مخزن های زئولیت در دستگاه اکسیژن ساز
گاز اکسیژن در برخی استفادها لازم است در مقادیر بالا تولید شود. معمول ترین این کاربردها در پزشکی و تولید کاغذ است. دو روش برای تولید گاز اکسیژن وجود دارد. روش برودتی و روش جذب سطحی همراه با نوسانات فشار (PSA) . روش جذب سطحی همراه با نوسانات فشار که روش تولید گاز اکسیژن بحث شده در این مقاله است در اکسیژن ساز های خانگی مورد استفاده قرار می گیرد. جهت اطلاع از کارکرد دقیق تر دستگاه اکسیزن ساز مقاله دستگاه اکسیژن ساز چگونه کار می کند را مطالعه نمایید. هوا در روش جذب سطحی همراه با نوسانات فشار از میان مینرال های آلومینوسیلیکات به نام زئولیت عبور کرده و فیلتر می شود. زئولیتی که برای دستگاه اکسیژن ساز استفاده می شود متخلل و دارای سطح زیادی است که نیتروژن بر روی سطح آن جذب شده و اکسیژن (و همین طور آرگون) عبور می کند. زئولیت معمولا به سرعت با نیتروژن اشباع می شود به همین دلیل برای تولید پیوسته گاز اکسیژن از دو ستون زئولیت به طور همزمان استفاده می شود و در یک زمان یکی از ستون ها در حال تغلیظ گاز اکسیژن و دیگری در حال احیا می باشد. این فرایند نه تنها بسیار با محیط سازگار است بلکه توانایی حذف گازهای دیگری (مثل CO2) را نیز از جریان گازهای صنعتی دارا می باشد.
روش جذب بر اساس نوسانات فشار یکی از محبوب ترین روش های استفاده شده برای تولید صنعتی گاز اکسیژن در مقادیر کم و متوسط است. دستگاه های اکسیژن ساز خانگی با تکنولوژی PSA (به اندازه یک چمدان) جایگزین کپسول های اکسیژن پر فشار استفاده شده در خانه ها و برخی موقعیت های صنعتی شده اند.روش جذب سطحی بر اساس نوسانات فشار (PSA)
در مقالات قبلی مربوط به دستگاه اکسیژن ساز در مورد نحوه تغلیظ گاز اکسیژن توضیحاتی ارائه دادیم. در اینجا نیز توضیح مفصل تری در مورد این فرایند ارائه خواهیم داد.
یک دستگاه اکسیژن ساز همان طور که گفته شد برای اینکه بتواند به صورت پیوسته گاز اکسیژن تولید کند دارای دو ستون زئولیت است. ابتدا هوا با فشار وارد یک ستون پر از گرانول های زئولیت می شود و گرانول ها ترجیحا گاز نیتروژن را جذب کرده و اجازه عبور گاز اکسیژن را می دهند تا به سمت خروجی دستگاه برود. در نهایت زئولیت ها توسط گاز نیتروژن اشباع شده و بایستی احیا شوند. ویژگی خاص این زئولیت ها در جذب سطحی نیتروژن به این ترتیب است که در فشارهای بالای 150 KPa بیشترین بازده جذب گاز نیتروژن را دارد. به همین دلیل هوا با فشار بیشتر از این مقدار وارد ستون ها می شود و در فشار اتمسفر گاز نیتروژن را از خود دفع می کند که در هنگام احیا زئولیت های یک ستون دستگاه اکسیژن ساز فشار به میزان فشار اتمسفر کاهش یافته و گاز نیتروژن از سطح زئولیت دفع و از مسیری مشخص از دستگاه خارج خواهند شد. بلافاصله بعد از اینکه ستون اول از گاز نیتروژن اشباع شد و زمان احیا زئولیت ها فرا رسید. ورودی هوا دستگاه اکسیژن ساز به سمت ستون دوم سوئیچ می کند و در ستون دوم کار تغلیظ اکسیژن را انجام می دهد تا اینکه این ستون هم از نیتروژن اشباع شود. در این هنگام هوا مجددا به ستون اول که کاملا احیا شده و آماده تغلیظ است وارد خواهد شد و این چرخه ادامه می یابد.
زئولیت دستگاه اکسیژن ساز
زئولیت انواع مختلف طبیعی و سنتزی دارد که در ادامه به بیان ویژگی های آن ها و به ویژه زئولیتی که در دستگاه اکسیژن ساز استفاده می شود می پردازیم.
زئولیت های طبیعی چندان جهت جدایش گاز اکسیژن خاصیت انتخابی ندارند و برای این کار از زئولیت های سنتزی استفاده می شود. زئولیت ها آلومینوسیلیکات هایی با ساخ