Introducción del proceso de producción de oxígeno por adsorción por cambio de presión al vacío

Las plantas de oxígeno por adsorción por cambio de presión al vacío (VPSA) generalmente utilizan los pasos operativos mostrados arriba para separar y enriquecer el oxígeno. En un ciclo, cada recipiente de adsorción debe pasar por cinco pasos: "adsorción", "reducción de presión", "desorción al vacío", "purgado" y "aumento de presión".

(1) Adsorción

Una vez eliminadas las impurezas mecánicas del aire por el filtro, éste entra en la torre de adsorción a través del soplante Roots. El H2O, CO2 y N2 del aire permanecen en el lecho adsorbente. Dado que el O2 se absorbe poco en el adsorbente, el O2 que sale en el recipiente será más rico que otra mezcla entrante, y se descarga por la salida de la torre. Una parte del oxígeno producido en este paso se envía al depósito de inercia, y la parte restante se reserva para el siguiente paso de regeneración y aumento de la presión en la torre de adsorción.

(2) Reducción de presión

En el paso de "reducción de presión", el gas rico en oxígeno pasa a través de la salida del recipiente hacia otro en el paso de "aumento de presión", y la presión aumenta.

(3) Desorción al vacío

Al final del paso de "reducción de presión", para desorber las impurezas tanto como sea posible, la torre debe evacuarse y despresurizarse. La mayor diferencia entre VPSA y PSA radica en este paso, es decir, se utiliza la bomba de vacío para evacuar aún más la torre de adsorción, lo que provoca una disminución de la presión en la torre cuando las impurezas se liberan y descargan al exterior a través de la bomba de vacío.

(4) Purga

Para desorber las impurezas de la torre de adsorción de manera más completa, al final de la etapa de "desorción al vacío", se introduce una pequeña cantidad de oxígeno desde otra torre de alta presión para revitalizar el adsorbente en la torre; en ese momento, la presión parcial de oxígeno en la torre aumenta mientras que la de las impurezas se reduce aún más, de modo que el adsorbente se regenera más completamente, lo cual es más propicio para la adsorción en el siguiente ciclo.

(5) Aumento de presión

Después de la "desorción al vacío" y el "purgado", el adsorbente en el recipiente de adsorción se regenera. En este momento, la presión en el recipiente ha disminuido. Para recuperar rápidamente la presión para la adsorción y asegurar que el frente de adsorción no se desplace demasiado rápido, es necesario introducir oxígeno enriquecido del otro recipiente de adsorción en el paso de "reducción de presión" para aumentar la presión. La presión del recipiente alcanza los requisitos y está listo para el siguiente ciclo de adsorción cuando se completa el paso de "aumento de presión".

El cambio de los pasos anteriores se realiza principalmente mediante el sistema de control y válvulas de mariposa de conmutación. Según el orden secuencial de cada paso, el sistema de control conmuta las válvulas de mariposa para controlar la duración de los procesos de "adsorción", "reducción de presión", "desorción", "purga" o "aumento de presión" en el vaso de adsorción, logrando la separación del oxígeno del nitrógeno y finalmente obteniendo el oxígeno requerido.