Ustvarjanje dušika s tehnologijo adsorpcije tlačne nihaj (PSA)

Kako deluje adsorpcija tlaka?

Pri izdelavi lastnega dušika je pomembno vedeti in razumeti raven čistosti, ki jo želite doseči. Nekatere aplikacije zahtevajo nizko raven čistosti (med 90 in 99%), kot sta inflacija pnevmatik in preprečevanje požara, medtem ko druge, kot so aplikacije v industriji hrane in pijače ali plastično oblikovanje, zahtevajo visoke ravni (od 97 do 99,999%). V teh primerih je tehnologija PSA idealen in najlažji način.

V bistvu generator dušika deluje tako, da loči dušikove molekule od molekul kisika znotraj stisnjenega zraka. Adsorpcija tlačne nihanja to stori tako, da z adsorpcijo lovi kisik iz stisnjenega zračnega toka. Adsorpcija poteka, ko se molekule vežejo na adsorbent, v tem primeru se molekule kisika pritrdijo na molekularni sito ogljika (CMS). To se zgodi v dveh ločenih tlačnih posodah, vsakemu napolnjene s CMS, ki preklopi med postopkom ločevanja in postopkom regeneracije. Zaenkrat jih pokličemo Tower A in Tower B.

Za začetek čist in suh stisnjen zrak vstopi v stolp A in ker so molekule kisika manjše od molekul dušika, bodo vstopile v pore ogljikovega sita. Molekule dušika na drugi strani se ne morejo prilegati v pore, zato bodo zaokrožile molekularno sito ogljika. Kot rezultat, končate z dušikom želene čistosti. Ta faza se imenuje faza adsorpcije ali ločevanja.

Vendar se tam ne ustavi. Večina dušika, proizvedenega v stolpu A, izstopi iz sistema (pripravljena za neposredno uporabo ali shranjevanje), medtem ko majhen del ustvarjenega dušika preleti v stolp B v nasprotni smeri (od zgoraj navzdol). Ta tok je potreben za izvlečenje kisika, ki je bil zajet v prejšnji adsorpcijski fazi stolpa B. Z sproščanjem tlaka v stolpu B molekularni sitovi ogljikovi izgubijo sposobnost zadrževanja molekul kisika. Odletniki se bodo odlepili in se skozi izpuh odnesli z majhnim pretokom dušika, ki prihaja iz stolpa A. S tem sistem naredi prostora za nove molekule kisika, ki se bodo v naslednjo adsorpcijsko fazo pritrdili na sive. Temu postopku čiščenja regeneracije stolpa kisika nasičenega kisika imenujemo.

Prvič, rezervoar A je v fazi adsorpcije, medtem ko se rezervoar B regenerira. V drugi stopnji obe posodi izenačita tlak, da se pripravita na stikalo. Po stikalu rezervoar A začne regenerirati, medtem ko rezervoar B ustvarja dušik.

Na tej točki se bo tlak v obeh stolpih izenačil in spreminjali bodo faze od adsorbiranja v regeneriranje in obratno. CMS v stolpu A se bo nasičil, medtem ko bo stolp B zaradi depresije lahko znova zagnal postopek adsorpcije. Ta postopek se imenuje tudi "nihanje tlaka", kar pomeni, da omogoča, da se nekateri plini zajamejo pri višjem tlaku in sproščajo pri nižjem tlaku. Dva sistem Tower PSA omogoča neprekinjeno proizvodnjo dušika na želeni ravni čistosti.