Большинство предприятий, постоянно потребляющих кислород, отказались от заправки баллонов в пользу собственного производства. Газ, способный окислять большинство известных химических соединений, используется практически во всех сферах деятельности человека: от металлургии до медицины. Оборудование для его получения различается производительностью, чистотой конечного продукта, а также его давлением на выходе. Чтобы выбрать установку, удовлетворяющую всем технологическим условиям, потребителю приходится разбираться, как работают генераторы кислорода разных типов.
В металлургии применяются высокопроизводительные воздухоразделительное оборудование, использующее криогенный метод получения газов. Объемы производства позволяют обеспечить кислородом доменный и конвертерный процессы, заполнить магистрали для стационарных газорезательных установок и ручных резаков, а содержание примесей в конечном продукте не превышает 0,5%.
Технология включает в себя следующие этапы:
При сжатии все компоненты воздуха переходят в жидкое состояние. Во время испарения система управления установки контролирует температуру и давление. Компоненты воздуха имеют различные точки кипения, за счет чего переходят в газообразное состояние пофракционно.
К преимуществам криогенных установок относят возможность получения жидкого азота и аргона, являющихся ценными попутными продуктами. Основной недостаток — высокая энергоемкость, что ограничивает их применение в коммерческих целях.
Генераторы работают при давлениях до 10 бар. Их работа основана на разнице в скоростях прохождения кислорода и азота через полупроницаемую мембрану из полимерного материала. Установки отличаются малыми габаритами, низким энергопотреблением и нетребовательностью в обслуживании. В состав конечного продукта входит до 45% кислорода, поэтому такие генераторы чаще называют концентраторами. Мембранные установки используются на рыбозаводах, животноводческих комплексах, а также для медицинских и косметологических процедур.
Метод адсорбции позволяет получить технический кислород чистотой 90 — 95%, который можно применять для газопламенной резки, извлечения из руд ценных металлов, а также для других технологических задач.
Основной элемент установки — адсорбер. Он представляет собой емкость, заполненную цеолитом. В адсорбер закачивают воздух, и минерал поглощает азот, а целевой продукт поступает к потребителям. Процесс адсорбции проходит при пульсирующем давлении 3 — 8 атмосфер, после чего оно сбрасывается до атмосферного и проходит фаза регенерации цеолита. Так как работают генераторы кислорода непрерывно, в их состав входит минимум два адсорбера.
Эксплуатация установок не требует применения реагентов. Цеолит полностью регенерируется, и если для сжатия воздуха применяется безмасляный компрессор, может служить бесконечно долго.
Электролитические генераторы кислорода дают продукт высокой чистоты на выходе. Единственная примесь — влага — полностью удаляется путем вымораживания. Работа генератора основана на разделении воды на кислород и водород под действием постоянного тока. Самые маленькие установки такого типа применяются в лабораториях для исследований и анализов. Максимальная производительность генератора ограничивается мощностью кабельного ввода.
Концентрация газа, %: 99.95
Производительность по азоту, Нм3/час: 6.5
Точка росы азота: - 70
