Παραγωγή αζώτου με τεχνολογία προσρόφησης αιώρησης πίεσης (PSA).

Πώς λειτουργεί το Pressure Swing Adsorption;

Όταν παράγετε το δικό σας άζωτο, είναι σημαντικό να γνωρίζετε και να κατανοείτε το επίπεδο καθαρότητας που θέλετε να επιτύχετε.Ορισμένες εφαρμογές απαιτούν χαμηλά επίπεδα καθαρότητας (μεταξύ 90 και 99%), όπως φούσκωμα ελαστικών και πρόληψη πυρκαγιάς, ενώ άλλες, όπως εφαρμογές στη βιομηχανία τροφίμων και ποτών ή στη χύτευση πλαστικών, απαιτούν υψηλά επίπεδα (από 97 έως 99,999%).Σε αυτές τις περιπτώσεις η τεχνολογία PSA είναι ο ιδανικός και πιο εύκολος τρόπος.

Στην ουσία μια γεννήτρια αζώτου λειτουργεί διαχωρίζοντας τα μόρια αζώτου από τα μόρια οξυγόνου μέσα στον πεπιεσμένο αέρα.Το Pressure Swing Adsorption το κάνει αυτό παγιδεύοντας οξυγόνο από το ρεύμα πεπιεσμένου αέρα χρησιμοποιώντας προσρόφηση.Η προσρόφηση λαμβάνει χώρα όταν τα μόρια συνδέονται με ένα προσροφητικό, στην περίπτωση αυτή τα μόρια οξυγόνου προσκολλώνται σε ένα μοριακό κόσκινο άνθρακα (CMS).Αυτό συμβαίνει σε δύο ξεχωριστά δοχεία πίεσης, το καθένα γεμάτο με ένα CMS, που εναλλάσσονται μεταξύ της διαδικασίας διαχωρισμού και της διαδικασίας αναγέννησης.Για την ώρα ας τους ονομάσουμε πύργο Α και πύργο Β.

Για αρχή, καθαρός και ξηρός πεπιεσμένος αέρας εισέρχεται στον πύργο Α και επειδή τα μόρια οξυγόνου είναι μικρότερα από τα μόρια αζώτου, θα εισέλθουν στους πόρους του κόσκινου άνθρακα.Τα μόρια αζώτου από την άλλη πλευρά δεν μπορούν να χωρέσουν στους πόρους και έτσι θα παρακάμψουν το μοριακό κόσκινο του άνθρακα.Ως αποτέλεσμα, καταλήγετε με άζωτο επιθυμητής καθαρότητας.Αυτή η φάση ονομάζεται φάση προσρόφησης ή διαχωρισμού.

Δεν σταματά εκεί όμως.Το μεγαλύτερο μέρος του αζώτου που παράγεται στον πύργο Α εξέρχεται από το σύστημα (έτοιμο για άμεση χρήση ή αποθήκευση), ενώ ένα μικρό μέρος του παραγόμενου αζώτου διοχετεύεται στον πύργο Β προς την αντίθετη κατεύθυνση (από πάνω προς τα κάτω).Αυτή η ροή απαιτείται για να ωθήσει προς τα έξω το οξυγόνο που δεσμεύτηκε στην προηγούμενη φάση προσρόφησης του πύργου Β. Με την απελευθέρωση της πίεσης στον πύργο Β, τα μοριακά κόσκινα χάνουν την ικανότητά τους να συγκρατούν τα μόρια οξυγόνου.Θα αποκολληθούν από τα κόσκινα και θα παρασυρθούν μέσω της εξάτμισης από τη μικρή ροή αζώτου που προέρχεται από τον πύργο Α. Κάνοντας αυτό το σύστημα δημιουργεί χώρο για νέα μόρια οξυγόνου να προσκολληθούν στα κόσκινα σε μια επόμενη φάση προσρόφησης.Αυτή τη διαδικασία «καθαρισμού» ονομάζουμε αναγέννηση πύργου κορεσμένου με οξυγόνο.

Πρώτον, η δεξαμενή Α βρίσκεται στη φάση προσρόφησης ενώ η δεξαμενή Β αναγεννάται.Στο δεύτερο στάδιο και τα δύο δοχεία εξισορροπούν την πίεση για να προετοιμαστούν για τον διακόπτη.Μετά το διακόπτη, η δεξαμενή Α αρχίζει να αναγεννάται ενώ η δεξαμενή Β παράγει άζωτο.

Σε αυτό το σημείο, η πίεση και στους δύο πύργους θα εξισωθεί και θα αλλάξουν φάσεις από προσροφητικό σε αναγεννητικό και αντίστροφα.Το CMS στον πύργο Α θα κορεστεί, ενώ ο πύργος Β, λόγω της αποσυμπίεσης, θα μπορεί να επανεκκινήσει τη διαδικασία προσρόφησης.Αυτή η διαδικασία αναφέρεται επίσης ως «ταλάντευση πίεσης», που σημαίνει ότι επιτρέπει σε ορισμένα αέρια να δεσμεύονται σε υψηλότερη πίεση και να απελευθερώνονται σε χαμηλότερη πίεση.Το σύστημα PSA δύο πύργων επιτρέπει τη συνεχή παραγωγή αζώτου σε ένα επιθυμητό επίπεδο καθαρότητας.