Kyslíkové koncentrátory pomocí pressure swing adsorption (PSA) technologie jsou široce využívány pro poskytování kyslíku aplikace v oblasti zdravotní péče, zejména tam, kde kapalina nebo stlačený kyslík je nebezpečné nebo nevhodné, například v domácnostech nebo v přenosných kliniky. Pro jiné účely existují také koncentrátory založené na membránové technologii separace dusíku.
koncentrátor kyslíku přijímá vzduch a odstraňuje z něj dusík, takže kyslík obohacený plyn pro použití lidmi vyžadujícími lékařský kyslík kvůli nízké hladině kyslíku v krvi. Kyslíkové koncentrátory poskytují ekonomický zdroj kyslíku v průmyslových procesech, kde jsou také známé jako kyslíkové generátory plynu nebo kyslíku generace rostlin.
Tlak proudu adsorptionEdit
Tyto kyslíkové koncentrátory využívají molekulární síto pro adsorpci plynů a fungují na principu rychlého tlak swing adsorpce atmosférický dusík na zeolitových minerálů při vysokém tlaku. Tento typ adsorpce systému je proto funkčně dusíku pračka odchází na jiné atmosférické plyny projít, takže kyslík jako primární plynu zbývající. Technologie PSA je spolehlivá a ekonomická technika pro malou až střední výrobu kyslíku. Kryogenní separace je vhodnější při vyšších objemech a vnější dodávka obecně vhodnější pro malé objemy.
při vysokém tlaku porézní zeolit adsorbuje velké množství dusíku kvůli své velké ploše a chemickým vlastnostem. Koncentrátor kyslíku stlačuje vzduch a předává jej přes zeolit, což způsobuje, že zeolit adsorbuje dusík ze vzduchu. Poté shromažďuje zbývající plyn, což je většinou kyslík, a dusík desorbuje ze zeolitu pod sníženým tlakem, který má být odvzdušněn.
| I | compressed air input | A | adsorption | |
|---|---|---|---|---|
| O | oxygen output | D | desorption | |
| E | exhaust |
An oxygen concentrator has an air kompresor, dva válce naplněné zeolitovými peletami, nádrž na vyrovnávání tlaku a některé ventily a trubky. V prvním poločase první válec přijímá vzduch z kompresoru, který trvá asi 3 sekundy. Během této doby tlak v prvním válci stoupá z atmosférického na asi 2,5 násobek normálního atmosférického tlaku (obvykle měřidlo 20 psi/138 kPa nebo absolutní 2,36 atmosféry) a zeolit se nasycuje dusíkem. Jako první válec dosáhne téměř čistý kyslík (existuje malé množství argonu, CO2, vodní páry, radonu a jiné drobné atmosférické komponenty) v první polovině cyklu, ventil se otevře a obohacené kyslíkem toky plynu k tlakové vyrovnávací nádrže, která se připojuje k pacientovi kyslíkovou hadici. Na konci první poloviny cyklu dochází k další změně polohy ventilu, takže vzduch z kompresoru směřuje do druhého válce. Tlak v prvním válci kapky jako obohacený kyslíkem se pohybuje do nádrže, což umožňuje dusík být desorbované zpět do plynu. Partway prostřednictvím druhé polovině cyklu, tam je další ventil postoj změnit ventilovat plyn v první válce zpět do okolní atmosféry, udržování koncentrace kyslíku v tlakové vyrovnávací nádrže před pádem nižší o 90%. Tlak v hadici přivádějící kyslík z vyrovnávací nádrže je udržován v rovnováze redukčním ventilem.
Starší jednotky cyklicky s periodou asi 20 sekund, a dodává až 5 litrů za minutu 90+% kyslíku. Od roku 1999 jsou k dispozici jednotky schopné dodávat až 10 lpm.
existují klasické dvě lože molekulární síto kyslíkové koncentrátory existující, stejně jako novější multi lože molekulární síto kyslíkové koncentrátory. Výhodou multi postele molekulární síto technologie je zvýšení dostupnosti a redundance, jako 10 lpm molekulární síta jsou rozloženy a násobí na několika platformách. Díky tomu lze realizovat hodnoty lpm až 960 lpm a více. Ramp up time (čas koncentrátor musí začít produkovat kyslík >90% po zapnutí) multi molekulární síto koncentrátory kyslíku je často méně než 2 minuty a mnohem kratší, ve srovnání k jednoduché dvě postele molekulární síto koncentrátory kyslíku. Tato výhoda je často vyžadována v mobilních nouzových aplikacích. Možnost vyplnit standardní kyslíkové láhve (např. 50 l na 200 bar = 10.000 l každá) s vysokým tlakem boostery, aby bylo zajištěno automatické selhání dříve naplněné rezervní válců a k zajištění dodávky kyslíku řetězce např. v případě výpadku napájení, je uveden s těmito systémy.
Membránová separaceedit
při separaci membránových plynů fungují membrány jako propustná bariéra, kterou se různé sloučeniny pohybují různými rychlostmi nebo vůbec neprocházejí.