Η ιστορία της γεννήτριας οξυγόνου PSA

Η προσρόφηση αιώρησης πίεσης (PSA) δεν είναι μια νέα διαδικασία και, όπως οι περισσότερες καλές εφευρέσεις, με το πλεονέκτημα της εκ των υστέρων, η αρχή φαίνεται προφανής. Όπως σε όλες τις διεργασίες διαχωρισμού προσρόφησης, η βασική απαίτηση είναι μια καμπύλη προσρόφησης που κατά προτίμηση απορροφά ένα συστατικό (ή μια οικογένεια σχετικών συστατικών) από μια τροφοδοσία mxed. Αυτή η επιλεκτικότητα μπορεί να εξαρτάται από μια διαφορά στην ισορροπία προσρόφησης ή από μια διαφορά ρυθμών απορρόφησης (κινκτική επιλεκτικότητα). Σε ορισμένες περιπτώσεις, η διαφορά στους ρυθμούς μπορεί να είναι τόσο μεγάλη ώστε το είδος με βραδύτερη διάχυση IsS Στην πραγματικότητα να αποκλείεται εντελώς από το προσροφητικό (επιλεκτικό κοσκίνισμα) και σε αυτήν την κατάσταση μπορεί προφανώς να επιτευχθεί ένας πολύ αποτελεσματικός διαχωρισμός.

Όλες οι διαδικασίες διαχωρισμού προσρόφησης περιλαμβάνουν δύο κύρια στάδια:

(1) adsorp-tton, κατά την οποία τα κατά προτίμηση προσροφημένα γυαλιά αφαιρούνται από την τροφοδοσία.
(2) αναγέννηση ή εκρόφηση, κατά την οποία αυτά τα είδη αφαιρούνται από το προσροφητικό, «αναγεννώντας» έτσι το προσροφητικό για χρήση στον επόμενο κύκλο. χρήσιμα προϊόντα από τα στάδια προσρόφησης ή αναγέννησης ή και από τα δύο στάδια. Το απόβλητο κατά τη διάρκεια του σταδίου προσρόφησης είναι καθαρισμένο ραφινικό προϊόν από το οποίο έχουν αφαιρεθεί τα κατά προτίμηση προσροφημένα sDecies. Το εκροφητικό που ανακτάται κατά το στάδιο της αναγέννησης περιέχει τα πιο έντονα προσροφημένα είδη m συμπυκνωμένη μορφή (σε σχέση με την τροφή) και μερικές φορές ονομάζεται "εκχύλισμα" προϊόντος.

Το βασικό χαρακτηριστικό μιας διαδικασίας PSA είναι ότι, κατά τη διάρκεια του σταδίου αναγέννησης, τα κατά προτίμηση προσροφημένα είδη απομακρύνονται μειώνοντας τη συνολική πίεση, αντί με αύξηση της θερμοκρασίας ή καθαρισμό με μετατόπιση

Η έννοια μιας διεργασίας PSA. (α) Φόρτωση σταθερής φόρτισης με έλεγχο. (η) προσαρμοσμένο σκίτσο που δείχνει τη διαφορά του προφίλ προσρόφησης της θερμοκρασίας για τα είδη που δεν απορροφώνται έντονα σε μια διεργασία PSA δύο κλινών.

παράγοντας (αν και ένα βήμα καθαρισμού χαμηλής πίεσης περιλαμβάνεται συνήθως στον κύκλο) Η διαδικασία λειτουργεί υπό περίπου ισοθερμικές συνθήκες, έτσι ώστε η ωφέλιμη χωρητικότητα είναι η διαφορά στη φόρτιση μεταξύ δύο σημείων, που αντιστοιχεί στην πίεση τροφοδοσίας και αναγέννησης, στην ίδια ισόθερμη[ Σχήμα 1.1(α)l. Το σχήμα 1.1(β) δείχνει σχηματικά την κίνηση των προφίλ συγκέντρωσης κατά τη διάρκεια των σταδίων τροφοδοσίας υψηλής πίεσης και αναγέννησης χαμηλής πίεσης. ενώ το βήμα αναγέννησης γενικά τερματίζεται πριν από την πλήρη εκρόφηση του κρεβατιού. Σε κυκλική σταθερή κατάσταση, το προφίλ ταλαντώνεται ως εκ τούτου γύρω από μια μέση θέση στο κρεβάτι

 

