Zamonaviy gazni ajratish texnologiyasi dunyosida,PSA (bosim tebranishi adsorbsiyasi)yuqori{0}}toza kislorod va azot olishning keng qoʻllanilgan va ishonchli usuli sifatida paydo boʻldi. Ushbu uslub selektiv adsorbsiya printsipidan foydalanadi, bu erda bosim o'zgarishi va molekulyar xususiyatlar asosida turli gazlar ushlanadi yoki chiqariladi. PSA tizimlari energiya samaradorligi, modulliligi va uzluksiz ishlashi bilan mashhur bo'lib, ularni sanoat, tibbiy va favqulodda vaziyatlarda javob berishda muhim qiladi.
Gazni ajratish asoslari
Gazni ajratish PSA (Pressure Swing Adsorbtion) texnologiyasi asosidagi asosiy ilmiy printsipdir. Bu farqlarga tayanadijismoniy va
gazlarning kimyoviy xossalariselektiv adsorbsiyani yoqish uchun. Ushbu asosiy farqlarni tushunish kislorod va azotni ajratish uchun PSA tizimlarini optimallashtirishdagi birinchi qadamdir.
Gazlarning fizik xossalari
Har bir gaz oʻziga xos xususiyatlarga ega{0}}masalanmolekulyar o'lcham, qutblanish, vaadsorbsion yaqinlik-uni aralashmadan qanchalik oson ajratish mumkinligini aniqlaydi. Masalan; misol uchun:
- Kislorod molekulalari (O₂)azot (N₂) molekulalariga qaraganda kichikroq va chiziqliroqdir.
- Azot o'z xususiyati tufayli ma'lum molekulyar elaklar (masalan, zeolit 13X) tomonidan osonroq adsorbsiyalanadi.yuqori to'rt kutupli moment, bu adsorbent yuzasi bilan o'zaro ta'sirni oshiradi.
Bu farqlar PSA tizimlarida tanlab ajratish imkonini beradi.
Adsorbsiya va desorbsiya tamoyillari
PSA jarayoni oddiy, ammo kuchli kontseptsiyadan foydalanadi: ostidayuqori bosim, ba'zi gazlar (masalan, azot) qattiq sirtlarga (masalan, molekulyar elaklarga) adsorbsiyalanadi, boshqa gazlar esa (kislorod kabi) o'tadi. Bosim chiqarilganda, adsorbsiyalangan gazlar bo'ladidesorbsiyalanganva tizimdan chiqarib yuborildi.
Butsiklik jarayonikkita asosiy bosqichni o'z ichiga oladi:
- Adsorbsiya: Gazlar yuqori bosim ostida adsorbsion qatlam orqali suriladi. Azot adsorbentga yopishadi; kislorod o'tadi.
- Desorbsiya: Bosim tushiriladi, ushlangan azot chiqariladi, keyin esa havoga chiqariladi.
Selektiv adsorbsiya nima?
Tanlangan adsorbsiyaadsorbent materialning molekulyar xususiyatlariga ko'ra bir gazni boshqasiga qaraganda ko'proq jalb qilish qobiliyatini anglatadi. Bu selektivlik gazni ajratish uchun juda muhim, chunki u aniqlayditozalik, tiklanish tezligi va samaradorlikjarayonning. Materialning selektivligi qanchalik yaxshi bo'lsa, PSA tizimi shunchalik samarali bo'ladi.
Masalan:
Kislorod generatorlarida,zeolit molekulyar elaklarikislorodga nisbatan azotni afzal ko'radi.
Azot generatorlarida,uglerod molekulyar elaklari (CMS)azotning o'tishiga imkon beruvchi kislorodni ushlab turish uchun ishlatiladi.
PSA kislorodni azotdan qanday ajratadi
PSA (bosim tebranishi adsorbsiyasi) samarali gaz ajratishga erishish uchun turli bosim ostida kislorod va azot o'rtasidagi molekulyar elakning adsorbsiya qobiliyatidagi farqdan foydalanadi. Quyida PSA tizimida kislorodni ajratib olish va havodan azot chiqarish jarayonini bosqichma-bosqich-bosqichma-bosqich- tushuntiramiz:
Havoni siqish va oldindan ishlov berish
Siqilgan havo molekulyar elakni ifloslantirmasligi yoki tiqilib qolmasligi uchun namlik, yog 'va qattiq zarrachalarni olib tashlash uchun uch bosqichli dastlabki tozalash moslamasidan o'tadi. Tez-tez ishlatiladigan davolash-birliklariga quyidagilar kiradi:
- Havo filtri
- Sovutgichli quritgich yoki adsorbsion quritgich
- Yog 'va bufer tanki-
Bosimli adsorbsiya bosqichi
Siqilgan havo molekulyar elaklar (masalan, 13X yoki LiX) bilan to'ldirilgan adsorbsion ustunga beriladi:
- Molekulyar elaklar azotni afzal ko'radi, kislorod esa yotoqdan o'tadi va "tozalanadi".
- Ustunning yuqori qismidan o'tadigan kislorod yuqori{0}}toza mahsulot gazi bo'lib, u 90-93% bo'lishi mumkin. 3. Dekompressiya va desorbsiya fazasi
Dekompressiya desorbsiyasi bosqichi
Molekulyar elak to'yingandan so'ng, tizim avtomatik ravishda desorbsiya rejimiga o'tadi:
- Adsorbsion minoraning bosimi tezda atmosfera bosimiga yoki hatto vakuumga tushib, adsorbsiyalangan azotni chiqaradi.
- Keyin adsorbsiyalangan azot chiqariladi. Azot odatda energiya samaradorligini oshirish uchun qaytariladi yoki qisman qayta tiklanish uchun ishlatiladi.
Tsiklni almashtirish va barqarorlashtirilgan chiqish
Ikki minorani almashtirish printsipini qabul qilish:
- Bir minora adsorbsiyalanganda, boshqa minora desorbsiyalanadi va tizimni doimiy kislorod bilan ta'minlash uchun qayta tiklanadi.
- PLC boshqaruv tizimi barqaror bosim va tozalik chiqishini ta'minlash uchun valfning harakatini va aylanish tezligini aniq nazorat qiladi.
- Ikki-minora aylanishi
PSA tizimining ishlashining kaliti ikkita minoraning muqobil kommutatsiya tuzilishida yotadi:
- Adsorbsion minora A ishlaydi → B minorasi desorblanadi
- Vaqt o'tish chegarasiga yetib boradi → A va B rollarini almashtirish
- Tsikl 24/7 barqaror kislorod ta'minotini amalga oshirib, o'zini takrorlaydi
- Tsikl odatda tanlangan adsorbentning ishlashiga, ish bosimiga va zarur gaz oqimiga qarab bir necha o'n soniyadan bir necha daqiqagacha davom etadi.
Texnik afzalliklari
- Yuqori harorat yoki chuqur sovutish kerak emas: chuqur sovutishdan ko'ra ko'proq energiya tejamkor, kichik va o'rta o'lchamdagi kislorod ta'minoti ehtiyojlari uchun javob beradi
- Tez ishga tushirish-va moslashuvchan javob: bir necha daqiqada ishga tushirish
- Sozlanishi mumkin bo'lgan tozalik: vaqt / oqim tezligiga qarab adsorbsiya vaqtini sozlash orqali sozlanishi kislorod kontsentratsiyasi (odatda sanoat kislorodi uchun ishlatiladi)