Hoe werkt Pressure Swing Adsorptie?
Bij het zelf produceren van stikstof is het belangrijk om te weten en begrijpen welk zuiverheidsniveau u wilt bereiken.Sommige toepassingen vereisen lage zuiverheidsniveaus (tussen 90 en 99%), zoals het oppompen van banden en brandpreventie, terwijl andere, zoals toepassingen in de voedingsmiddelen- en drankenindustrie of het vormen van plastic, hoge niveaus vereisen (van 97 tot 99,999%).In deze gevallen is PSA-technologie de ideale en gemakkelijkste manier om te gaan.
In wezen werkt een stikstofgenerator door stikstofmoleculen te scheiden van de zuurstofmoleculen in de perslucht.Pressure Swing Adsorption doet dit door zuurstof uit de persluchtstroom op te vangen met behulp van adsorptie.Adsorptie vindt plaats wanneer moleculen zich binden aan een adsorbens, in dit geval hechten de zuurstofmoleculen zich aan een koolstofmoleculaire zeef (CMS).Dit gebeurt in twee aparte drukvaten, elk gevuld met een CMS, die schakelen tussen het scheidingsproces en het regeneratieproces.Laten we ze voorlopig toren A en toren B noemen.
Om te beginnen komt schone en droge perslucht toren A binnen en omdat zuurstofmoleculen kleiner zijn dan stikstofmoleculen, komen ze in de poriën van de koolstofzeef terecht.Stikstofmoleculen kunnen daarentegen niet in de poriën passen, zodat ze de moleculaire koolstofzeef zullen omzeilen.Het resultaat is dat je stikstof van de gewenste zuiverheid krijgt.Deze fase wordt de adsorptie- of scheidingsfase genoemd.
Daar blijft het echter niet bij.Het merendeel van de geproduceerde stikstof in toren A verlaat het systeem (klaar voor direct gebruik of opslag), terwijl een klein deel van de gegenereerde stikstof in tegengestelde richting (van boven naar beneden) naar toren B wordt gevlogen.Deze stroom is nodig om de zuurstof die werd opgevangen in de vorige adsorptiefase van toren B naar buiten te duwen. Door de druk in toren B weg te nemen, verliezen de moleculaire koolstofzeven hun vermogen om de zuurstofmoleculen vast te houden.Ze komen los van de zeven en worden via de uitlaat meegevoerd door het kleine stikstofstroompje dat uit toren A komt. Hierdoor maakt het systeem ruimte voor nieuwe zuurstofmoleculen die zich in een volgende adsorptiefase aan de zeven kunnen hechten.Dit proces van 'reinigen' noemen we een zuurstofverzadigde torenregeneratie.
Ten eerste bevindt tank A zich in de adsorptiefase, terwijl tank B regenereert.In de tweede fase egaliseren beide vaten de druk ter voorbereiding op de omschakeling.Na de omschakeling begint tank A te regenereren terwijl tank B stikstof genereert.
Op dit punt zal de druk in beide torens gelijk worden en zullen de fasen veranderen van adsorberen naar regenereren en omgekeerd.Het CMS in toren A raakt verzadigd, terwijl toren B, als gevolg van de drukverlaging, het adsorptieproces opnieuw kan starten.Dit proces wordt ook wel 'drukzwaai' genoemd, wat betekent dat bepaalde gassen bij hogere druk kunnen worden opgevangen en bij lagere druk kunnen vrijkomen.Het PSA-systeem met twee torens maakt continue stikstofproductie op een gewenst zuiverheidsniveau mogelijk.
Posttijd: 25 november 2021