Separación de aire PSA

Tipos de separación de aire PSA

El uso principal del proceso de separación de aire PSA es separar un componente específico (generalmente oxígeno, nitrógeno o argón) del aire ambiente. El equipo principal utilizado en el proceso es un adsorbedor, que contiene material adsorbente. Además, existe un sistema de compresor de producto que facilita el movimiento de los gases. Finalmente, el sistema de tuberías garantiza que las diferentes corrientes de gas lleguen a sus ubicaciones deseadas.

Por lo general, el adsorbente en una planta de separación de aire es una zeolita o carbón activado. Este material está optimizado en términos de tamaño de poro, forma y polaridad para retener selectivamente ciertas moléculas de gases. Como resultado, diferentes gases, como CO2 y H2O, quedan atrapados, y se obtiene el producto deseado. Las zeolitas utilizadas en el proceso pueden cubrir una amplia gama, incluyendo zeolitas naturales, NaX, 3A, 4A, 5A y otros tamices moleculares de zeolita específicos.

El gas producto se comprime entonces mediante un compresor de producto a la presión deseada. Posteriormente, se envía a las instalaciones de almacenamiento o se exporta a través de tuberías u otros métodos de distribución.

Este diagrama resume el flujo de trabajo básico de una unidad de separación de aire PSA:

• Contenedor adsorbente: El aire ambiente se bombea a la unidad a través de un soplador u otros medios. El componente específico que está siendo dirigido por el proceso se adsorbe en este contenedor, mientras que otros componentes permanecen en el aire ambiente y se liberan de la unidad.
• Compresor de producto: El componente específico que se dirige en este proceso se comprime y se envía al almacenamiento o la distribución.
• Distribución de tuberías/sistema: Otros componentes se envían de vuelta al ambiente a través del sistema de tuberías.

Especificaciones y mantenimiento de los separadores de aire PSA

Especificaciones

• Dimensión del producto

  Los generadores de oxígeno PSA están disponibles en muchos tamaños, desde grandes unidades industriales hasta pequeños sistemas móviles o en contenedores. Por ejemplo, una planta PSA típica en contenedores produce 40.000 Nm3/h de oxígeno a partir del aire. Todo el sistema se coloca en un contenedor de 40 pies.

• Capacidad de producción

  La capacidad de un generador de oxígeno PSA se expresa generalmente en caudal (metros cúbicos estándar por hora o SCFM) o pureza (porcentaje). El caudal indica el volumen de oxígeno que el generador puede producir por hora en condiciones estándar. La pureza se refiere al porcentaje de oxígeno en el gas producido. Los generadores de oxígeno PSA pueden alcanzar purezas que van desde el 90% hasta el 95% o más.

• Pureza del oxígeno

  Los separadores de aire PSA pueden alcanzar diversos niveles de pureza del gas. Muchos generadores suelen alcanzar purezas superiores al 90% hasta el 95% o más.

• Presión de funcionamiento

  La presión de funcionamiento de un generador de oxígeno PSA puede variar. Normalmente está dentro de un rango de 0,5 MPa a 6,0 MPa (megapascales), correspondiente a algunas aplicaciones y requisitos de la industria.

Mantenimiento

• Limpieza y sustitución de filtros:

  Limpie periódicamente el calentador y las superficies de entrada y salida de aire del generador de oxígeno para eliminar el polvo y las impurezas. Además, sustituya el elemento del filtro de entrada del compresor de aire para garantizar un flujo de aire adecuado.

• Inspección de tuberías y juntas:

  Compruebe las tuberías de gas y las juntas del generador de oxígeno para detectar fugas o conexiones sueltas. Si se encuentra algún problema, repárelo o sustitúyalo a tiempo.

• Auditoría de sus sistemas eléctricos:

  Inspeccione los componentes del sistema eléctrico, como los cables y los conectores, y asegúrese de que no estén desgastados o sueltos. Examine el funcionamiento de las piezas eléctricas, incluyendo interruptores y contactores, para garantizar que funcionan de forma adecuada y constante. Además, compruebe periódicamente el estado funcional del controlador y los sensores del generador de oxígeno, asegurándose de que parámetros como la presión y la pureza se encuentran dentro del rango designado.

• Lubricación:

  Las piezas móviles del generador de oxígeno deben lubricarse periódicamente. Siga las instrucciones del fabricante y utilice los lubricantes y métodos de lubricación especificados. Inspeccione y sustituya periódicamente los filtros del compresor de aire para garantizar una filtración adecuada y evitar que las impurezas entren en el generador de oxígeno. Los filtros deben sustituirse inmediatamente si hay algún signo de obstrucción o degradación de la eficiencia de la filtración.

• Comprobación del funcionamiento del equipo:

  A través del sistema de monitorización o la operación manual, observe el estado de funcionamiento del generador de oxígeno, incluyendo la presión, el flujo, la pureza y otros parámetros, para asegurarse de que están dentro del rango normal. Además, la calibración periódica de los sensores y los instrumentos de medición relevantes garantiza la precisión de los datos.

