Über Sauerstoffkonzentratoren
Welche Art von Zeolith wird in Sauerstoffkonzentratoren verwendet?
Ein Sauerstoffkonzentrator ist ein Gerät, das Sauerstoff aus einem Gasvorrat (in der Regel Umgebungsluft) durch selektives Entfernen von Stickstoff konzentriert, um einen Strom sauerstoffreicher Produkte zu erzeugen. Sie wurden entwickelt, um kompakte Hochdruck-Sauerstoffflaschen oder kleine kryogene Flüssigsauerstoffsysteme zu ersetzen, damit Patienten, die eine medizinische Sauerstofftherapie durchführen, zu Hause behandelt werden können. Sauerstoffkonzentratoren bestehen aus einem Luftkompressor, zwei mit Zeolith-Pellets oder -Perlen gefüllten Flaschen, einem Druckausgleichsbehälter sowie einer Reihe von Ventilen und Schläuchen.
Es gibt zwei Haupttypen von Molekularsieben auf dem Markt: Natrium- und Lithium-Molekularsiebe. Zeolith-Molekularsiebe des Lithium-Typs sind effizienter als Zeolith-Molekularsiebe des Natrium-Typs und können die Größe des Sauerstoffkonzentrators erheblich reduzieren, wodurch er kleiner und tragbarer wird. Da Lithium-Zeolith-Molekularsiebe viel teurer sind als Natrium-Molekularsiebe, sind Natrium-Sauerstoff-Molekularsiebe auch auf dem Markt für die meisten Situationen vorherrschend.
Warum wird Zeolith in einem Sauerstoffkonzentrator verwendet?
Zeolith ist das Herzstück des Sauerstoffkonzentrators. Sauerstoffkonzentratoren verwenden Molekularsiebe, die aus Zeolithen bestehen, um Stickstoff aus der Atmosphäre zu adsorbieren, der anschließend wieder ausgestoßen wird. Somit ist diese Art von Adsorptionssystem funktionell ein Stickstoffwäscher, der andere atmosphärische Gase durchlässt. Somit bleibt Sauerstoff als wichtigstes Gas übrig. Unter hohem Druck adsorbiert der poröse Zeolith aufgrund seiner größeren Oberfläche und seiner chemischen Eigenschaften eine große Menge an Stickstoff. Anschließend werden Sauerstoff und andere freie Bestandteile gesammelt, und der Druck sinkt, so dass der Stickstoff desorbiert werden kann. Auf bescheidene Weise wirken Zeolithe als Filter für Stickstoffmoleküle.
Zeolithe werden dank ihrer Fähigkeit, zwischen verschiedenen Gasen zu unterscheiden, und ihrer großen spezifischen Oberfläche häufig in PSA-Systemen eingesetzt. Darüber hinaus spielt ihre Porosität eine entscheidende Rolle im Adsorptionsprozess. Die regelmäßige Anordnung von Poren und Hohlräumen (Mikroporen), die aus SiO4- und AlO4-Tetraederstrukturen aufgebaut sind, ermöglicht es, dass einige Moleküle selektiv in den Mikroporen absorbiert werden, während andere aufgrund sterischer Effekte oder unterschiedlicher Affinität zurückgewiesen werden, wie im Fall von Sauerstoffkonzentratoren, bei denen Stickstoff am Zeolith adsorbiert wird, während Sauerstoff durchgelassen wird.
Was ist der Unterschied zwischen PSA- und VPSA-Sauerstoffkonzentratoren?
Die PSA- und VPSA-Technologien sind zwei gängige Methoden der Sauerstofferzeugung, bei denen Zeolith-Molekularsiebe wie Molekularsiebe eingesetzt werden. Durch variablen Druck werden Stickstoff und Sauerstoff in der Luft im Adsorptions- und Desorptionsprozess getrennt, um hochreinen Sauerstoff zu erhalten. Im Vergleich zu VPSA-Sauerstofferzeugungsanlagen haben PSA-Anlagen geringe Anfangsinvestitionen, aber einen hohen Energieverbrauch und hohe Wartungskosten im späteren Betrieb. Wenn der Sauerstoffbedarf groß ist. PSA-Anlagen haben aufgrund der großen Fläche und des hohen Energieverbrauchs keine wirtschaftlichen Vorteile mehr.
Streng genommen ist die VPSA-Sauerstofferzeugung eine weitere "Variante" der PSA-Sauerstofferzeugung, und ihre Sauerstofferzeugungsprinzipien sind fast die gleichen, beide verwenden ein Molekularsieb, um das Gasgemisch durch "Adsorption" verschiedener Gasmoleküle zu trennen, außer dass die PSA-Sauerstofferzeugung durch Der PSA-Sauerstoffgenerator trennt Sauerstoff durch Druckadsorption und -desorption bei Atmosphärendruck, während der VPSA-Sauerstoffgenerator das adsorbierte gesättigte Molekularsieb unter Vakuumbedingungen desorbiert.
Zwar verwenden beide Luft als Rohstoff und das Prinzip der Sauerstofferzeugung ist ähnlich. Wenn man sie jedoch sorgfältig vergleicht, gibt es folgende Unterschiede.
Erstens verwenden PSA-Sauerstoffgeneratoren Luftkompressoren für die Luftzufuhr, während VPSA-Sauerstoffgeneratoren Gebläse verwenden, um echte Luft zu erhalten und sie unter Druck zu setzen.
Zweitens wird bei der Wahl des Zeolith-Molekularsiebs für den PSA-Sauerstoffgenerator ein Natriummolekularsieb und für den VPSA-Sauerstoffgenerator ein .
Darüber hinaus haben PSA-Sauerstoffgeneratoren in der Regel einen Adsorptionsdruck von 0,6 bis 0,8 MPa, während VPSA-Sauerstoffgeneratoren 0,05 MPa haben.
Darüber hinaus kann PSA in Bezug auf die Gasproduktion einer einzelnen Maschine 200~300Nm/h erreichen, während VPSA 7500~9000Nm/h erreichen kann.
Schließlich ist VPSA im Vergleich zu PSA relativ energiesparend (≤0,5 kW Stromverbrauch pro produziertem Sauerstoffwürfel), umweltfreundlicher und grüner.
