Slāpekļa ģenerēšana ar spiediena svārstību adsorbcijas (PSA) tehnoloģiju

Kā darbojas spiediena svārstību adsorbcija?

Ražojot savu slāpekli, ir svarīgi zināt un saprast vēlamo tīrības līmeni.Dažiem lietojumiem ir nepieciešams zems tīrības līmenis (no 90 līdz 99%), piemēram, riepu piepūšanai un ugunsgrēka novēršanai, savukārt citiem, piemēram, lietojumiem pārtikas un dzērienu rūpniecībā vai plastmasas liešanai, ir nepieciešams augsts līmenis (no 97 līdz 99,999%).Šādos gadījumos PSA tehnoloģija ir ideāls un vienkāršākais veids.

Būtībā slāpekļa ģenerators darbojas, atdalot slāpekļa molekulas no skābekļa molekulām saspiestajā gaisā.Spiediena svārstību adsorbcija to dara, aizturot skābekli no saspiestā gaisa plūsmas, izmantojot adsorbciju.Adsorbcija notiek, kad molekulas saistās ar adsorbentu, šajā gadījumā skābekļa molekulas pievienojas oglekļa molekulārajam sietam (CMS).Tas notiek divās atsevišķās spiedtvertnēs, katra ir piepildīta ar CMS, kas pārslēdzas starp atdalīšanas procesu un reģenerācijas procesu.Pagaidām sauksim tos par torni A un torni B.

Vispirms tornī A nonāk tīrs un sauss saspiests gaiss, un, tā kā skābekļa molekulas ir mazākas par slāpekļa molekulām, tās nonāks oglekļa sieta porās.No otras puses, slāpekļa molekulas nevar iekļūt porās, tāpēc tās apies oglekļa molekulāro sietu.Tā rezultātā jūs iegūstat vēlamās tīrības slāpekli.Šo fāzi sauc par adsorbcijas vai atdalīšanas fāzi.

Tomēr ar to tas neapstājas.Lielākā daļa tornī A saražotā slāpekļa iziet no sistēmas (gatavs tiešai lietošanai vai uzglabāšanai), bet neliela daļa saražotā slāpekļa tiek iepludināta tornī B pretējā virzienā (no augšas uz leju).Šī plūsma ir nepieciešama, lai izspiestu skābekli, kas tika uztverts iepriekšējā torņa B adsorbcijas fāzē. Atlaižot spiedienu tornī B, oglekļa molekulārie sieti zaudē spēju noturēt skābekļa molekulas.Tie atdalīsies no sietiem un tiks aiznesti cauri izplūdes gāzēm ar mazo slāpekļa plūsmu, kas nāk no torņa A. To darot, sistēma atstāj vietu jaunām skābekļa molekulām, kas nākamajā adsorbcijas fāzē var pievienoties sietiem.Mēs šo “tīrīšanas” procesu saucam par torņa reģenerāciju ar skābekli.

Pirmkārt, tvertne A atrodas adsorbcijas fāzē, kamēr tvertne B atjaunojas.Otrajā posmā abi trauki izlīdzina spiedienu, lai sagatavotos pārslēgšanai.Pēc pārslēgšanas tvertne A sāk reģenerāciju, bet tvertne B ģenerē slāpekli.

Šajā brīdī spiediens abos torņos izlīdzināsies, un tie mainīs fāzes no adsorbēšanas uz reģenerāciju un otrādi.CMS tornī A tiks piesātināts, savukārt tornis B spiediena samazināšanas dēļ varēs atsākt adsorbcijas procesu.Šis process tiek saukts arī par "spiediena svārstību", kas nozīmē, ka tas ļauj uztvert noteiktas gāzes ar lielāku spiedienu un izlaist zemākā spiedienā.Divu torņu PSA sistēma nodrošina nepārtrauktu slāpekļa ražošanu vēlamajā tīrības līmenī.