A PSA oxigéngenerátor története

A nyomásingadozásos adszorpció (PSA) nem új eljárás, és mint a legtöbb jó találmánynál, az utólagos visszatekintés előnyével az elv nyilvánvalónak tűnik. Mint minden adszorpciós elválasztási eljárásnál, az alapvető követelmény egy olyan adszorbens, amely előnyösen adszorbeál egy komponenst (vagy egy rokon komponenscsaládot) a kevert betáplálásból. Ez a szelektivitás függhet az adszorpciós egyensúly eltérésétől vagy az imszorpciós arányok eltérésétől (kinktikus szelektivitás). Egyes esetekben a sebességkülönbség olyan nagy lehet, hogy a lassabban diffúziós fajok IsS gyakorlatilag teljesen ki vannak zárva az adszorbensből (méretszelektív szitálás), és ebben a helyzetben nyilvánvalóan nagyon hatékony elválasztás érhető el.

Minden adszorpciós elválasztási folyamat két fő lépésből áll:

(1) adszorp-tton, amely során a preferáltan adszorbeált szemcséket kivonják a takarmányból;
(2) regeneráció vagy deszorpció, melynek során ezeket a fajokat eltávolítják az adszorbensből, így "regenerálják" az adszorbenst a következő ciklusban való használatra. hasznos termékek az adszorpciós vagy regenerációs lépésekből, vagy mindkét lépésből. Az adszorpciós lépés során kilépő effuens tisztított rafinátum" termék, amelyből a preferáltan adszorbeált sDeciest eltávolították. A regenerálási lépés során kinyert deszorbátum az erősebben adszorbeált fajokat tartalmazza koncentrált formában (a takarmányhoz viszonyítva), és néha ún. "kivonat" termék.

A PSA-eljárás alapvető jellemzője, hogy a regenerációs lépés során a preferáltan adszorbeált anyagokat a teljes nyomás csökkentésével távolítják el, nem pedig a hőmérséklet emelésével vagy kiszorítással.

A PSA-folyamat fogalma.(a)Chinge m cquilibrum loading with prcsure.(h)idcalized sketch showing mtwement ol the adsorheu phse cnceiration profilec for the nore erősen udszorbeed spccies in stmple two-bed PSA process.

szer (bár a ciklusban általában egy alacsony nyomású öblítési lépés is szerepel) A folyamat megközelítőleg izotermikus körülmények között működik, így a hasznos kapacitás az ugyanazon az izotermán lévő két pont közötti terhelés különbsége, amely megfelel a betáplálási és a regenerálási nyomásnak[ Az 1.1(a)l ábra. Az 1.1(b) ábra sematikusan mutatja a koncentrációprofilok mozgását a nagynyomású betáplálás és az alacsony nyomású regenerálási lépések során. A betáplálási lépést általában azelőtt fejezzük be, hogy az erősebben adszorbeált komponens áttörne az ágyon, míg a regenerációs lépést általában az ágy teljes deszorbeálódása előtt fejezik be. Ciklikus egyensúlyi állapotban a profil ezért az ágyban egy átlagos pozíció körül oszcillál.

 

Psa oxigén gázgenerátor

Psa orvosi oxigéngenerátor

PSA Orvosi Oxigéngyár

A PSA fő előnye, amely más típusú adszorpciós folyamatokhoz, például a termikus kilengéshez kapcsolódik, hogy a thc nyomás sokkal gyorsabban változtatható, mint a hőmérséklet, így lehetővé válik a PSA folyamat sokkal gyorsabb ciklusban történő működtetése, ezáltal növelve a hőmérsékletet. az adszorbens ágy térfogatának egységére vonatkoztatva. A fő korlátozás az, hogy a PSA-folyamatok olyan komponensekre korlátozódnak, amelyek nem túl erősen adszorbeálódnak. Ha a preferáltan adszorbeált faj túl erősen adszorbeálódik, akkor gazdaságtalanul magas vákuum szükséges a deszorpció végrehajtásához a regeneráció során. lépés. Így a nagyon erősen adszorbeált komponensek esetében általában a termikus swing az előnyben részesített opció, mivel a hőmérséklet szerény változása általában viszonylag nagy változást okoz a gáz-szilárd adszorpciós cauilibrum állandóban.

A PSA folyamatok nem bonyolultabbak, mint a legtöbb hagyományos elválasztási folyamat, de egy lényeges jellemzőjükben különböznek: a PTOCess tranzens körülmények között működik, míg a legtöbb folyamat, mint például az abszorpció, az extrakció és a desztilláció, állandó állapotú körülmények között működik.

Ennek eredményeként mind a koncepcionális keret, mind a tervezési eljárások meglehetősen eltérőek. Ez a különbség matematikai kifejezésekkel magyarázható a legjobban. Egy állandósult állapotú folyamat matematikailag leírható közönséges differenciálegyenletekkel (vagy közönséges differenciálegyenletek halmazával), és a működési változók és a folyamat teljesítménye közötti kapcsolat megállapításához csak a Ennek az egyenletkészletnek az integrálása. Ezzel szemben egy tranziens folyamatot parciális differenciálegyenletek írnak le, és ez bonyolultabb megoldási eljárást igényel. Ennek eredményeként a folyamat teljesítménye és a működési változók közötti kapcsolat általában kevésbé nyilvánvaló. Az eljárások, illetve a PSA-egységek tervezése és felépítése többnyire elérhető a nyílt irodalomban. Azonban még nem fogadták el általánosan a normál vegyészmérnöki tanterv részeként, és ennek eredményeként továbbra is fennáll a titokzatosság. .

Desptte therr korai kezdetekor a PSA-eljárások valóban csak az 1980-as években nyertek széles körű kereskedelmi elfogadottságot. Ezt szemlélteti az 1.2. ábra, amely a PSA-folyamatokkal kapcsolatos publikációk és amerikai szabadalmak éves számát mutatja az év függvényében. A feltalálás és az ilyen eljárások kereskedelmi forgalomba hozatala közötti szokatlanul hosszú késleltetés okai nem teljesen világosak, de valószínűnek tűnik, hogy a kriogén gáziparban megrögzött érdekek ellentéte és az alapelvekkel kapcsolatos ismeretek hiánya a gyakorló mérnökök körében valószínűleg jelentős volt. tényezőket. Az 1970-es években az alternatív szeparációs hulladékok iránti érdeklődést a kőolaj árának emelkedésével összefüggő energiaköltségek növekedése ösztönözte. Bár az energiaköltségek az 1980-as években csökkentek, az alternatív eljárások vizsgálata és a technológia termékspecifikációihoz igazítása ösztönzött. folytatta.