Πώς λειτουργεί μια γεννήτρια οξυγόνου για βιομηχανική χρήση;

Στη σύγχρονη βιομηχανική παραγωγή, υπάρχει ευρεία ζήτηση για οξυγόνο υψηλής καθαρότητας σε διάφορες εφαρμογές. Η προμήθεια των απαιτούμενων ποσοτήτων αερίου οξυγόνου μπορεί να γίνει οικονομικά αποδοτική με την πρόσβαση σε μια αποκλειστική γεννήτρια οξυγόνου.

Αυτό το άρθρο περιγράφει πώς λειτουργεί μια βιομηχανική γεννήτρια οξυγόνου και παρουσιάζει τις πιο κοινές εφαρμογές για το παραγόμενο αέριο.

Τι είναι μια γεννήτρια οξυγόνου;

Μια γεννήτρια οξυγόνου είναι μια συσκευή που διαχωρίζει το οξυγόνο από τον πεπιεσμένο αέρα χρησιμοποιώντας ειδική τεχνολογία επιλεκτικής προσρόφησης που ονομάζεται προσρόφηση μεταβαλλόμενης πίεσης (PSA). Ο πεπιεσμένος αέρας που χρησιμοποιείται στη διαδικασία παραγωγής οξυγόνου έχει παρόμοια σύνθεση με τον ατμοσφαιρικό αέρα του περιβάλλοντος, με 21% οξυγόνο και 78% άζωτο. Το οξυγόνο που περιέχεται στον πεπιεσμένο αέρα επιτρέπεται να περάσει μέσα από ένα μοριακό κόσκινο ζεόλιθου που συγκρατεί το άζωτο, με αποτέλεσμα οξυγόνο υψηλής καθαρότητας στις εξόδους παραγωγής αερίου.

Αρχές λειτουργίας για μια γεννήτρια οξυγόνου PSA

Η διαδικασία προσρόφησης μεταβαλλόμενης πίεσης για μια γεννήτρια οξυγόνου PSA είναι ουσιαστικά η ίδια με αυτήν μιας γεννήτριας αζώτου με μία σημαντική διάκριση. Το προσροφητικό υλικό μέσα στο μοριακό της κόσκινο είναι κατασκευασμένο από ζεόλιθο αντί για άνθρακα που βρίσκεται σε μια συσκευή PSA αζώτου.

Κατά τη διάρκεια μιας τυπικής λειτουργίας, ο πεπιεσμένος αέρας που διοχετεύεται μέσω της γεννήτριας οξυγόνου θα διαχωριστεί στα συστατικά του αέρια. Το μοριακό κόσκινο ζεόλιθου θα προσροφήσει επιλεκτικά το άζωτο που συναντά, επιτρέποντας στο αέριο οξυγόνου υψηλής καθαρότητας να ρέει προς μια έξοδο αερίου προϊόντος.

Ένα μοναδικό χαρακτηριστικό του ζεόλιθου που τον καθιστά ιδανικό για μια γεννήτρια οξυγόνου είναι η ικανότητά του να απελευθερώνει το συγκρατημένο αέριο άζωτο μόλις μειωθεί η πίεση εντός της γεννήτριας. Αυτό καθιστά πολύ εύκολη την αναγέννηση του μέσου για έναν περαιτέρω κύκλο παραγωγής οξυγόνου.

Εκτός από την παραλλαγή PSA, η GENERON κατασκευάζει επίσης μια γεννήτρια οξυγόνου VPSA που τροφοδοτεί τα δοχεία ζεόλιθου χρησιμοποιώντας έναν φυσητήρα χαμηλής πίεσης και τα αναγεννά με κενό.

