Генерация кислорода по технологии КЦА (PSA)
Принцип работы генераторов кислорода по технологии короткоцикловой адсорбции (КЦА/PSA)
Технология PSA основана на явлении избирательной адсорбции. В генераторах кислорода используется обратный принцип по отношению к азотным установкам: адсорбент задерживает азот, пропуская кислород в качестве продукта.
Наиболее распространённые адсорбенты для генерации кислорода — этоцеолиты типа X, модифицированные литием (LiX, LiLSX), обладающие высокой избирательностью по азоту.
Благодаря высокой ёмкости по азоту и малому диффузионному сопротивлению, цеолиты позволяют получать кислород чистотой 90–95%в компактных колоннах при низком энергопотреблении.
Циклы адсорбции–десорбции
Генератор кислорода включает две адсорбционные колонны, которые работают попеременно:
- Адсорбция: азот задерживается в цеолите, кислород проходит в линию продукта.
- Депрессия: давление снижается, адсорбированный азот удаляется в атмосферу.
- Регенерация: колонна возвращается к исходному состоянию.
- Уравнивание давления: минимизирует потери энергии и увеличивает ресурс адсорбента.
Требования к подготовке воздуха
Для стабильной работы генератора кислорода требуется тщательно подготовленный сжатый воздух. Наиболее критичны:
- Влага: допускается точка росы не выше −40 °C для LiLSX.
- Масло: содержание не более 0,003 мг/м³.
- Пыль и аэрозоли: трёхступенчатая фильтрация.
Чистота и производительность
Кривые чистоты PSA показывают зависимость производительности генератора от требуемой концентрации кислорода. Чем выше чистота — тем ниже выход по объёму, так как система работает на более глубоких этапах адсорбции.
Области применения генераторов кислорода
Наиболее распространённые сегменты:
- медицинские централизованные системы О₂
- поддержание горения и обогащение смесей
- рыбные хозяйства и аквакультура
- переработка металлов
- озонаторы и процессы окисления