Závod na výrobu kyslíka PSA

Zariadenie na výrobu kyslíka PSA je moderné zariadenie na výrobu kyslíka založené na technológii molekulárneho sita. Jeho hlavným princípom je využitie fyzikálnych adsorpčných a desorpčných charakteristík molekulových sít. V tlakových podmienkach molekulové sitá selektívne adsorbujú dusík vo vzduchu, takže neadsorbovaný kyslík sa môže koncentrovať. Po ďalšom čistení sa tento koncentrovaný vysoko čistý kyslík uvoľní a poskytne pacientom na dýchanie. Keď je systém odtlakovaný, molekulové sito uvoľní predtým adsorbovaný dusík a vypustí ho späť do atmosféry. Tento proces sa uskutočňuje striedavo medzi dvoma adsorpčnými vežami. Prostredníctvom periodických cyklov tlakovania a dekompresie sa kontinuálne a stabilne vyrába kyslík s vysokou koncentráciou, aby sa zabezpečila nepretržitá dodávka kyslíka.

Adsorpcia s kolísaním tlaku (PSA) je založená na rozdielnej adsorpcii kyslíka a dusíka molekulárnymi sitami, ktoré oddeľujú kyslík a dusík vo vzduchu za vzniku kyslíka. Výroba kyslíka môže byť dokončená pri normálnej teplote a nízkotlakových podmienkach, s nízkymi nákladmi, jednoduchou obsluhou a rýchlou produkciou kyslíka. Rýchlo nahradil tekutý kyslík vo fľašiach a vďaka svojej bezpečnosti, hospodárnosti a pohodliu sa stal hlavným zariadením na zásobovanie kyslíkom v nemocniciach. Technológia PSA sa začala používať v Spojených štátoch a Nemecku od 70. rokov minulého storočia. Väčšina generátorov kyslíka PSA sa skladá zo systému kompresie vzduchu, systému sušenia za studena, systému výroby kyslíka a riadiaceho systému. Jeho základný pracovný proces je nasledovný: vzduchový kompresor stlačí vzduch do vzduchovej akumulačnej nádrže, ktorá sa vysuší v sušičke. Stlačený a vysušený vzduch vstupuje do systému výroby kyslíka. Systém výroby kyslíka využíva molekulárne sito na zmenu adsorpčnej kapacity kyslíka a dusíka pod vysokým a nízkym tlakom, aby sa oddelil kyslík a dusík vo vzduchu. Počas cirkulácie adsorpčnej veže, keď koncentrácia kyslíka dosiahne viac ako 90%, pomocné čerpadlo automaticky začne stláčať kyslík do skladovacej nádrže a potom môže byť kyslík dodávaný do zariadenia využívajúceho kyslík.

Systém kompresie vzduchu

Funkciou systému kompresie vzduchu je inhalovať a filtrovať vzduch, stláčať ho a skladovať a poskytovať čistý vzduch a parciálny tlak pre systém výroby kyslíka. Všeobecná konštrukcia pozostáva zo vzduchového filtra, vzduchového kompresora a vzduchovej nádrže. Vdychovaný vzduch sa vo všeobecnosti filtruje cez niekoľko stupňov predtým, ako je natlakovaný vzduchovým kompresorom. Stlačený vzduch vstupuje do zásobníka vzduchu. V tejto časti sa kvôli veľkému množstvu vdychovaného vzduchu filtračná časť ľahko naplní nečistotami vo vzduchu, čo spôsobí upchatie, následkom čoho dôjde k poruche časti nasávania vzduchu a tým pádom nefunguje celý stroj. V skutočnej aplikácii sa často filtračná časť neudržiava a nečistí včas, čo vedie k odstaveniu. Navyše, keďže vzduchový kompresor pracuje dlho, je veľmi dôležitá aj jeho údržba. Mazací olej by sa mal často vymieňať, aby sa zabránilo poškodeniu hlavy stroja v dôsledku silného trenia.

