הסיפור של מחולל חמצן PSA

ספיחת תנודת לחץ (PSA) אינה תהליך חדש, וכמו רוב ההמצאות הטובות, עם היתרון של ראייה לאחור העיקרון נראה ברור. כמו בכל תהליכי הפרדת ספיחה, הדרישה החיונית היא ספיח-מכופף שסופג עדיפות רכיב אחד (או משפחה אחת של רכיבים קשורים) מהזנה משולבת. סלקטיביות זו עשויה להיות תלויה בהבדל בשיווי משקל הספיחה או בהבדל בשיעורי הספיגה (סלקטיביות קינטית). במקרים מסוימים ההבדל בשיעורים עשוי להיות כה גדול עד שהמינים המתפזרים לאט יותר.

כל תהליכי הפרדת ספיחה כוללים שני שלבים עיקריים:

(1) adsorp-tton, שבמהלכו שולפים את הכתמים הנספגים באופן מועדף מההזנה;
(2) רגנרציה או ספיגה, במהלכו מוסרים מינים אלו מהסופח ובכך "מתחדשים" את הסופח לשימוש במחזור הבא. מוצרים שימושיים משלבי הספיחה או ההתחדשות או משני השלבים. הקולח במהלך שלב האספטון הוא תוצר רפינאט מטוהר שממנו הוסרו החומרים הנספחים המועדפים. הדסורבט שמוחזר במהלך שלב ההתחדשות מכיל את המינים הנספגים חזק יותר בצורה מרוכזת (ביחס להזנה) ולעיתים נקרא מוצר "לחלץ".

המאפיין המהותי של תהליך PSA הוא שבמהלך שלב ההתחדשות, המינים הנספגים המועדפים מוסרים על ידי הפחתת הלחץ הכולל, במקום על ידי העלאת הטמפרטורה או טיהור עם עקירה.

הקונספט של תהליך PSA.(א) בצע טעינת שווי משקל עם בדיקה.(ח) סקיצה מדוייקת המראה את השינוי בפרופיל הפיתוח של האדסוריה עבור הדגמים הנוראים שנספגו חזק בתהליך PSA עם שתי מיטות.

סוכן (למרות ששלב טיהור בלחץ נמוך נכלל בדרך כלל במחזור) התהליך פועל בתנאים איזותרמיים בערך כך שהיכולת השימושית היא ההבדל בטעינה בין שתי נקודות, התואמת ללחצי ההזנה וההתחדשות, על אותו איזותרמי[ איור 1.1(א)l.איור 1.1(ב) מציג באופן סכמטי את התנועה של פרופילי הריכוז במהלך שלבי הזנה בלחץ גבוה ושלבי התחדשות בלחץ נמוך. שלב ההזנה מסתיים בדרך כלל לפני שהרכיב הנספג חזק יותר פורץ דרך המיטה, בעוד ששלב ההתחדשות מסתיים בדרך כלל לפני שהמיטה נספגת במלואה. במצב יציב מחזורי, הפרופל מתנודד על מיקום ממוצע במיטה

 

מחולל גז חמצן Psa

מחולל חמצן רפואי Psa

מפעל חמצן רפואי PSA

יתרון עיקרי של PSA, המתייחס לסוגים אחרים של תהליך ספיחה כגון תנופה תרמית, הוא שניתן לשנות את הלחץ הרבה יותר מהר מהטמפרטורה, ובכך מאפשר להפעיל תהליך PSA במחזוריות הרבה יותר מהירה, ובכך להגדיל את לאורך כל יחידה של נפח מיטת ספיגה. המגבלה העיקרית היא שתהליכי PSA מוגבלים לרכיבים שאינם נספגים חזק מדי. אם המין המועדף נספג חזק מדי, נדרש ואקום גבוה לא כלכלית כדי לבצע ספיגה במהלך ההתחדשות לפיכך, עבור רכיבים שנספגו חזק מאוד, תרמאי swing הוא בדרך כלל האופטון המועדף שכן שינוי מתון בטמפרטורה מייצר, באופן כללי, שינוי גדול יחסית בקבוע הקוויליברום של ספיחת גז-מוצק.

תהליכי PSA אינם מורכבים יותר מרוב תהליכי ההפרדה המקובלים יותר, אך הם שונים בתכונה חיונית אחת: ה-PTOCess פועל בתנאים טרנסנטיים, בעוד שרוב התהליכים כגון ספיגה, חילוץ ודיסטטציה פועלים בתנאים קבועים.

כתוצאה מכך, גם המסגרת הרעיונית וגם הליכי העיצוב שונים לגמרי. הבדל זה יכול להיות מוסבר בצורה הטובה ביותר במונחים מתמטיים. תהליך יציב יכול להיות מתואר מתמטי על ידי השבחה דיפרנציאלית רגילה (או קבוצה של משוואות דיפרנציאליות רגילות), וכדי להשיג את הקשר בין משתני הפעולה לביצועי התהליך, נדרש רק אינטגרציה של קבוצת משוואות זו. לעומת זאת, תהליך חולף מתואר על ידי שורה של משוואות דיפרנציאליות חלקיות וזה דורש הליך פתרון מורכב יותר. כתוצאה מכך, הקשר בין ביצועי התהליך ליכולות התפעוליות הוא בדרך כלל פחות ברור. נהלים או העיצוב והסקלאפ של מכשירי PSA זמינים ברובם בספרות הפתוחה. עם זאת, הם עדיין לא התקבלו באופן כללי כחלק מתכנית הלימודים הרגילה של הנדסה כימית, וכתוצאה מכך, אווירה מסוימת של מסתורין נמשכת. .

למרות ההתחלה המוקדמת, זה היה באמת רק במהלך שנות ה-80 שתהליכי PSA זכו להכרה מסחרית נרחבת. זה מתואר באיור 1.2, המציג עלילה של המספר השנתי של הפרסומים והפטנטים האמריקאיים הקשורים לתהליכי PSA לעומת השנה. הסיבות לעיכוב הארוך בצורה יוצאת דופן בין ההמצאה למסחר של תהליכים כאלה אינן ברורות לחלוטין, אך נראה כי ההתנגדות של אינטרסים מושרשים בתעשיית הגז הקריוגנטית וחוסר ההיכרות עם העקרונות הבסיסיים בקרב המהנדסים העוסקים היו כנראה משמעותיים. גורמים. במהלך שנות ה-70 העניין בהפרדה אלטרנטיבית של Dro-cesses היה מבורך על ידי הסלמה בעלויות האנרגיה הקשורות לעלייה במחיר הנפט הגולמי. למרות שעלויות האנרגיה ירדו במהלך שנות ה-80, הדחף לבחון תהליכים חלופיים ולהתאים את הטכנולוגיה למפרטי המוצר המשיך.