Diversi principi del generatore di ossigeno criogenico e del generatore di ossigeno PSA

I generatori di ossigeno criogenico e i generatori di ossigeno PSA (Pressure Swing Adsorption) sono due diversi tipi di sistemi di generazione di ossigeno. I generatori di ossigeno criogenico utilizzano un processo criogenico per separare l'ossigeno dagli altri gas, mentre i generatori di ossigeno PSA utilizzano un processo di adsorbimento chimico per separare gli stessi gas. Entrambe le tecnologie presentano vantaggi e svantaggi e la scelta del sistema da utilizzare dipende dall'applicazione specifica.

I generatori di ossigeno criogenico si basano su un processo chiamato distillazione criogenica, in cui l'aria viene raffreddata a temperature vicine a -173°C. A questa temperatura, l'azoto e altri gas inerti si liquefanno mentre l'ossigeno rimane come gas. L'azoto liquido viene quindi rimosso dalla miscela, lasciando ossigeno gassoso puro. Questo processo è relativamente efficiente e può produrre ossigeno di elevata purezza con un apporto energetico minimo. I generatori di ossigeno PSA utilizzano un processo di adsorbimento chimico per separare l'azoto dagli altri gas presenti nell'aria. In questo processo, l'aria viene fatta passare attraverso un materiale adsorbente che lega selettivamente le molecole di azoto consentendo il passaggio di altri gas come l'ossigeno.

Il materiale adsorbente viene quindi rigenerato rilasciando le molecole di azoto legate utilizzando una tecnica di oscillazione del vuoto o della pressione. Questo metodo è molto più efficiente dal punto di vista energetico rispetto alla distillazione criogenica. Tuttavia, i sistemi PSA richiedono frequenti cicli di rigenerazione e sono limitati nella loro capacità rispetto ai sistemi criogenici. In sintesi, sia i sistemi criogenici che quelli PSA presentano vantaggi e svantaggi a seconda dell'applicazione per cui vengono utilizzati.

Il prezzo della tecnologia criogenica e PSA è diverso

I nuovi clienti del settore dell'ossigeno non comprendono la differenza tra impianti di ossigeno a base criogenica e impianti di ossigeno PSA. Per lo più, sono del parere che tutti gli impianti a gas O2/N2 abbiano un prezzo come gli impianti PSA, il che non è vero. il costo dell'impianto di adsorbimento a variazione di pressione non corrisponde a quello degli impianti criogenici poiché entrambe le tecnologie sono completamente diverse.

La tecnologia di adsorbimento dell'oscillazione della pressione è adatta per le aziende che richiedono ossigeno con un volume inferiore e un livello di purezza inferiore. Il processo PSA funziona su un semplice processo di adsorbimento in cui viene utilizzato materiale adsorbente come i setacci molecolari di zeolite con un gas che viene adsorbito più dell'altro. Quando l'aria viene fatta passare, l'azoto viene adsorbito mentre l'ossigeno può passare.

Poiché il processo di adsorbimento dell'oscillazione della pressione del PSA utilizza una tecnologia più semplice, i costi di produzione sono inferiori, il prezzo dell'impianto PSA è molto inferiore rispetto agli impianti a base criogenica. La tecnologia criogenica è sofisticata e richiede l'uso di un processo elaborato con componenti molto più costosi di quelli utilizzati nel processo PSA.

Purezza dell'ossigeno con PSA vs. Processo criogenico

Come accennato in precedenza, il PSA è ideale per generare ossigeno con purezza e volume inferiori rispetto alla separazione dell'aria criogenica che viene utilizzata per generare ossigeno con la massima purezza possibile e un volume maggiore.

Gli impianti criogenici a tonnellaggio possono produrre ossigeno su vasta scala con una purezza molto elevata, cosa non possibile con gli impianti PSA. Gli impianti PSA sono raramente disponibili con configurazione di 200m3/ora per non parlare degli impianti di tonnellaggio.

Le piante criogeniche possono generare sia ossigeno che azoto

L'impianto di ossigeno PSA può generare un solo gas prodotto, azoto o ossigeno. D'altra parte, un impianto di ossigeno criogenico può produrre sia ossigeno che azoto. Se hai un impianto di ossigeno, può anche produrre azoto. Tuttavia, richiederebbe l'acquisto di un sistema di riempimento della bombola di azoto. L'impianto di ossigeno criogenico può generare ossigeno sia in forma liquida che gassosa. Inoltre, l'impianto generatore di ossigeno PSA può produrre solo ossigeno o azoto solo in forma gassosa.

Diversi cicli di vita

Sia gli impianti criogenici che quelli ad ossigeno PSA hanno cicli di vita diversi. Laddove è noto che il PSA ha un ciclo di vita di oltre 10 anni, le piante criogeniche hanno cicli di vita di oltre 25 anni. Ciò diventa possibile perché gli impianti criogenici O2/N2 sono fabbricati con acciaio inossidabile di grado criogenico in grado di resistere a temperature e pressioni estreme.

Applicazioni degli impianti di ossigeno PSA

Gli impianti PSA sono più adatti per le piccole industrie che richiedono ossigeno con volume inferiore e dove è accettabile anche ossigeno con purezza inferiore. Gli impianti sono più adatti per i seguenti settori:

Saldatura/taglio/riscaldamento

Gli impianti sono ideali per la generazione in loco di ossigeno da utilizzare nella saldatura e nel taglio. In questo settore l'ossigeno viene utilizzato insieme all'acetilene dove la purezza non è un problema.

Soffiatura di vetro e perline

Può essere utilizzato anche nell'industria vetreria per la soffiatura di vetro e perle. È un'industria artigianale in cui è necessario l'ossigeno per realizzare vari tipi di prodotti in vetro.

Allevamento di pesci

È un'altra applicazione in cui vengono utilizzate piccole piante di psa per ossigenare l'acqua del laghetto per migliorare il contenuto di ossigeno nell'acqua, essenziale per migliorare la salute dei pesci.

Applicazioni di impianti di ossigeno criogenico

L'impianto di ossigeno criogenico è adatto per le industrie che richiedono la produzione di ossigeno o azoto in volumi maggiori e con elevata purezza. Di seguito sono riportate alcune delle industrie che utilizzano impianti criogenici:

Industria siderurgica

L'industria siderurgica è il più grande consumatore di ossigeno prodotto commercialmente. Gli impianti criogenici in loco sono utilizzati nell'industria siderurgica per generare ossigeno in grandi volumi con elevata purezza

Industria chimica

Questa industria è il secondo più grande consumatore di ossigeno dopo l'industria siderurgica. Anche in questo caso è richiesto ossigeno in volumi maggiori con maggiore purezza, cosa possibile solo con il processo criogenico.

Industria medica o sanitaria

Nell'industria medica è richiesto anche ossigeno con elevata purezza. L'impianto di ossigeno criogenico viene utilizzato per generare ossigeno con purezza molto elevata.