Kỹ thuật oxy PSA hoạt động như thế nào?
Sản xuất oxy hấp phụ dao động áp suất (PSA) là công nghệ tách khí dựa trên nguyên lý hấp phụ vật lý. Nó làm sạch oxy từ không khí thông qua sự hấp phụ có chọn lọc của sàng phân tử.
Nguyên tắc cơ bản của sản xuất oxy PSA
- Sản xuất oxy PSA tận dụng sự khác biệt về hiệu suất hấp phụ của nitơ và oxy (trong không khí) trên sàng phân tử, cũng như đặc tính là khả năng hấp phụ thay đổi theo áp suất.
- Trong điều kiện cân bằng, sàng phân tử ưu tiên hấp phụ thành phần nitơ. Trong điều kiện áp suất tăng, khả năng hấp phụ nitơ cao hơn khả năng hấp phụ ở áp suất thấp.
- Và quá trình tái tạo giải hấp của sàng phân tử đạt được bằng cách thay đổi áp suất vận hành, nghĩa là hấp phụ có áp suất và giải hấp giải nén, từ đó đạt được sự phân tách oxy và nitơ.
Sàng phân tử Zeolite trong hệ thống sản xuất oxy
- Thành phần cốt lõi của hệ thống sản xuất oxy là sàng phân tử. Mặc dù oxy và nitơ là những chất không{1} phân cực nhưng chúng sẽ tạo ra lưỡng cực cảm ứng dưới tác động của sàng phân tử zeolit.
- Có một lực hút (lực cảm ứng) giữa lưỡng cực cảm ứng và lưỡng cực vốn có của các phân tử có cực. Vì lực cảm ứng của nitơ lớn hơn lực cảm ứng của oxy nên rây phân tử hấp thụ nhiều nitơ hơn oxy.
- Khi không khí đi qua sàng phân tử zeolit, nitơ được hấp phụ tốt nhất bởi rây phân tử và được làm giàu trong các vi lỗ của nó, trong khi chỉ một lượng nhỏ oxy được hấp phụ và phần lớn đi qua rây phân tử để trở thành khí sản phẩm.
Quy trình sản xuất oxy PSA
- Trước tiên, không khí được nén bằng một-máy nén khí có hiệu suất tối đa và đi qua nhiều bộ lọc để loại bỏ hầu hết các hạt bụi và tạp chất; sau đó không khí nóng được làm mát bằng máy sấy lạnh để loại bỏ độ ẩm trong không khí; và cuối cùng, nó đi vào bể chứa không khí để đệm và ổn định áp suất, đồng thời đi vào tháp hấp phụ đã được tái sinh và đang trong tình trạng hoạt động thông qua van chuyển mạch.
- Trong tháp hấp phụ, nitơ, carbon dioxide và các loại khí khác được hấp phụ bằng sàng phân tử và oxy được làm giàu từ đỉnh tháp hấp phụ và đi vào bể đệm oxy. Trên đường ống thoát của bể đệm oxy, có một cổng lấy mẫu để phát hiện độ tinh khiết của oxy. Sau đó, oxy đủ tiêu chuẩn được lọc qua bộ lọc bụi và bộ lọc khử trùng để thu được oxy cấp sản phẩm đủ tiêu chuẩn.
- Để thu được oxy cấp sản phẩm liên tục và ổn định,-thiết bị sản xuất oxy PSA được trang bị ít nhất hai tháp hấp phụ để luân phiên sản xuất oxy. Khi một tháp hấp phụ và tạo ra oxy, tháp hấp phụ còn lại ở trạng thái tái sinh và các khí thành phần khác thải ra từ quá trình tái sinh sẽ được làm im lặng qua bộ giảm âm và sau đó thải ra ngoài trời.
