zuurstofconcentratoren die gebruik maken van pressure swing adsorption (PSA) – technologie worden op grote schaal gebruikt voor zuurstofvoorziening in toepassingen in de gezondheidszorg, vooral wanneer vloeibare of onder druk staande zuurstof te gevaarlijk of onhandig is, zoals in huizen of in draagbare klinieken. Voor andere doeleinden zijn er ook concentrators op basis van stikstof scheiding Membraantechnologie.
een zuurstofconcentrator neemt lucht in en verwijdert er stikstof uit, waardoor een zuurstofverrijkt gas overblijft voor gebruik door mensen die medische zuurstof nodig hebben vanwege een laag zuurstofgehalte in hun bloed. Zuurstofconcentratoren bieden een economische bron van zuurstof in industriële processen waar ze ook bekend staan als zuurstof gasgeneratoren of zuurstof generatie planten.
Pressure swing adsorptionEdit
Deze zuurstofconcentratoren maken gebruik van een moleculaire zeef tot adsorb gassen en werken op het principe van snelle druk swing adsorptie van atmosferische stikstof op zeoliet mineralen bij hoge druk. Dit type adsorptiesysteem is daarom functioneel een stikstofwasser die de andere atmosferische gassen laat passeren, waardoor zuurstof als primair gas overblijft. PSA-technologie is een betrouwbare en economische techniek voor kleine tot middelgrote zuurstofopwekking. Cryogene scheiding is geschikter bij hogere volumes en externe levering is over het algemeen geschikter voor kleine volumes.
bij hoge druk absorbeert het poreuze zeoliet grote hoeveelheden stikstof, vanwege zijn grote oppervlakte en chemische eigenschappen. De zuurstofconcentrator comprimeert lucht en passeert deze over zeoliet, waardoor zeoliet de stikstof uit de lucht adsorbeert. Het verzamelt vervolgens het resterende gas, dat meestal zuurstof is, en de stikstof desorbs uit het zeoliet onder de verminderde druk te worden ontlucht.
| I | compressed air input | A | adsorption | |
|---|---|---|---|---|
| O | oxygen output | D | desorption | |
| E | exhaust |
An oxygen concentrator has an air compressor, twee cilinders gevuld met zeoliet pellets, een druk egaliserende reservoir, en enkele kleppen en buizen. In de eerste halve cyclus krijgt de eerste cilinder lucht van de compressor, die ongeveer 3 seconden duurt. Gedurende die tijd stijgt de druk in de eerste cilinder van atmosferische naar ongeveer 2,5 keer de normale atmosferische druk (typisch 20 psi/138 kPa gauge, of 2,36 atmosferen absoluut) en het zeoliet wordt verzadigd met stikstof. Als de eerste cilinder bijna zuivere zuurstof bereikt (er zijn kleine hoeveelheden argon, CO2, waterdamp, radon en andere kleine atmosferische componenten) in de eerste halve cyclus, opent een klep en het met zuurstof verrijkte gas stroomt naar het druk gelijkmakende reservoir, dat verbinding maakt met de zuurstofslang van de patiënt. Aan het einde van de eerste helft van de cyclus is er een andere klepstandsverandering, zodat de lucht van de compressor naar de tweede cilinder wordt geleid. De druk in de eerste cilinder daalt als de verrijkte zuurstof in het reservoir beweegt, waardoor de stikstof weer in gas kan worden gedesorbeerd. Partway door de tweede helft van de cyclus, is er een andere klepstand verandering om het gas in de eerste cilinder weer in de omringende atmosfeer te ventileren, waardoor de concentratie van zuurstof in het druk gelijkmakende reservoir onder ongeveer 90% daalt. De druk in de slang die zuurstof uit het egaliserende reservoir levert, wordt stabiel gehouden door een drukreduceerventiel.
oudere eenheden fietsten gedurende een periode van ongeveer 20 seconden en leverden tot 5 liter zuurstof per minuut van 90+%. Sinds ongeveer 1999 zijn er eenheden beschikbaar die tot 10 lpm kunnen leveren.
Er bestaan klassieke tweebed moleculaire zeefzuurstofconcentratoren, evenals nieuwere meerbed moleculaire zeefzuurstofconcentratoren. Het voordeel van de multi-bed moleculaire zeeftechnologie is de verhoogde beschikbaarheid en redundantie, omdat de 10 lpm moleculaire zeven worden gespreid en vermenigvuldigd op verschillende platforms. Hiermee kunnen lpm-waarden tot 960 LPM en meer worden gerealiseerd. De oplooptijd (de tijd die de concentrator nodig heeft om zuurstof te produceren >90% nadat hij is ingeschakeld) van multi moleculaire zeef zuurstofconcentratoren is vaak minder dan 2 minuten en veel korter, in vergelijking met eenvoudige tweebed moleculaire zeef zuurstof concentratoren. Dit voordeel is vaak vereist in mobiele noodtoepassingen. De optie om standaard zuurstofcilinders (bijv. 50 l bij 200 bar = 10.000 l elk) te vullen met hogedruk boosters, om ervoor te zorgen dat de eerder gevulde reservecilinders automatisch uitvallen en om de zuurstoftoevoerketen te waarborgen, bijv. in geval van stroomuitval, wordt gegeven met deze systemen.membraanscheiding
membraanscheiding
bij membraangasscheiding fungeren membranen als een permeabele barrière die verschillende verbindingen met verschillende snelheden verplaatsen of helemaal niet kruisen.