Systém sušenia za studena

Kľúčovou súčasťou zariadenia na výrobu kyslíka PSA je molekulárne sito a molekulárne sito má vysoké požiadavky na vlhkosť vzduchu. Ak je vlhkosť príliš vysoká, molekulové sito absorbuje príliš veľa vlhkosti zo vzduchu a jeho separácia a adsorpcia kyslíka a dusíka rýchlo zlyhá. Preto je systém sušenia za studena tiež nepostrádateľnou a dôležitou súčasťou generátora kyslíka. Systém sušenia za studena ochladzuje a kondenzuje vlhkosť v stlačenom vzduchu a potom ju vypúšťa. Stlačený vzduch po sušení za studena vstupuje do časti výroby kyslíka. V súčasnosti je chladiaca časť hlavného generátora kyslíka chladená chladivom. Prostredníctvom výmenníka tepla a výparníka sa vlhkosť v stlačenom vzduchu kondenzuje a odvádza. Vlhký stlačený vzduch najskôr vstupuje do výmenníka tepla na predbežné ochladenie a potom prechádza cez výparník. Chladivo sa odparuje a ďalej absorbuje teplo zo vzduchu. Stlačený vzduch sa opäť ochladí a vlhkosť a olej v ňom kondenzujú. Ochladený stlačený vzduch prechádza cez odlučovač vody, aby oddelil skondenzovanú vlhkosť a olej od vzduchu. Stlačený vzduch po sušení za studena prúdi cez výmenník tepla, aby ochladil stlačený vzduch vstupujúci do systému vzduchového kompresora a odvádza ho do systému výroby kyslíka.

Systém výroby kyslíka

Systém výroby kyslíka je hlavnou časťou generátora kyslíka. Práve v tejto časti je možné vzduch premeniť na kyslík s čistotou viac ako 90 % a poskytnúť ho pacientovi. Jeho hlavnou súčasťou je adsorpčná veža, okrem tlakového čerpadla, vyrovnávacej kyslíkovej nádrže a niektorých viaccestných rotačných distribučných ventilov a ďalšieho príslušenstva. Väčšina generátorov kyslíka je vybavená dvoma adsorpčnými vežami, ktoré pracujú v cykle. Stlačený vzduch odoslaný systémom sušenia za studena prúdi cez adsorpčnú vežu, ktorá adsorbuje dusík, takže výstupom sa stáva vysoko čistý kyslík. Po natlakovaní pomocnou pumpou môže byť kyslík dodávaný priamo pacientovi cez kyslíkovú vyrovnávaciu nádrž. V súčasnosti molekulárne sitá väčšiny generátorov kyslíka využívajú zeolitové molekulárne sitá, ktoré môžu prednostne adsorbovať dusík. Okrem toho je adsorpčná veža vybavená aj sušidlom, ktoré ďalej odvlhčuje a odstraňuje oxid uhličitý. Studený vysušený vzduch vstupuje do adsorpčnej veže a dusík, oxid uhličitý a veľmi málo vodnej pary vo vzduchu sú adsorbované adsorpčnou vežou. Zvyšný kyslík sa priamo vypúšťa. Po dekompresii sa adsorpčná kapacita molekulového sita pre dusík zníži a adsorbovaný dusík sa vypustí. Molekulové sito po vypustení dusíka môže po natlakovaní dusík opäť adsorbovať.

Dve adsorpčné veže striedavo opakujú proces stláčania dusíka, absorpcie/dekompresie dusíka, a kontinuálne sa vyrába požadovaný kyslík.

Kontrolný systém

Riadiaci systém riadi hlavne pracovný postup každého komponentu. Podľa prahu pracovného tlaku každého komponentu riadi pracovné postupy vzduchového kompresora, pomocného čerpadla, sušiča a ďalších komponentov. Okrem toho poskytuje aj I/O ovládanie používateľského rozhrania, informácie o alarmoch a chybách atď. Ide o všeobecnú elektrickú časť a nelíši sa od iných elektrických spotrebičov.

(1) Elektronická výroba

V oblasti výroby elektroniky, najmä v procese výroby polovodičov, zohrávajú generátory kyslíka PSA (Pressure Swing Adsorption) zásadnú úlohu. Výroba polovodičov zahŕňa viacero kľúčových procesných krokov, ktoré majú prísne požiadavky na vysoko čistý kyslík. Napríklad v procese oxidácie je potrebné na povrchu kremíkového plátku vytvoriť rovnomernú tenkú vrstvu oxidu, ktorá priamo ovplyvňuje výkon a spoľahlivosť zariadenia. Krok čistenia využíva vysoko čistý kyslík na odstránenie organických látok a častíc na povrchu kremíkového plátku, aby sa zabezpečila čistota zariadenia a zabránilo sa chybám v následných procesoch. Procesy spracovania, ako je chemické vylučovanie z pár (CVD) a fyzikálne vylučovanie z pár (PVD) elektronických súčiastok, tiež vyžadujú stabilný a vysoko čistý prívod kyslíka. Kyslíkové generátory PSA môžu tieto potreby nepretržite zabezpečovať a zabezpečiť presnú kontrolu atmosféry počas procesu, čím zlepšujú konzistenciu a kvalitu produktu. Navyše, vysoká účinnosť a hospodárnosť generátorov kyslíka PSA z nich robí ideálnu voľbu pre závody na výrobu polovodičov. Interne zavedený systém výroby kyslíka znižuje závislosť na externej dodávke, znižuje logistické náklady a riziká dodávateľského reťazca a dokáže flexibilne prispôsobiť produkciu kyslíka tak, aby sa vyrovnala s výkyvmi vo výrobe a uspokojila potreby veľkovýroby.

