מחולל חמצן תעשייתי

מחולל חמצן תעשייתי, המכונה גם רכז חמצן או מערכת ריכוז חמצן, הוא ציוד שתוכנן במיוחד המשמש להפקת חמצן בטוהר גבוה מאוויר הסביבה. זה חיוני ביישומים תעשייתיים שונים הדורשים אספקה ​​יציבה ואמינה של חמצן. הוא מפריד ביעילות בין חמצן מחנקן וגזים אחרים באמצעות טכנולוגיה מתקדמת, ובכך עונה על הדרישה האיכותית לחמצן בתעשיות כמו ייצור פלדה, ייצור זכוכית, תגובות כימיות וכו'.

Pressure Swing Adsorption (PSA) הוא תהליך הפרדת ספיחה בשימוש נרחב בתחום התעשייתי. תהליך זה משתמש במאפייני ספיחה סלקטיביים של חומרים מוצקים נקבוביים בתנאי לחץ שונים כדי להשיג הפרדת גזים. באופן ספציפי, בלחצים גבוהים יותר, חומרים מוצקים נקבוביים סופחים באופן סלקטיבי רכיבי גז ספציפיים כדי להשיג הפרדת גזים; בלחצים נמוכים יותר, רכיבי הגז הנספגים הללו נספגים, ומאפשרים לספוג להתחדש.

כאשר תהליך זה משמש לייצור חמצן, אנו קוראים לזה תהליך ייצור חמצן בספיחת תנודת לחץ. ניתן לסכם את השלבים הבסיסיים של תהליך זה כך: ראשית, האוויר הנקי נלחץ על ידי מפוח, ולאחר מכן נשלח האוויר בלחץ למגדל הספיחה. במגדל הספיחה, גזי טומאה כמו H₂O (אדי מים), CO₂ (פחמן דו חמצני) ו-N₂ (חנקן) באוויר יספגו על ידי הסופח, בעוד חמצן יחדור לשכבת הסופח. בהמשך, החמצן שחודר לשכבת הסופח ייכנס למיכל החיץ לייצוב הלחץ ולבסוף יישלח לנקודת הגז לשימוש. כאשר הסופח נספג במידה מסוימת, הגז במגדל הספיחה פונה על ידי משאבת ואקום כדי להשיג את התחדשות הסופח.

בהשוואה לתהליך הפרדת האוויר המסורתי, תהליך ייצור החמצן בספיחת תנודת הלחץ פועל בטמפרטורה ולחץ רגילים ויש לו מקדם בטיחות גבוה יותר. זרימת התהליך שלו פשוטה יחסית, שווה ערך לשני חלקים בלבד של מדחס אוויר ומסננת מולקולרית בתהליך הקריוגנטי. מכיוון שמשתמשים בציוד אלקטרומכני רגיל ומספר הציוד קטן, גם התחזוקה קלה ומהירה יותר. בנוסף, תהליך ייצור החמצן בספיחת נדנדת הלחץ אינו רק חוסך יותר באנרגיה, אלא יש לו גם דרישות נמוכות יותר לעבודות ציבוריות. לא מיוצרים חומרים מזיקים בתהליך הייצור, העומד בדרישות היעד הנוכחיות של "פחמן כפול".

תהליך ייצור החמצן בספיחת תנופת הלחץ מונע גם את תהליך הפעולה הקשה והממושך בתהליך הפרדת האוויר המסורתי, יכול להתאים אוטומטית את התפוקה והטוהר, ויכול לממש מצב פעולה ללא השגחה. זמן ההפעלה והעצירה שלו קצר מאוד, ובדרך כלל ניתן לספק חמצן תוך 20 דקות. בנוסף, מחזור ייצור הציוד של תהליך זה קצר, וגם קצב הבנייה ההנדסי מהיר מאוד.

על מנת להבטיח את המשכיות ייצור החמצן, מכשיר ייצור החמצן לספיגת תנופת הלחץ מאמץ בדרך כלל תהליך של שני מגדלים. בתהליך של שני מגדלים, כאשר מגדל אחד מבצע פעולת ספיחה, המגדל השני מתחדש, ושני המגדלים מופעלים לסירוגין להשגת אספקת חמצן רציפה ויציבה. כפי שמוצג באיור 1, קנה המידה של מכשיר התהליך המתועש עם שני מגדלים יכול להגיע ל-7500 מ"ק לשעה, שיכול לענות על צרכי חמצן תעשייתיים בקנה מידה גדול.