Oxygen Generation Technology

Bij alle zuurstoffilterende processen, wordt lucht langs een filter van zeolietkorrels geleid, dat als een zeef dient. Dit absorberend materiaal komt in de natuur voor als anorganisch kristalmateriaal, vergelijkbaar met normale klei. Elke korrel heeft een diameter van circa 2 mm. Deze zeef is er speciaal voor bedoeld om de zuurstof in de lucht van stikstof en andere gassen te scheiden. Dit gebeurt door de opname van stikstofmoleculen, waarbij de zuurstofmoleculen doorgelaten worden en in een tank worden verzameld. Het overgebleven produkt is zuurstof met een zuiverheidsgehalte van 90%; de stikstof wordt samen met eventueel aanwezig water en kooldioxide uitgestoten.

VSA and PSA Generators

De meeste generatoren zijn van het PSA-type (Pressure Swing Absorption); bij dit type wordt de zuurstof gefilterd bij een druk van ca. 8 bar en wordt de zeolietzeef bij omgevingsdruk geregenereerd. Om een dergelijke hoge druk te krijgen moet gebruik gemaakt worden van een compressor en een luchtdroger. Deze(relatief hoge) kosten heeft de VSA-technologie niet.

Bij het VSA-proces wordt de zuurstof verkregen bij een veel lagere druk (2 bar) en wordt de filter in praktisch vacuüm geregenereerd (0,6 bar). Bij VSA-generatoren kan de compressor worden vervangen door een ventilator, waardoor de investerings- en exploitatiekosten dalen. De totale kosten voor de aanschaf en exploitatie van een VSA-generator zijn lager dan voor PSA-systemen.

Niet alleen heeft de VSA-generatie een beter rendement maar bij deze systemen wordt de zeolietlaag ook minder snel vuil omdat deze generatoren op basis van een droog proces werken. Er worden dus geen waterdruppels gevormd en eventueel vocht dat met de ingezogen lucht binnenkomt, blijft in gasvormige fase. Een PSA-generator vormt echter waterdruppels als gevolg van de watermoleculen die via de gecomprimeerde lucht worden aangezogen. Hierdoor kan de filter verontreinigd raken. Wanneer de aanvoer van perslucht naar de PSA plaatsvindt via een oliegeïnjecteerde schroefcompressor (meestal de meest efficiënte aanvoer van perslucht) bestaat altijd het risico dat de zeolietlaag vervuild wordt met olie die via de perslucht binnenkomt. Een ander nadeel van oliegeïnjecteerde compressors is dat het condensaat dat uit het filtratiesysteem wordt verwijderd, vervuild is met compressorolie, wat in sommige gevallen voor gevaarlijke afvalstoffen zorgt.

Bij de meeste generatoren is sprake van een groot aantal pneumatische drukkleppen en -schakelaars. De nieuwe, gepatenteerde zuurstofgeneratoren van Air Products maken daarentegen slechts gebruik van één elektrische vierwegklep, die betrouwbaarder is dan pneumatische kleppen. Dus er kan ook minder fout gaan.

Vacuum Swing Adsorption Process (VSA)

In het onderstaande schema ziet u hoe het proces werkt:

Via een inlaatklep komt lucht de generator binnen; de lucht stroomt via de V-1 vierwegklep in één procesgang via een droge rotatiepomp, luchtkoelsysteem en absorptielaag terug naar de V-1 klep. Voordat de lucht in de filtertank geleid wordt, worden waterdamp, kooldioxide en koolwaterstoffen via een dehydratielaag verwijderd. Hierdoor passeren alleen zuurstof- en stikstofmoleculen de filter. Hier wordt de stikstof geabsorbeerd terwijl de zuurstof doorstroomt naar de tank en via de open CV-2 klep de O2-buffertank bereikt.

De filter raakt verzadigd met stikstofmoleculen. Deze moleculen moeten onder vacuüm worden verwijderd zodat de filter goed blijft functioneren. De CV-1 en CV-2 klep worden gesloten en de V-1 vierwegklep wordt in een zodanige positie geplaatst dat de ventilator terugwaarts draait en op die manier de stikstofmoleculen uit de filter "zuigt". Tegelijkertijd worden waterdamp, kooldioxide en koolwaterstoffen uit de dehydrerende laag verwijderd. Deze uitlaatgassen worden via dezelfde ventilator weer uit het systeem geblazen (die dus daarmee functioneert als een vacuümpomp).
Bij de aftapfase gaat de CV-2 klep open om de zuurstofmoleculen in de filtertank terug te laten stromen zodat de laatste stikstofresten uit het systeem verdwijnen.

Als laatste fase (napersfase) wordt in het hele systeem de druk weer opgevoerd doordat de V-1 klep in een zodanige positie wordt gezet dat er weer lucht in de inlaat kan stromen. Tegelijkertijd kan lucht in de bovenkant van de filter stromen waardoor de zeeflaag niet kan bewegen (soms een probleem bij PSA-systemen). Tijdens het hele hierboven beschreven proces blijft de PIC-1 productieklep geopend, om een continue zuurstofstroom te garanderen.

Klik voor nadere informatie door naar onze
wereldwijde website of neem direct contact met ons op.