA je sintetični ZMS, med katerimi so običajno uporabljene molekule zeolita z velikostjo por 5A, ki je polarni adsorbent, sestavljen iz kationov in negativno nabitih skeletov silicijevega aluminijevega oksida.
Čeprav sta kisik in dušik nepolarni snovi, bosta pod vplivom zeolitnih molekularnih sit proizvedla inducirane dipole. Med induciranim dipolom in inherentnim dipolom polarnih molekul obstaja privlačnost (induktivna sila). Ker je induktivna sila dušika večja od indukcijske sile kisika, molekularno sito adsorbira veliko več dušika kot kisika. Ko zrak prehaja skozi molekularno sito zeolita, dušik prednostno adsorbira molekularno sito in ga obogati v svojih mikroporah, medtem ko se adsorbira le majhna količina kisika, večina pa ga preide skozi molekularno sito, da postane produktni plin. Kisik nato filtriramo skozi filter za prah in filter za sterilizacijo, da dobimo kvalificiran medicinski kisik. Za pridobivanje neprekinjenega in stabilnega medicinskega kisika je oprema za proizvodnjo kisika z nihajočo adsorpcijo opremljena z dvema adsorpcijskima stolpoma za izmenično proizvodnjo kisika. Ko eden absorbira in proizvaja kisik, je drugi adsorber v stanju regeneracije. Drugi sestavni plini, ki se izpuščajo pri regeneraciji, se utišajo in odvajajo navzven skozi dušilec zvoka.
Priljubljena oznake: tovarna kisika, proizvajalci, dobavitelji elektrarne kisika