(2) Potravinársky a nápojový priemysel

V potravinárskom a nápojovom priemysle sú generátory kyslíka PSA (Pressure Swing Adsorption) široko používané v procese konzervovania potravín. Ich hlavnou funkciou je poskytovať vysoko koncentrovaný kyslík na predĺženie trvanlivosti potravín. V modernej technológii balenia potravín môže použitie vysoko čistého kyslíka na balenie účinne inhibovať rast anaeróbnych baktérií a spomaliť oxidačný proces potravín, čím sa zachová čerstvosť a nutričná hodnota potravín. Napríklad trvanlivosť rýchlo sa kaziacich potravín, ako je čerstvé mäso, ovocie, zelenina a mliečne výrobky, sa môže po ošetrení vysoko koncentrovaným kyslíkom výrazne predĺžiť. Okrem toho môže použitie generátorov kyslíka PSA zabezpečiť stabilitu čistoty a koncentrácie kyslíka počas procesu balenia, čím sa zabráni problémom s kolísaním koncentrácie kyslíka, ktoré môžu existovať pri tradičných metódach, a ďalej sa zlepší bezpečnosť a kvalita potravín. Na výrobnej linke potravín a nápojov PSA kyslíkové generátory nielen zlepšujú trvanlivosť produktov, ale tiež pomáhajú spoločnostiam zlepšovať efektivitu výroby a znižovať straty a náklady. Technológia balenia s vysokou koncentráciou kyslíka zároveň zlepšuje konkurencieschopnosť výrobkov na trhu a uspokojuje dopyt spotrebiteľov po vysokokvalitných potravinách.

(3) Ponorky a potápačské vybavenie

V ponorkách a potápačských zariadeniach je aplikácia generátorov kyslíka PSA (Pressure Swing Adsorption) kľúčová, hlavne na zabezpečenie dostatočného prísunu kyslíka pre členov posádky a potápačov v uzavretom prostredí. V ponorkách je jednou z najväčších výziev, ktorým čelia členovia posádky, udržiavanie primeranej hladiny kyslíka v dôsledku dlhodobého potápania a operácií pod vodou. Tradičné spôsoby zásobovania kyslíkom sa zvyčajne spoliehajú na skladovanie veľkého množstva stlačeného kyslíka, čo nielen zaberá cenný priestor, ale predstavuje aj určité bezpečnostné riziká.

Kyslíkové generátory PSA extrahujú kyslík z okolitého vzduchu, aby poskytli nepretržitý, stabilný a efektívny spôsob výroby kyslíka, čo výrazne zlepšuje autonómne bojové schopnosti a bezpečnosť ponorky. Pre potápačské vybavenie, najmä pri dlhodobých operáciách pod vodou a hlbokomorskom prieskume, zohrávajú kľúčovú úlohu aj generátory kyslíka PSA. Keď potápači pracujú v uzavretom potápačskom zvone alebo potápačskom obleku, tradičné kyslíkové fľaše obmedzia ich pracovný čas v dôsledku vyčerpania kyslíka, zatiaľ čo generátory kyslíka PSA dokážu generovať kyslík v reálnom čase, čím zaistia, že potápači budú mať nepretržitý prísun kyslíka počas celej misie, čo výrazne predĺži čas prevádzky pod vodou a zlepšenie efektívnosti a bezpečnosti práce. Navyše, prenosnosť a vysoká účinnosť PSA koncentrátorov kyslíka z nich robí dôležitú súčasť moderného potápačského vybavenia. Sú široko používané vo vojenskom potápaní, hlbokomorskom prieskume, námornom inžinierstve a iných oblastiach, čím podporujú vývoj a aplikáciu potápačskej technológie. Preto aplikácia PSA koncentrátorov kyslíka v ponorkách a potápačských zariadeniach nielen rieši problém zásobovania kyslíkom, ale zlepšuje aj bezpečnosť a efektivitu celkovej prevádzky a stáva sa nepostrádateľným technickým vybavením v týchto oblastiach.

Populárne Tagy: Závod na výrobu kyslíka PSA, Čína výrobcovia, dodávatelia zariadení na výrobu kyslíka PSA