El principio del proceso de producción de oxígeno por adsorción por cambio de presión al vacío (VPSA) es básicamente el mismo que el del PSA. La principal diferencia es que una vez que la adsorción alcanza el equilibrio (saturación de adsorción), la forma en que se desorbe el nitrógeno adsorbido en el tamiz molecular de zeolita productora de oxígeno es diferente.
El proceso de producción de oxígeno por adsorción por cambio de presión es esencialmente un proceso de PSA. El proceso VPSA, que actualmente es el más utilizado en la producción industrial, es un tipo de proceso PSA. Para el proceso de producción de oxígeno con tamiz molecular de zeolita más utilizado, la materia prima utilizada para producir oxígeno mediante el proceso de adsorción por cambio de presión es el aire, que puede simplificarse como un sistema mixto binario compuesto de oxígeno y nitrógeno. Las fuerzas de adsorción de nitrógeno y oxígeno en el tamiz molecular de zeolita son diferentes. La fuerza del nitrógeno sobre el tamiz molecular de zeolita es mayor que la del oxígeno, lo que hace que el nitrógeno sea más fácil de absorber en el tamiz molecular de zeolita que el oxígeno.
En condiciones isotérmicas, cuando el aire presurizado pasa a través de la capa de empaquetamiento del tamiz molecular de zeolita productora de oxígeno en el adsorbedor (o torre), la cantidad de adsorción en equilibrio de nitrógeno es mucho mayor que la de oxígeno. Bajo presiones medias y bajas, el tamiz molecular de zeolita productora de oxígeno adsorbe preferentemente nitrógeno, separando así oxígeno y nitrógeno. Cuando la presión del adsorbedor (o torre) disminuye, la cantidad de adsorción de equilibrio de nitrógeno disminuye más que la cantidad de adsorción de equilibrio de oxígeno. Al utilizar esta característica de la adsorción entre nitrógeno, oxígeno y tamiz molecular de zeolita productora de oxígeno, el nitrógeno adsorbido se desorbe del tamiz molecular de zeolita productora de oxígeno reduciendo la presión o evacuando el vacío, restaurando así el rendimiento de adsorción del oxígeno. produciendo tamiz molecular de zeolita para nitrógeno. De esta manera, la producción continua de oxígeno se puede lograr mediante el uso de 2 o más adsorbentes (o torres) para la operación cíclica de adsorción presurizada y desorción descomprimida.
El proceso VPSA agrega un dispositivo de bombeo de vacío en comparación con el proceso PSA. Cuando el tamiz molecular de zeolita productora de oxígeno adsorbe nitrógeno hasta la saturación, primero se reduce la presión del adsorbedor (o torre) mediante ventilación y luego se enciende el dispositivo de bombeo de vacío para reducir aún más la presión en el adsorbedor hasta que esté por debajo del presión atmosférica estándar. Al mantener una presión de desorción más baja, el nitrógeno adsorbido en el tamiz molecular de zeolita productora de oxígeno se desorbe más completamente, mejorando así la cantidad de adsorción de nitrógeno por el tamiz molecular de zeolita productora de oxígeno después de la regeneración, mejorando así la pureza del oxígeno producto. Al agregar equipos de vacío, el proceso VPSA puede producir oxígeno con mayor pureza que el dispositivo PSA de la misma escala, y la capacidad de producción de oxígeno del dispositivo también es mayor, por lo que el proceso VPSA se ha convertido en un proceso de producción de oxígeno por adsorción por cambio de presión ampliamente utilizado. .
El proceso de producción de oxígeno por adsorción por cambio de presión al vacío (VPSA) se desarrolla sobre la base del proceso de producción de oxígeno PSA.
Las principales características del proceso de producción de oxígeno VPSA son la adsorción a presión y la desorción al vacío. La principal diferencia entre este y el proceso PSA es que se agrega un soplador de vacío (o bomba de vacío) a la tubería de descarga de gases de escape del lecho de adsorción. En la operación de proceso "purga por pasos", la bomba de vacío se pone en marcha para aspirar el lecho de regeneración y purgar el gas producto al mismo tiempo. Las dos operaciones de aspiración aumentan la tasa de desorción y el grado de nitrógeno en el tamiz molecular mediante la aspiración.
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