Come funziona la tecnica del PSA all'ossigeno?
La produzione di ossigeno PSA (Pressure Swing Adsorption) è una tecnologia di separazione del gas basata sul principio dell'adsorbimento fisico. Purifica l'ossigeno dall'aria attraverso l'adsorbimento selettivo di setacci molecolari.
Il principio base della produzione di ossigeno PSA
- La produzione di ossigeno PSA sfrutta la differenza nelle prestazioni di adsorbimento di azoto e ossigeno (nell'aria) sul setaccio molecolare, nonché la caratteristica che la capacità di adsorbimento cambia con la pressione.
- In condizioni di equilibrio il setaccio molecolare adsorbe preferenzialmente la componente azoto. In condizioni di pressione elevata, l'adsorbimento di azoto è superiore alla capacità di adsorbimento a bassa pressione.
- E la rigenerazione del desorbimento del setaccio molecolare si ottiene modificando la pressione operativa, ovvero l'adsorbimento pressurizzato e il desorbimento con decompressione, ottenendo così la separazione dell'ossigeno e dell'azoto.
Setaccio molecolare della zeolite nel sistema di produzione dell'ossigeno
- Il componente principale del sistema di produzione dell'ossigeno è il setaccio molecolare. Sebbene l'ossigeno e l'azoto siano sostanze non-polari, produrranno dipoli indotti sotto l'influenza dei setacci molecolari della zeolite.
- Esiste un'attrazione (forza induttiva) tra il dipolo indotto e il dipolo intrinseco delle molecole polari. Poiché la forza induttiva dell'azoto è maggiore di quella dell'ossigeno, il setaccio molecolare assorbe molto più azoto che ossigeno.
- Quando l'aria passa attraverso il setaccio molecolare della zeolite, l'azoto viene assorbito preferenzialmente dal setaccio molecolare e arricchito nei suoi micropori, mentre solo una piccola quantità di ossigeno viene adsorbita e la maggior parte passa attraverso il setaccio molecolare per diventare gas prodotto.
Il processo di lavoro della produzione di ossigeno PSA
- L'aria viene innanzitutto compressa da un compressore d'aria a-prestazioni complete e passa attraverso più filtri per rimuovere la maggior parte del particolato, della polvere e delle impurità; quindi l'aria calda viene raffreddata da un essiccatore a freddo per rimuovere l'umidità dall'aria; infine entra nel serbatoio di stoccaggio dell'aria per il polmone e la stabilizzazione della pressione, ed entra nella torre di adsorbimento rigenerata e funzionante attraverso una valvola di commutazione.
- Nella torre di adsorbimento, l'azoto, l'anidride carbonica e altri gas vengono assorbiti dai setacci molecolari e l'ossigeno viene arricchito dalla parte superiore della torre di adsorbimento ed entra nel serbatoio tampone di ossigeno. Sulla tubazione di uscita del serbatoio tampone di ossigeno è prevista una porta di campionamento per rilevare la purezza dell'ossigeno. L'ossigeno qualificato viene quindi filtrato attraverso un filtro antipolvere e un filtro di sterilizzazione per ottenere ossigeno di grado prodotto-qualificato.
- Per ottenere ossigeno di grado prodotto continuo e stabile-, l'apparecchiatura per la produzione di ossigeno PSA è dotata di almeno due torri di adsorbimento per produrre ossigeno alternativamente. Quando una torre assorbe e produce ossigeno, l'altra torre di adsorbimento è in uno stato di rigenerazione e gli altri gas componenti scaricati dal processo di rigenerazione vengono silenziati attraverso un silenziatore e quindi rilasciati all'esterno.
