О кислородных концентраторах
Какой тип цеолита используется в кислородных концентраторах?
Кислородный концентратор - это устройство, концентрирующее кислород из газовой среды (обычно окружающего воздуха) путем избирательного удаления азота для получения потока продуктов, богатых кислородом. Они были созданы для замены компактных кислородных баллонов высокого давления или небольших криогенных систем жидкого кислорода, позволяя пациентам, использующим медицинскую кислородную терапию, получать лечение в домашних условиях. Кислородные концентраторы состоят из воздушного компрессора, двух баллонов, заполненных цеолитовыми гранулами или шариками, резервуара для выравнивания давления, а также ряда клапанов и трубок.
На рынке представлены два основных типа молекулярных сит: натриевые и литиевые. Цеолитные молекулярные сита литиевого типа более эффективны, чем цеолитные молекулярные сита натриевого типа, и позволяют значительно уменьшить размеры кислородного концентратора, делая его более компактным и портативным. Поскольку они значительно дороже молекулярных сит натриевого типа, на рынке для большинства ситуаций также преобладают молекулярные сита кислорода натриевого типа.
Почему цеолит используется в кислородных концентраторах?
Цеолит - суть кислородного концентратора. Кислородные концентраторы используют молекулярные сита, состоящие из цеолитов, для адсорбции азота из атмосферы, который впоследствии выводится наружу. Таким образом, адсорбционная система данного типа является функциональным азотным скруббером, пропускающим другие атмосферные газы. В результате основным остающимся газом остается кислород. Под высоким давлением пористый цеолит адсорбирует большое количество азота за счет своей большой площади поверхности и химических свойств. Затем кислород и другие свободные компоненты собираются, давление падает, позволяя азоту десорбироваться. Таким образом, цеолиты выполняют роль фильтра для молекул азота.
Цеолиты широко используются в системах PSA благодаря их способности дифференцировать различные газы и большой удельной поверхности. Кроме того, важную роль в процессе адсорбции играет их пористость. Регулярное расположение пор и полостей (микропор), собранных из тетраэдрических структур SiO4 и AlO4, позволяет одним молекулам избирательно поглощаться в микропорах, а другим отторгаться из-за стерических эффектов или различий в сродстве, как в случае с кислородными концентраторами, где азот адсорбируется на цеолите, а кислород проходит через него.
В чем разница между кислородными концентраторами PSA и VPSA?
Технологии PSA и VPSA - два распространенных метода получения кислорода, в которых используются цеолитные молекулярные сита, например молекулярные сита. Благодаря переменному давлению азот и кислород, содержащиеся в воздухе, разделяются в процессе адсорбции и десорбции для получения кислорода высокой чистоты. По сравнению с оборудованием для получения кислорода VPSA, оборудование PSA имеет низкие первоначальные инвестиции, но высокое энергопотребление и высокие эксплуатационные расходы в последующей эксплуатации. Когда потребность в кислороде велика. Оборудование PSA уже не имеет экономических преимуществ из-за большой площади и высокого энергопотребления.
Строго говоря, генерация кислорода VPSA - это еще один "вариант" генерации кислорода PSA, и принципы генерации кислорода у них практически одинаковы: в обоих случаях для разделения газовой смеси используется молекулярное сито путем "адсорбции" различных молекул газа, за исключением того, что в генерации кислорода PSA кислород отделяется путем адсорбции и десорбции под давлением при атмосферном давлении, а в генераторе кислорода VPSA адсорбированный насыщенный кислород отделяется от молекулярного сита в условиях вакуума.
Хотя в обоих случаях в качестве сырья используется воздух и принцип получения кислорода схож. Однако при внимательном сравнении обнаруживаются следующие различия.
Во-первых, в кислородных генераторах PSA для подачи воздуха используются воздушные компрессоры, а в кислородных генераторах VPSA - воздуходувки для получения исходного воздуха и его нагнетания.
Во-вторых, в выборе цеолитового молекулярного сита: в кислородном генераторе PSA используется молекулярное сито натрия, а в кислородном генераторе VPSA - .
Кроме того, по давлению адсорбции генераторы кислорода PSA обычно имеют давление 0,6~0,8 МПа, а генераторы кислорода VPSA - 0,05 МПа.
Кроме того, при производстве газа на одной машине PSA может достигать 200~300 Нм/ч, а VPSA - 7500~9000 Нм/ч.
Наконец, по сравнению с PSA, VPSA имеет относительно низкое энергопотребление (≤0,5 кВт потребляемой электроэнергии на куб произведенного кислорода), более экологичен и экологичен.