Γεννήτρια αερίου οξυγόνου Psa

Ιατρική γεννήτρια οξυγόνου Psa

PSA Ιατρική Οξυγόνο Φυτό

Ένα σημαντικό πλεονέκτημα του PSA, σε σχέση με άλλους τύπους διεργασιών προσρόφησης, όπως η θερμική αιώρηση, είναι ότι η πίεση thc μπορεί να αλλάξει πολύ πιο γρήγορα από τη θερμοκρασία, καθιστώντας έτσι δυνατή τη λειτουργία μιας διαδικασίας PSA σε πολύ πιο γρήγορο κύκλο, αυξάνοντας έτσι την σε όλη τη μονάδα όγκου προσροφητικής κλίνης. Ο κύριος περιορισμός είναι ότι οι διεργασίες PSA περιορίζονται σε συστατικά που δεν είναι πολύ έντονα προσροφημένα. Εάν το κατά προτίμηση προσροφημένο είδος είναι πολύ έντονα προσροφημένο, απαιτείται μη οικονομικά υψηλό κενό για να επιτευχθεί εκρόφηση κατά την αναγέννηση Βήμα. Έτσι, για συστατικά με πολύ ισχυρή προσρόφηση, η θερμική αιώρηση είναι γενικά η προτιμώμενη επιλογή, καθώς μια μέτρια μεταβολή της θερμοκρασίας προκαλεί, γενικά, μια σχετικά μεγάλη αλλαγή στη σταθερά της προσρόφησης αερίου-στερεού.

Οι διαδικασίες PSA δεν είναι πιο πολύπλοκες από τις περισσότερες από τις πιο συμβατικές διαδικασίες διαχωρισμού, αλλά διαφέρουν σε ένα βασικό χαρακτηριστικό: το PTOCess Λειτουργεί υπό μεταβατικές συνθήκες, ενώ οι περισσότερες διεργασίες όπως η απορρόφηση, η εκχύλιση και η διάχυση λειτουργούν υπό συνθήκες σταθερής κατάστασης.

Ως εκ τούτου, τόσο το εννοιολογικό πλαίσιο όσο και οι διαδικασίες σχεδιασμού είναι αρκετά διαφορετικές. Αυτή η διαφορά μπορεί να εξηγηθεί καλύτερα με μαθηματικούς όρους. Μια διαδικασία σταθερής κατάστασης μπορεί να περιγραφεί μαθηματικά με μια συνηθισμένη διαφορική μέτρηση (ή ένα σύνολο συνηθισμένων διαφορικών εξισώσεων) και για να ληφθεί η σχέση μεταξύ των μεταβλητών που λειτουργούν και της απόδοσης διεργασίας ολοκλήρωση αυτού του συνόλου εξισώσεων. Αντίθετα, μια μεταβατική διεργασία περιγράφεται από μια σειρά μερικών διαφορικών εξισώσεων και αυτό απαιτεί μια πιο σύνθετη διαδικασία λύσης. Ως αποτέλεσμα, η σχέση μεταξύ της απόδοσης της διαδικασίας και των λειτουργικών δυνατοτήτων varl είναι γενικά λιγότερο προφανής. Οι διαδικασίες ή ο σχεδιασμός και το scalcup των μονάδων PSA είναι ως επί το πλείστον διαθέσιμες στην ανοιχτή βιβλιογραφία. Ωστόσο, δεν έχουν γίνει ακόμη γενικά αποδεκτές ως μέρος του κανονικού προγράμματος σπουδών χημικής μηχανικής και, ως εκ τούτου, ένας συγκεκριμένος αέρας μυστηρίου παραμένει .

Από την πρώιμη έναρξη, ήταν πραγματικά μόνο κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του 1980 που οι διαδικασίες PSA κέρδισαν ευρεία εμπορική αποδοχή. Αυτό φαίνεται στο Σχήμα 1.2, το οποίο δείχνει μια γραφική παράσταση των ετήσιων αριθμών δημοσιεύσεων και διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας ΗΠΑ που σχετίζονται με διαδικασίες PSA σε σχέση με το έτος. Οι λόγοι της ασυνήθιστα μεγάλης καθυστέρησης μεταξύ της εφεύρεσης και της εμπορευματοποίησης τέτοιων διαδικασιών δεν είναι απολύτως σαφείς, αλλά φαίνεται πιθανό ότι η αντίθεση των εδραιωμένων συμφερόντων στη βιομηχανία κρυογενούς αερίου και η έλλειψη εξοικείωσης με τις βασικές αρχές μεταξύ των μηχανικών ήταν πιθανώς σημαντική. παράγοντες. Κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του 1970, το ενδιαφέρον για εναλλακτικούς διαχωρισμούς Drocesses υποκινήθηκε από την κλιμάκωση του ενεργειακού κόστους που σχετίζεται με την αύξηση της τιμής του αργού πετρελαίου. Αν και το ενεργειακό κόστος μειώθηκε κατά τη δεκαετία του 1980, η ώθηση για εξέταση εναλλακτικών διαδικασιών και προσαρμογή της τεχνολογίας στις προδιαγραφές του προϊόντος έχει συνεχιστεί.