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Devido à escassez de oxigênio medicinal para o tratamento de pacientes com Covid-19 no país, o Instituto Indiano de Tecnologia de Bombaim (IIT-B) instalou uma planta de demonstração para converter geradores de nitrogênio localizados em toda a Índia, ajustando uma planta de nitrogênio já existente para funcionar como gerador de oxigênio.
O oxigênio produzido pela planta no laboratório do IIT-B foi testado e apresentou pureza de 93 a 96% a uma pressão de 3,5 atmosferas.
Os geradores de nitrogênio, que captam o ar da atmosfera e separam o oxigênio e o nitrogênio para produzir nitrogênio líquido, são encontrados em diversas indústrias, incluindo petróleo e gás, alimentos e bebidas. O nitrogênio é seco por natureza e é comumente usado para purgar e limpar tanques de petróleo e gás.
O professor Milind Etri, chefe do Departamento de Engenharia Mecânica do IIT-B, juntamente com a Tata Consulting Engineers Limited (TCE), apresentou uma prova de conceito para a conversão rápida de uma planta de nitrogênio em uma planta de oxigênio.
A planta de nitrogênio utiliza a tecnologia de adsorção por oscilação de pressão (PSA) para aspirar o ar atmosférico, filtrar as impurezas e, em seguida, recuperar o nitrogênio. O oxigênio é emitido de volta para a atmosfera como subproduto. A planta de nitrogênio consiste em quatro componentes: um compressor para controlar a pressão do ar de admissão, um recipiente de ar para filtrar as impurezas, uma unidade de potência para a separação e um tanque de armazenamento onde o nitrogênio separado será fornecido e armazenado.
As equipes da Atrey e da TCE propuseram substituir os filtros usados ​​para extrair nitrogênio na unidade PSA por filtros capazes de extrair oxigênio.
“Em uma planta de nitrogênio, a pressão do ar é controlada e, em seguida, purificada de impurezas como vapor de água, óleo, dióxido de carbono e hidrocarbonetos. Depois disso, o ar purificado entra na câmara PSA equipada com peneiras ou filtros moleculares de carbono que podem separar nitrogênio e oxigênio. Sugerimos substituir a peneira por uma peneira que possa separar o oxigênio”, disse Etry, especialista em criogenia e diretor de pesquisa e desenvolvimento do IIT-B.
A equipe substituiu as peneiras moleculares de carbono na planta de nitrogênio PSA do Laboratório de Refrigeração e Criogenia do Instituto por peneiras moleculares de zeólita. As peneiras moleculares de zeólita são usadas para separar o oxigênio do ar. Controlando a vazão no recipiente, os pesquisadores conseguiram converter a planta de nitrogênio em uma planta de produção de oxigênio. A Spantech Engineers, fabricante de plantas de nitrogênio e oxigênio PSA da cidade, participou deste projeto piloto e instalou os componentes necessários da planta em formato de bloco no IIT-B para avaliação.
O projeto piloto visa encontrar soluções rápidas e fáceis para a deficiência aguda de oxigênio em instalações de saúde em todo o país.
Amit Sharma, diretor-geral da TCE, afirmou: "Este projeto piloto demonstra como uma solução inovadora de produção emergencial de oxigênio, utilizando a infraestrutura existente, pode ajudar o país a superar a crise atual."
“Levamos cerca de três dias para reequipar. É um processo simples que pode ser concluído rapidamente em poucos dias. Usinas de nitrogênio em todo o país podem usar essa tecnologia para converter suas instalações em usinas de oxigênio”, disse Etry.
O estudo piloto, anunciado na manhã de quinta-feira, atraiu a atenção de muitos políticos. "Recebemos manifestações de interesse de diversos funcionários do governo, não apenas em Maharashtra, mas em todo o país, sobre como isso pode ser ampliado e implementado em usinas de nitrogênio já existentes. Atualmente, estamos aprimorando nosso processo para ajudar as usinas existentes a adotarem esse modelo", acrescentou Atrey.