Как работает генератор кислорода PSA?

Когда воздух проходит через «умное сито», кислород обретает бесконечную жизненную силу

В отделениях неотложной помощи больниц, поликлиниках в отдалённых горных районах и системах подачи кислорода на плато, казалось бы, обычное устройство тихо творит чудо «превращения воздуха в кислород» — это генератор кислорода PSA. Без химических реагентов и сложных трубопроводов он может стабильно производить медицинский кислород чистотой 93% ± 2, используя в качестве сырья только воздух. В основе этого волшебства лежит изысканный принцип технологии короткоцикловой адсорбции (PSA).

Шаг 1: «Практика очищения» воздуха — от примесей к чистому источнику воздуха

Всё начинается с воздуха, которым мы дышим. Генератор кислорода PSA сначала отфильтровывает пыль и частицы из воздуха через всасывающий фильтр, подобно просеиванию песка. Затем он сжимает воздух до 3-4 бар изб. с помощью компрессора, обеспечивая подачу энергии для последующего разделения. Температура сжатого воздуха резко повышается, и система охлаждения немедленно начинает снижать температуру высокотемпературного воздуха до необходимого уровня, удаляя при этом влагу и масляные пятна. Этот этап подобен «глубокой очистке» воздуха, обеспечивая чистоту и отсутствие примесей на входе в активную зону, что закладывает основу для производства высокочистого кислорода.

Шаг 2: Технология разделения ядра — «селективное предпочтение» цеолитного молекулярного сита

Очищенный воздух поступает в адсорбционную башню, заполненную цеолитовым молекулярным ситом — «сердцем» генератора PSA. Цеолитовое молекулярное сито представляет собой белую частицу, покрытую мельчайшими порами. Размер этих пор достаточно точный, чтобы пропускать только определённые молекулы, что позволяет назвать его «интеллектуальным ситом». Оно обладает свойством «адсорбционного предпочтения» по отношению к азоту: в условиях высокого давления молекулы азота прочно адсорбируются в микропорах молекулярного сита, в то время как молекулы кислорода, благодаря своей медленной диффузии и слабой адсорбционной способности, могут «прорываться», собираясь в верхней части адсорбционной башни и образуя кислород высокой чистоты.

Ещё более изобретательно то, что система обычно оснащена двумя адсорбционными башнями, которые работают попеременно благодаря интеллектуальной системе управления на базе ПЛК. Когда первая башня адсорбирует и выделяет кислород под высоким давлением, давление во второй башне синхронно снижается, выбрасывая ранее адсорбированный азот в атмосферу для завершения «регенерации» молекулярного сита. После насыщения первой башни адсорбционным газом обе башни мгновенно меняются ролями, обеспечивая непрерывную подачу кислорода без остановки системы, что обеспечивает круглосуточную бесперебойную выработку газа.

Шаг 3: «Контроль качества» Oxygen — от производства до безопасной доставки

Кислород, выходящий из адсорбционной колонны, сначала поступает в буферный резервуар для стабилизации давления, затем проходит строгий контроль кислородным анализатором для обеспечения соответствия чистоты установленным стандартам. Затем давление кислорода регулируется с помощью редукционного клапана и, наконец, поступает в конечный пункт применения. Будь то наполнение кислородных баллонов в больницах или подача кислорода в трубопроводы для домашней кислородной терапии, этот кислород, прошедший многоступенчатую проверку, всегда сохраняет стабильную чистоту и расход. Он не содержит химических загрязнений и не взрывоопасен на протяжении всего процесса, а его безопасность значительно выше, чем у традиционных методов производства кислорода.