Generovanie dusíka technológiou adsorpcie pri kolísaní tlaku (PSA).

Ako funguje adsorpcia tlakovým výkyvom?

Pri výrobe vlastného dusíka je dôležité poznať a pochopiť úroveň čistoty, ktorú chcete dosiahnuť.Niektoré aplikácie vyžadujú nízke úrovne čistoty (medzi 90 a 99 %), ako je hustenie pneumatík a predchádzanie požiarom, zatiaľ čo iné, napríklad aplikácie v potravinárskom a nápojovom priemysle alebo lisovanie plastov, vyžadujú vysoké úrovne (od 97 do 99,999 %).V týchto prípadoch je technológia PSA ideálnou a najjednoduchšou cestou.

Generátor dusíka v podstate funguje tak, že oddeľuje molekuly dusíka od molekúl kyslíka v stlačenom vzduchu.Adsorpcia s kolísaním tlaku to robí zachytávaním kyslíka z prúdu stlačeného vzduchu pomocou adsorpcie.Adsorpcia prebieha, keď sa molekuly viažu na adsorbent, v tomto prípade molekuly kyslíka sa viažu na uhlíkové molekulové sito (CMS).Deje sa tak v dvoch samostatných tlakových nádobách, z ktorých každá je naplnená CMS, ktoré prepínajú medzi separačným procesom a procesom regenerácie.Nazvime ich zatiaľ veža A a veža B.

Pre začiatok vstupuje čistý a suchý stlačený vzduch do veže A a keďže molekuly kyslíka sú menšie ako molekuly dusíka, dostanú sa do pórov uhlíkového sita.Na druhej strane molekuly dusíka sa nemôžu zmestiť do pórov, takže obídu uhlíkové molekulové sito.Výsledkom je, že skončíte s dusíkom požadovanej čistoty.Táto fáza sa nazýva adsorpčná alebo separačná fáza.

Tým to však nekončí.Väčšina dusíka vyprodukovaného vo veži A opúšťa systém (pripravený na priame použitie alebo uskladnenie), zatiaľ čo malá časť vytvoreného dusíka prúdi do veže B v opačnom smere (zhora nadol).Tento prietok je potrebný na vytlačenie kyslíka, ktorý bol zachytený v predchádzajúcej adsorpčnej fáze veže B. Uvoľnením tlaku vo veži B strácajú uhlíkové molekulové sitá svoju schopnosť zadržať molekuly kyslíka.Oddelia sa od sít a sú unášané cez výfuk malým prúdom dusíka prichádzajúceho z veže A. Tým systém vytvára priestor pre nové molekuly kyslíka, ktoré sa pripájajú na sitá v ďalšej adsorpčnej fáze.Tento proces „čistenia“ nazývame kyslíkom nasýtená regenerácia veže.

Po prvé, nádrž A je vo fáze adsorpcie, zatiaľ čo nádrž B sa regeneruje.V druhej fáze obe nádoby vyrovnávajú tlak, aby sa pripravili na prepnutie.Po prepnutí sa nádrž A začne regenerovať, zatiaľ čo nádrž B generuje dusík.

V tomto bode sa tlak v oboch vežiach vyrovná a zmenia fázy z adsorpčnej na regeneračnú a naopak.CMS vo veži A sa nasýti, zatiaľ čo veža B bude v dôsledku odtlakovania schopná reštartovať proces adsorpcie.Tento proces sa tiež nazýva „kolísanie tlaku“, čo znamená, že umožňuje zachytenie určitých plynov pri vyššom tlaku a uvoľnenie pri nižšom tlaku.Dvojvežový systém PSA umožňuje nepretržitú produkciu dusíka na požadovanej úrovni čistoty.