Mynda köfnunarefni með Pressure Swing Adsorption (PSA) tækni

Hvernig virkar Pressure Swing Adsorption?

Þegar þú framleiðir þitt eigið köfnunarefni er mikilvægt að þekkja og skilja hreinleikastigið sem þú vilt ná.Sum forrit krefjast lágs hreinleikastigs (á milli 90 og 99%), eins og dekkjablástur og eldvarnir, á meðan önnur, eins og notkun í matvæla- og drykkjarvöruiðnaði eða plastmótun, krefjast mikils magns (frá 97 til 99,999%).Í þessum tilvikum er PSA tækni tilvalin og auðveldasta leiðin til að fara.

Í raun virkar köfnunarefnisframleiðandi með því að aðskilja köfnunarefnissameindir frá súrefnissameindunum í þjappað lofti.Pressure Swing Adsorption gerir þetta með því að fanga súrefni úr þjappað loftstraumnum með því að nota aðsog.Aðsog á sér stað þegar sameindir bindast aðsogsefni, í þessu tilviki festast súrefnissameindirnar við kolefnisameindasigti (CMS).Þetta gerist í tveimur aðskildum þrýstihylkjum, hvert fyllt með CMS, sem skipta á milli aðskilnaðarferlisins og endurnýjunarferlisins.Í bili skulum við kalla þá turn A og turn B.

Til að byrja með fer hreint og þurrt þjappað loft inn í turn A og þar sem súrefnissameindir eru minni en köfnunarefnissameindir fara þær inn í svitaholur kolefnissigtsins.Köfnunarefnissameindir geta aftur á móti ekki passað inn í svitaholurnar svo þær munu fara framhjá kolefnisameindasigtinu.Fyrir vikið endar þú með köfnunarefni af æskilegum hreinleika.Þessi áfangi er kallaður aðsogs- eða aðskilnaðarfasinn.

Það stoppar þó ekki þar.Mest af köfnunarefninu sem framleitt er í turni A fer út úr kerfinu (tilbúið til beinnar notkunar eða geymslu), en lítill hluti af mynduðu köfnunarefninu er flogið inn í turn B í gagnstæða átt (frá toppi til botns).Þetta flæði er nauðsynlegt til að ýta út súrefninu sem var fangað í fyrra aðsogsfasa turns B. Með því að losa þrýstinginn í turni B missa kolefnisameindasigin getu sína til að halda á súrefnissameindunum.Þær losna frá sigtunum og berast í gegnum útblásturinn af litlu köfnunarefnisflæðinu sem kemur frá turni A. Með því gerir kerfið pláss fyrir nýjar súrefnissameindir til að festast við sigtin í næsta aðsogsfasa.Við köllum þetta ferli að „hreinsa“ súrefnismettaða turn endurnýjun.

Í fyrsta lagi er tankur A í aðsogsfasa á meðan tankur B endurnýjar sig.Í öðru stigi jafna bæði skipin þrýstinginn til að undirbúa skiptingu.Eftir skiptingu byrjar tankur A að endurnýjast á meðan tankur B framleiðir köfnunarefni.

Á þessum tímapunkti mun þrýstingur í báðum turnum jafnast og þeir munu breyta áföngum frá aðsogs til endurnýjunar og öfugt.CMS í turni A verður mettuð, en turn B, vegna þrýstingslækkunarinnar, mun geta endurræst aðsogsferlið.Þetta ferli er einnig nefnt „sveifla þrýstings“, sem þýðir að það gerir kleift að fanga ákveðnar lofttegundir við hærri þrýsting og losa við lægri þrýsting.Tveggja turn PSA kerfið gerir kleift að framleiða stöðuga köfnunarefnisframleiðslu á æskilegu hreinleikastigi.