Come Funziona un Generatore di Ossigeno per Uso Industriale?

Nella moderna produzione industriale, esiste una domanda diffusa di ossigeno ad alta purezza per diverse applicazioni. L'approvvigionamento delle quantità richieste di gas ossigeno può essere reso conveniente con l'accesso a un generatore di ossigeno dedicato.

Questo articolo descrive come funziona un generatore di ossigeno industriale e delinea le applicazioni più comuni per il gas generato.

Cos'è un Generatore di Ossigeno?

Un generatore di ossigeno è un dispositivo che separa l'ossigeno dall'aria compressa utilizzando una speciale tecnologia adsorbente selettiva chiamata adsorbimento a variazione di pressione (PSA). L'aria compressa utilizzata nel processo di generazione dell'ossigeno ha una composizione simile all'aria ambientale con il 21% di ossigeno e il 78% di azoto. L'ossigeno contenuto nell'aria compressa viene fatto fluire attraverso un setaccio molecolare di zeolite che trattiene l'azoto, risultando in ossigeno ad alta purezza agli sbocchi di produzione del gas.

Principi Operativi di un Generatore di Ossigeno PSA

Il processo di adsorbimento a variazione di pressione per un generatore di ossigeno PSA è essenzialmente lo stesso di un generatore di azoto con una differenza principale. Il materiale adsorbente all'interno del suo setaccio molecolare è costituito da zeolite anziché da carbonio presente in un dispositivo PSA per azoto.

Durante un'operazione di routine, l'aria compressa convogliata attraverso il generatore di ossigeno verrà separata nei suoi gas componenti. Il setaccio molecolare di zeolite adsorbirà selettivamente l'azoto che incontra, consentendo al gas ossigeno ad alta purezza di fluire verso uno sbocco del gas prodotto.

Una caratteristica unica della zeolite che la rende ideale per un generatore di ossigeno è la sua capacità di rilasciare il gas azoto trattenuto una volta che la pressione all'interno del generatore viene alleviata. Ciò rende abbastanza facile rigenerare il mezzo per un ulteriore ciclo di generazione di ossigeno.

Oltre alla nostra variante PSA, GENERON produce anche un generatore di ossigeno VPSA che alimenta i recipienti di zeolite utilizzando un soffiatore a bassa pressione e li rigenera con un vuoto.

Generatore di Ossigeno vs. Concentratore di Ossigeno

Questi termini generatore di ossigeno e concentratore di ossigeno sono spesso usati in modo intercambiabile e significano essenzialmente la stessa cosa. In senso generico, un concentratore di ossigeno è un termine usato per definire un dispositivo di generazione di ossigeno su scala più piccola (concentratori domestici portatili) mentre un generatore di ossigeno è un termine più comunemente usato per descrivere attrezzature che elaborano grandi quantità di ossigeno utilizzate nella produzione industriale.

Componenti dei Generatori di Ossigeno

I componenti tipici di una macchina per la produzione di ossigeno sono delineati di seguito:

• Un'unità di compressione dell'aria
• Filtri per particolato e coalescenti
• Essiccatori per aria strumentale
• Due cilindri/torri riempiti di pellet di zeolite assorbente
• Un singolo serbatoio di stabilizzazione della pressione
• Valvole di ingresso e uscita
• Tubazioni di circolazione del gas

Sebbene i primi tre componenti menzionati facciano tecnicamente parte del generatore di ossigeno stesso, sono cruciali per la sua funzione, fornendo aria compressa pulita e secca all'unità PSA per la separazione e la concentrazione dell'ossigeno.

Applicazioni dei Generatori di Ossigeno

I generatori di ossigeno sono attualmente in uso in un'ampia gamma di applicazioni commerciali e industriali. Questi dispositivi svolgono un ruolo cruciale nel fornire quantità utili di gas ossigeno necessarie per guidare vari processi.

Le applicazioni tipiche per i generatori di ossigeno PSA includono:

• Impianti di trattamento delle acque reflue e delle acque di scarico
• Produzione di vetro
• Industrie alimentari/bevande
• Produzione di carta
• Metallurgia
• Processi di ossidazione chimica
• Acquacoltura commerciale
• Estrazione mineraria
• Processi di gassificazione

Come Funziona un Generatore di Ossigeno?

Un generatore di ossigeno che utilizza la tecnologia PSA sfrutta la capacità del materiale adsorbente di zeolite di separare un flusso di aria compressa nei suoi gas componenti. Il processo di adsorbimento a variazione di pressione per produrre ossigeno ad alta purezza è un ciclo a due stadi che coinvolge attività simultanee di adsorbimento e desorbimento in due torri di generazione.

Adsorbimento

La fase di adsorbimento della generazione di ossigeno utilizza una torre adsorbente riempita di pellet di zeolite molecolare che trattiene selettivamente l'azoto consentendo all'ossigeno di passare in un serbatoio di raccolta come gas prodotto sotto pressione.

Questo processo di adsorbimento selettivo continuerà fino a quando la torre adsorbente non raggiungerà il suo punto di saturazione massimo, al quale il setaccio di zeolite non sarà più in grado di assorbire altro gas azoto.