Quali sono le differenze e le connessioni tra la generazione di ossigeno PSA, la generazione di ossigeno VPSA e la generazione di ossigeno con separazione a membrana?

Il nucleo della separazione per adsorbimento è iladsorbente, gli adsorbenti comunemente usati sono particelle sferiche o cilindriche con micropori su tutta la superficie e di diversi colori. Quando il flusso di gas passa attraverso l'adsorbente, i componenti con forte interazione con i micropori vengono adsorbiti, mentre i componenti con debole interazione possono fluire attraverso i micropori, realizzando così la separazione per adsorbimento dei componenti. Nella condizione di equilibrio di adsorbimento, la bassa temperatura e l'alta pressione aumenteranno la capacità di adsorbimento, mentre l'alta temperatura e la bassa pressione diminuiranno la capacità di adsorbimento. Pertanto, il metodo di separazione per adsorbimento del gas adotta solitamente due processi ciclici: adsorbimento con oscillazione di temperatura o adsorbimento con oscillazione di pressione. Tra loro,assorbimento dell'oscillazione della pressione (PSA in breve)è attualmente il più utilizzato, il più maturo dal punto di vista tecnologico e relativamente basso in termini di costi complessivi per la generazione di ossigeno.

L'ossigeno ottenuto dalla generazione di ossigeno PSA ha una concentrazione di circa il 90-95% e una pressione di circa 0,4 MPa. Il consumo energetico unitario aumenta o diminuisce con l'aumento della purezza dell'ossigeno. Le capacità di produzione di piccole e medie dimensioni sono adatte per la generazione di ossigeno PSA.

Il principio di assorbimento diVPSA (Adsorbimento con oscillazione della pressione del vuoto)è simile a quello del PSA, tranne che la pressione di adsorbimento è molto inferiore a quella del PSA. L'apparecchiatura per la generazione di ossigeno VPSA assorbe selettivamente azoto, anidride carbonica, acqua e altre impurità nell'aria utilizzando speciali setacci molecolari VPSA a condizione di penetrare nella pressione atmosferica e desorbe i setacci molecolari sotto vuoto per circolare e ottenere ossigeno con purezza relativamente elevata (90-95%). VPSA ha un basso consumo energetico e quanto più grande è l'apparecchiatura, tanto minore sarà il consumo energetico dell'unità.

L'ossigeno ottenuto dalla generazione di ossigeno VPSA ha una concentrazione di circa il 90-93% e la pressione di uscita è leggermente superiore alla pressione normale. Maggiore è la capacità produttiva, minore sarà la percentuale di aumento del consumo energetico. Capacità di produzione maggiori sono adatte per la generazione di ossigeno VPSA.

Il metodo di separazione a membrana sfrutta la permeabilità selettiva delle membrane polimeriche per separare l'ossigeno dall'aria. Quando l'aria passa attraverso la membrana, è più probabile che l'ossigeno permea fuori dalla membrana rispetto all'azoto, realizzando così la separazione di ossigeno e azoto.

Il metodo di separazione a membrana per la generazione di ossigeno richiede la sostituzione regolare delle membrane arricchite di ossigeno-, pertanto il costo di generazione dell'ossigeno è relativamente elevato. La concentrazione massima dell'ossigeno prodotto è di circa il 40% e la pressione è superiore alla pressione normale. (La concentrazione massima di azoto della separazione tramite membrana è del 95%.)

Coloro che comprendono il principio dei generatori di ossigeno PSA sanno che le apparecchiature di separazione dell'aria realizzano ilassorbimentoErigenerazionedei setacci molecolari variando la pressione, separando così l'ossigeno dall'aria.

Il cosiddetto-chiamatorigenerazioneè in realtà il processo inverso di adsorbimento. Quando il setaccio molecolare nel generatore di ossigeno PSA è saturo di adsorbimento di azoto, non può più assorbire azoto. Per ripristinare la capacità di adsorbimento del setaccio molecolare è necessaria la "rigenerazione".

Esistono due metodi per la rigenerazione. Il primo consiste nell'aumentare la temperatura: far passare un gas riscaldante (azoto secco o aria) nell'adsorbente per aumentare la temperatura dell'adsorbente, determinando un effetto di rigenerazione. Più alta è la temperatura, più accurata sarà la rigenerazione. Questo metodo è anche chiamatorigenerazione con sbalzo di temperaturaOrigenerazione dell'oscillazione termica.

L'altro metodo è ridurre la pressione: ridurre la pressione nell'adsorbitore (può essere sotto vuoto), in modo da ridurre il numero di molecole adsorbite sulla superficie del setaccio molecolare, ottenendo così l'effetto di rigenerazione.

AdsorbimentoErigenerazioneciclo ripetutamente, formando il flusso di lavoro principale del generatore di ossigeno PSA.

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