Escenarios de la separación de aire PSA

Los generadores de oxígeno PSA son útiles en diversas industrias. A continuación se presentan algunas aplicaciones comunes de los generadores de oxígeno PSA:

• Uso médico

  Los generadores proporcionan oxígeno a los pacientes en entornos de atención médica. Suministran oxígeno de forma eficaz al tiempo que reducen los costes de transporte y las posibles fallas y riesgos del sistema de entrega.

• Quirófanos y salas de urgencias

  Las cirugías que requieren un suministro constante y fiable de oxígeno para dispositivos anestésicos y pacientes se benefician del uso de un generador de oxígeno PSA.

• Industria

  Los generadores de oxígeno PSA tienen el potencial de reemplazar los cilindros y los tanques criogénicos, que son caros y conllevan altos costes de transporte. Industrias como la siderúrgica, la química, la celulosa y el papel, el tratamiento de aguas residuales y la fotometría de llama, por nombrar algunas, requieren grandes volúmenes de oxígeno.

• Soldadura y corte de metales

  Los generadores de oxígeno PSA crean el oxígeno necesario para la soldadura y el corte de metales a través de procesos como la soldadura oxicorte y la soldadura con arco de plasma. Estos proveedores utilizan oxígeno para mejorar la calidad de las soldaduras y aumentar la eficiencia de la combustión de las llamas de soldadura.

• Industria química y petroquímica

  Los generadores de oxígeno PSA crean oxígeno para diversas reacciones químicas en la industria petroquímica, como las reacciones de oxicloración y oxidación. Estos proveedores eliminan la necesidad de la entrega a granel de oxígeno y mejoran la eficiencia y el control del proceso.

• Envío de aguas residuales para su tratamiento

  El uso de oxígeno en el tratamiento de aguas residuales puede mejorar el tratamiento de los residuos, acortar los periodos de estancia y aumentar las tasas de retorno. Además, puede reducir los costes operativos y permitir el tratamiento de un volumen adicional de aguas residuales.

• Mantenimiento de acuarios

  Una forma eficaz de mantener altos niveles de oxígeno disuelto en los acuarios es utilizar un generador de oxígeno PSA. La máquina puede proporcionar un suministro de oxígeno constante y controlado para apoyar la salud y el desarrollo de los peces. Además, puede tener un impacto significativo en la reducción de la mortalidad de los peces de acuicultura y el aumento de las tasas de crecimiento.

Cómo elegir separadores de aire PSA

• Análisis de la demanda:

  El primer paso es analizar las necesidades de los usuarios. Los usuarios pueden considerar la aplicación, la escala de operación, el componente del gas, etc. Luego determinar la separación de gases particulares y la pureza y salida requeridas.

• Comparación de tecnologías:

  Los usuarios pueden comprender los principios de funcionamiento y las ventajas de las diferentes tecnologías de separación de aire. Comparar su rendimiento, coste, etc., y elegir el método más adecuado.

• Escala del equipo:

  De acuerdo con la demanda, los usuarios pueden determinar la escala adecuada del equipo. Asegurarse de que el equipo seleccionado pueda satisfacer las necesidades actuales y permitir una futura expansión.

• Solución integrada:

  Algunos proveedores ofrecen soluciones integradas, incluyendo equipos de separación de gas y sistemas auxiliares. Esto puede dar a los usuarios más opciones y comodidades.

• Consideración del presupuesto:

  Los usuarios pueden elegir el separador de aire PSA más adecuado después de considerar los costes de compra, los gastos operativos, los gastos de mantenimiento, etc.

• Oportunidad de prueba:

  Algunos proveedores pueden ofrecer oportunidades de prueba para que los usuarios prueben el rendimiento y la idoneidad del equipo antes de comprarlo.

Separación de aire PSA FAQ

P1: ¿Cuáles son los beneficios de utilizar la tecnología de separación de aire PSA?

A1: El método de separación de aire por adsorción por oscilación de presión (PSA) ofrece varias ventajas. Utiliza aire comprimido simple como gas de alimentación, eliminando así el requisito de licuefacción de gas y reduciendo el consumo de energía. Además, la pequeña huella del sistema, el tiempo de arranque rápido y la producción de oxígeno de alta pureza lo hacen adecuado para diversas aplicaciones que demandan acceso inmediato al oxígeno.

P2: ¿Cuáles son las limitaciones del proceso de separación de aire PSA?

A2: A pesar de sus ventajas, el método PSA tiene algunas limitaciones. La pureza de los gases separados es inferior a la que se consigue con los métodos criogénicos. Además, el proceso no es adecuado para la producción a gran escala o cuando se necesita una gran cantidad de gas.

P3: ¿Cuál es la diferencia entre PSA y TSA en la separación de aire?

A3: Tanto la adsorción por oscilación de presión (PSA) como la adsorción por oscilación de temperatura (TSA) son métodos de separación de aire. Los fundamentos de las dos técnicas son similares, pero sus aplicaciones difieren. El método PSA es más adecuado para separar gases como el oxígeno, el nitrógeno y el dióxido de carbono, mientras que la técnica TSA se emplea con frecuencia para separar compuestos orgánicos volátiles (COV).