Generiranje dušika pomoću tehnologije adsorpcije s promjenama tlaka (PSA).

Kako radi Adsorpcija s promjenama tlaka?

Kada proizvodite vlastiti dušik, važno je znati i razumjeti nivo čistoće koji želite postići. Neke primjene zahtijevaju niske razine čistoće (između 90 i 99%), kao što su napuhavanje guma i prevencija požara, dok druge, kao što su primjene u industriji hrane i pića ili kalupljenje plastike, zahtijevaju visoke razine (od 97 do 99,999%). U ovim slučajevima PSA tehnologija je idealan i najlakši put.

U suštini generator azota radi tako što odvaja molekule azota od molekula kiseonika u komprimovanom vazduhu. Adsorpcija s promjenama tlaka to čini tako što zarobljava kisik iz struje komprimiranog zraka pomoću adsorpcije. Adsorpcija se odvija kada se molekuli vežu za adsorbens, u ovom slučaju se molekuli kiseonika vežu na ugljenično molekularno sito (CMS). To se događa u dvije odvojene posude pod pritiskom, od kojih je svaka napunjena CMS-om, koje se prebacuju između procesa separacije i procesa regeneracije. Nazovimo ih za sada kula A i kula B.

Za početak, čist i suh komprimovani vazduh ulazi u toranj A i pošto su molekuli kiseonika manji od molekula azota, oni će ući u pore ugljeničnog sita. S druge strane, molekuli dušika ne mogu stati u pore pa će zaobići ugljično molekularno sito. Kao rezultat, na kraju ćete dobiti dušik željene čistoće. Ova faza se naziva faza adsorpcije ili separacije.

Međutim, tu se ne zaustavlja. Većina azota proizvedenog u tornju A izlazi iz sistema (spreman za direktnu upotrebu ili skladištenje), dok se mali dio generiranog azota ubacuje u toranj B u suprotnom smjeru (od vrha prema dolje). Ovaj protok je potreban da bi se istisnuo kiseonik koji je zarobljen u prethodnoj fazi adsorpcije tornja B. Otpuštanjem pritiska u tornju B, molekularna sita ugljenika gube svoju sposobnost da drže molekule kiseonika. Oni će se odvojiti od sita i odnijeti kroz izduv malim protokom azota koji dolazi iz tornja A. Na taj način sistem stvara prostor za nove molekule kiseonika da se vežu za sita u sledećoj fazi adsorpcije. Ovaj proces 'čišćenja' nazivamo regeneracijom tornja zasićenom kisikom.

Prvo, rezervoar A je u fazi adsorpcije, dok se rezervoar B regeneriše. U drugoj fazi oba suda izjednačavaju pritisak kako bi se pripremili za prekidač. Nakon prebacivanja, rezervoar A počinje da se regeneriše dok rezervoar B stvara azot.

U ovom trenutku pritisak u oba tornja će se izjednačiti i oni će mijenjati faze od adsorbirajuće u regenerirajuće i obrnuto. CMS u tornju A će se zasićiti, dok će toranj B, zbog smanjenja pritiska, moći ponovo pokrenuti proces adsorpcije. Ovaj proces se takođe naziva 'ljuljanje pritiska', što znači da omogućava da određeni gasovi budu zarobljeni pri višem pritisku i ispušteni pri nižem pritisku. PSA sistem sa dva stuba omogućava kontinuiranu proizvodnju azota na željenom nivou čistoće.