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In ogni processo di generazione d'ossigeno, l'aria viene fatta passare attraverso un letto filtrante di grani di zeolite, una sostanza assorbente derivante da materiali inorganici cristallini presenti in natura, simili all'argilla comune. Ogni grano ha un diametro di circa 2 mm. Questo strato consente di separare l'ossigeno dall'azoto e dagli altri gas dell'aria: le molecole di azoto vengono adsorbite, mentre quelle di ossigeno attraversano il letto e vengono raccolte in un apposito contenitore. Quando il letto di zeolite si satura di molecole di azoto deve essere rigenerato per consentire la continuazione del processo. In tal modo, si ottiene ossigeno con grado di purezza pari al 90%, mentre l'azoto impuro, combinato con acqua ed anidride carbonica, viene espulso.
 
 

La maggior parte dei generatori sono di tipo Pressure Swing Adsorption (PSA); l'ossigeno viene prodotto dal letto filtrante a pressioni che possono raggiungere gli 8 barg (116 psig) e il filtro di zeolite viene rigenerato a pressione ambiente. Tali pressioni elevate impongono di utilizzare un compressore d'aria e un essiccatore d'aria; i costi di esercizio sono quindi rilevanti, a differenza di quanto accade con la tecnologia VSA.

Il processo VSA produce ossigeno a pressione inferiore (1.5 barg) e
prevede la rigenerazione completa del filtro in condizioni di lieve aspirazione sottovuoto (0.5 barg). In un generatore VSA, il compressore può essere sostituito da una soffiante, con conseguente abbattimento dei costi di capitale e di esercizio. Il costo totale di acquisto e di esercizio di un generatore VSA è inferiore a quello dei sistemi PSA.

   
 
Il processo VSA, oltre a essere più economico, riduce la probabilità
di contaminazione del letto filtrante di zeolite, essendo un processo a secco. Non si formano goccioline d'acqua e tutta l'umidità presente nel flusso d'aria entrante rimane in fase vapore. Di contro, nel processo PSA si ha formazione di condensa a partire dall'aria compressa in arrivo, per cui il filtro di zeolite può essere contaminato. Se poi l'aria compressa con cui viene alimentato il generatore PSA proviene da un compressore a iniezione a vite lubrificato a olio (come accade di solito, perché si tratta del metodo più economico per generare aria compressa), c'è il rischio ulteriore che il filtro di zeolite venga contaminato dall'olio. Un altro svantaggio di tali compressori a vite sta nel fatto che la condensa rimossa dal sistema di filtrazione è contaminata dall'olio del compressore e il suo smaltimento può rappresentare in alcune aree un problema, in quanto viene considerata un prodotto di scarto nocivo per l'ambiente.
Mentre i generatori PSA sono dotati di numerose valvole pneumatiche attivate dalla pressione e di pressostati, i generatori di ossigeno VSA di Air Products, recentemente brevettati, utilizzano un'unica elettrovalvola a quattro vie, più affidabile delle valvole pneumatiche. La probabilità di malfunzionamenti è quindi minore.
   
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Lo schema seguente illustra le varie fasi del processo:
 
 

L'aria entra nel generatore tramite un orifizio, attraversa la valvola a quattro vie V-1, la soffiante monostadio a lobi a secco e il raffreddatore d'aria, per entrare nel letto di adsorbimento, di nuovo attraverso la valvola V-1. All'ingresso nel contenitore di adsorbimento, il vapore acqueo, l'anidride carbonica e gli idrocarburi vengono rimossi da uno strato di materiale essiccante. Pertanto, solo le molecole di ossigeno e di azoto passano sul letto filtrante, dove l'azoto viene adsorbito e l'ossigeno esce dal contenitore e, dopo aver attraversato la valvola aperta CV-2, riempie il polmone di accumulo di O2.

Il letto si satura rapidamente di molecole di azoto, che devono essere rimosse sotto vuoto (rigenerazione). Le valvole CV-1 e CV-2 si chiudono e la valvola a 4 vie V-1 ruota in modo che la soffiante funzioni all'inverso, diventando un sistema aspirante che, oltre ad asportare le molecole di azoto dal filtro, rimuove anche il vapore acqueo, l'anidride carbonica e gli idrocarburi trattenuti dallo strato essiccante. Tutti questi gas di scarto sono espulsi dal sistema attraverso la stessa soffiante (che ora agisce da aspirante) che aveva fatto entrare l'aria nella fase iniziale.

Nella fase di spurgo, la valvola CV-2 si apre per consentire alle molecole di ossigeno di tornare nel recipiente di assorbimento, per rimuovere eventuali tracce residue di azoto presenti nel sistema.
Infine, nella fase di ripressurizzazione, l'intero sistema viene riportato a pressione atmosferica per effetto della rotazione della valvola V-1 in una posizione che consente all'aria di entrare nel sistema. Contemporaneamente, l'ossigeno viene fatto entrare nella parte superiore del letto filtrante, in modo da evitare che il letto si muova (tale movimento costituisce talora un problema nei sistemi PSA). La valvola di erogazione PIC-1 rimane aperta durante tutto il ciclo suddetto, in modo da erogare un flusso continuo di ossigeno.

 
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