Γεννήτρια Οξυγόνου vs. Συμπυκνωτής Οξυγόνου

Οι όροι γεννήτρια οξυγόνου και συμπυκνωτής οξυγόνου χρησιμοποιούνται συχνά εναλλακτικά και ουσιαστικά σημαίνουν το ίδιο πράγμα. Γενικά, ένας συμπυκνωτής οξυγόνου είναι ένας όρος που χρησιμοποιείται για να ορίσει μια συσκευή παραγωγής οξυγόνου μικρότερης κλίμακας (φορητοί οικιακοί συμπυκνωτές), ενώ μια γεννήτρια οξυγόνου είναι ένας όρος που χρησιμοποιείται συχνότερα για να περιγράψει εξοπλισμό που επεξεργάζεται μεγάλες ποσότητες οξυγόνου που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανική παραγωγή.

Στοιχεία Γεννητριών Οξυγόνου

Τα τυπικά στοιχεία μιας μηχανής παραγωγής οξυγόνου περιγράφονται παρακάτω:

• Μονάδα συμπίεσης αέρα
• Φίλτρα σωματιδίων και συνένωσης
• Στεγνωτήρες πεπιεσμένου αέρα
• Δύο κυλίνδρους/πύργους γεμάτους με προσροφητικά σφαιρίδια ζεόλιθου
• Μία δεξαμενή σταθεροποίησης πίεσης
• Βαλβίδες εισόδου και εξόδου
• Σωληνώσεις κυκλοφορίας αερίου

Αν και τα τρία πρώτα αναφερόμενα στοιχεία αποτελούν τεχνικά μέρος της ίδιας της γεννήτριας οξυγόνου, είναι κρίσιμα για τη λειτουργία της, παρέχοντας καθαρό, ξηρό πεπιεσμένο αέρα στη μονάδα PSA για διαχωρισμό και συγκέντρωση οξυγόνου.

Εφαρμογές Γεννητριών Οξυγόνου

Οι γεννήτριες οξυγόνου χρησιμοποιούνται επί του παρόντος σε ένα ευρύ φάσμα εμπορικών και βιομηχανικών εφαρμογών παραγωγής. Αυτές οι συσκευές διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στην παροχή χρήσιμων ποσοτήτων αερίου οξυγόνου που απαιτούνται για την προώθηση διαφόρων διεργασιών.

Τυπικές εφαρμογές για γεννήτριες οξυγόνου PSA περιλαμβάνουν:

• Εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων και αποβλήτων
• Παραγωγή γυαλιού
• Βιομηχανίες τροφίμων/ποτών
• Παραγωγή χαρτιού
• Μεταλλουργία
• Διεργασίες χημικής οξείδωσης
• Εμπορική ιχθυοκαλλιέργεια
• Εξόρυξη
• Διεργασίες αεριοποίησης

Πώς λειτουργεί μια γεννήτρια οξυγόνου;

Μια γεννήτρια οξυγόνου που χρησιμοποιεί τεχνολογία PSA αξιοποιεί την ικανότητα του προσροφητικού υλικού ζεόλιθου να διαχωρίζει μια ροή πεπιεσμένου αέρα στα συστατικά του αέρια. Η διαδικασία προσρόφησης μεταβαλλόμενης πίεσης για την παραγωγή οξυγόνου υψηλής καθαρότητας είναι ένας κύκλος δύο σταδίων που περιλαμβάνει ταυτόχρονες δραστηριότητες προσρόφησης και εκρόφησης σε δύο πύργους παραγωγής.

Προσρόφηση

Το στάδιο προσρόφησης της παραγωγής οξυγόνου χρησιμοποιεί έναν πύργο προσρόφησης γεμάτο με σφαιρίδια μοριακού ζεόλιθου που συγκρατεί επιλεκτικά το άζωτο, επιτρέποντας στο οξυγόνο να περάσει σε μια δεξαμενή συλλογής ως αέριο προϊόν υπό πίεση.

Αυτή η διαδικασία επιλεκτικής προσρόφησης θα συνεχιστεί μέχρι ο πύργος προσρόφησης να φτάσει στο μέγιστο σημείο κορεσμού του, όπου το κόσκινο ζεόλιθου δεν μπορεί πλέον να απορροφήσει περισσότερο αέριο άζωτο.