Công nghệ tách và lọc khí hấp phụ dao động áp suất phân tử (PSA) là công nghệ phát triển nhanh chóng từ những năm 1960 với yêu cầu bảo vệ môi trường và kiểm soát ô nhiễm. Nhà máy khí oxy đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như sản xuất thép, công nghiệp khí đốt, công nghiệp điện tử, công nghiệp hóa dầu, y tế và chăm sóc sức khỏe.
Nguyên lý hoạt động của công nghệ sản xuất oxy PSA
Nguyên lý cơ bản của PSA là sử dụng sự khác biệt về hiệu suất hấp phụ của nitơ và oxy trong không khí trên sàng phân tử zeolite (ZMS) do áp suất khác nhau. Khả năng hấp phụ thay đổi theo áp suất. Trong điều kiện cân bằng, sàng phân tử ưu tiên hấp phụ các thành phần nitơ. Trong điều kiện áp suất tăng, khả năng hấp phụ nitơ cao hơn khả năng hấp phụ ở áp suất thấp. Quá trình giải hấp và tái sinh của sàng phân tử đạt được bằng cách thay đổi áp suất vận hành, nghĩa là hấp phụ có áp suất và giải hấp giảm áp, từ đó đạt được sự phân tách oxy và nitơ.
Thuật ngữ "hấp phụ" lần đầu tiên được Kayser đề xuất vào năm 1881, có nghĩa là sự ngưng tụ khí trên bề mặt tự do. Sự hấp phụ hiện được định nghĩa nghiêm ngặt trên phạm vi quốc tế là: sự làm giàu hoặc mất đi một hoặc nhiều thành phần tại bề mặt [8]. Hấp phụ dao động áp suất đề cập đến quá trình vật liệu rắn xốp tiếp xúc với chất lỏng, một thành phần nhất định hoặc nhiều thành phần trong chất lỏng tích tụ trên bề mặt chất rắn và số lượng cũng như nồng độ của chất lỏng thay đổi thông qua thay đổi áp suất. Việc loại bỏ các thành phần hấp phụ trên bề mặt chất rắn xốp được gọi là quá trình giải hấp hoặc giải hấp, là quá trình hấp phụ ngược. Thông qua sự hấp phụ và giải hấp, có thể đạt được mục đích tách hoặc tinh chế các thành phần khác nhau trong chất lỏng.
Thành phần cốt lõi của hệ thống sản xuất oxy là sàng phân tử. Hiện nay, chất hấp phụ thường được sử dụng cho thiết bị sản xuất oxy phân tử y tế cỡ nhỏ và vừa là ZMS. ZMS là một hạt màu trắng được làm từ zeolite làm nguyên liệu chính và được xử lý bằng cách xử lý đặc biệt. Nó là một chất hấp phụ bán vĩnh viễn. Chú ý chống thấm trong quá trình sử dụng, nếu không sẽ mất tác dụng hấp phụ. Chất hấp phụ thường được sử dụng để sản xuất oxy PSA là ZMS tổng hợp, trong đó chất được sử dụng phổ biến là các phân tử zeolite có kích thước lỗ 5A, là chất hấp phụ phân cực bao gồm các cation và khung oxit nhôm silicon tích điện âm.
Mặc dù oxy và nitơ là những chất không phân cực nhưng chúng sẽ tạo ra các lưỡng cực cảm ứng dưới tác động của sàng phân tử zeolit. Có một lực hút (lực cảm ứng) giữa lưỡng cực cảm ứng và lưỡng cực vốn có của các phân tử có cực. Vì lực cảm ứng của nitơ lớn hơn lực cảm ứng của oxy nên rây phân tử hấp thụ nhiều nitơ hơn oxy. Khi không khí đi qua sàng phân tử zeolit, nitơ được hấp phụ tốt nhất bởi rây phân tử và được làm giàu trong các vi lỗ của nó, trong khi chỉ một lượng nhỏ oxy được hấp phụ và phần lớn đi qua rây phân tử để trở thành khí sản phẩm. Sau đó, oxy được lọc qua bộ lọc bụi và bộ lọc khử trùng để thu được oxy y tế đủ tiêu chuẩn. Để có được oxy y tế liên tục và ổn định, thiết bị sản xuất oxy hấp phụ dao động áp suất được trang bị hai tháp hấp phụ để sản xuất oxy luân phiên. Khi một chất hấp thụ và tạo ra oxy, chất hấp phụ còn lại ở trạng thái tái sinh. Các khí thành phần khác thải ra từ quá trình tái sinh được làm im lặng và thải ra bên ngoài thông qua bộ giảm âm.
Chú phổ biến: nhà máy khí oxy, nhà sản xuất, nhà cung cấp nhà máy khí oxy Trung Quốc
