A tecnologia de produção de oxigênio por adsorção por oscilação de pressão a vácuo (VPSA) é um método eficiente e econômico em termos de energia para a preparação de oxigênio. Ela realiza a separação de oxigênio e nitrogênio por meio da adsorção seletiva de peneiras moleculares. Seu fluxo de processo inclui principalmente as seguintes etapas principais:

1. Sistema de tratamento de ar bruto

Compressão de ar: O soprador comprime o ar ambiente a cerca de 63 kPa (pressão manométrica) para fornecer energia para a adsorção subsequente. O processo de compressão gera alta temperatura, que precisa ser resfriada até a temperatura necessária para o processo (cerca de 5 a 40 °C) por um resfriador de água.

Purificação por pré-tratamento: Um filtro de dois estágios é usado para remover impurezas mecânicas, e um dispositivo de secagem é usado para remover poluentes como umidade e névoa de óleo, protegendo assim o adsorvente de peneira molecular.

2. Sistema de separação por adsorção

Adsorção alternada em torre dupla: O sistema é equipado com duas torres de adsorção dotadas de peneiras moleculares de zeólita. Enquanto uma torre está adsorvendo, a outra é regenerada. O ar comprimido entra pela parte inferior da torre, e a peneira molecular adsorve preferencialmente impurezas como nitrogênio e dióxido de carbono, enquanto o oxigênio (pureza de 90% a 95%) é liberado pelo topo da torre.

Controle de pressão: A pressão de adsorção é geralmente mantida abaixo de 55 kPa, e a comutação automática é realizada por meio de válvulas pneumáticas.

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3. Sistema de dessorção e regeneração

Dessorção a vácuo: Após a saturação, a bomba de vácuo reduz a pressão na torre para -50 kPa, dessorve o nitrogênio e o descarrega no silenciador de exaustão.

Purga de oxigênio: Na fase final da regeneração, introduz-se oxigênio proveniente do produto para purgar a torre de adsorção e, assim, melhorar ainda mais a eficiência de adsorção no ciclo seguinte.

4.Sistema de processamento de produtos

Reservatório de oxigênio: Os produtos de oxigênio descontínuos são inicialmente armazenados em um tanque de reserva (pressão de 14 a 49 kPa) e, em seguida, pressurizados até a pressão requerida pelo usuário por meio de um compressor.

Garantia de pureza: Através de filtros finos e controle de equilíbrio de fluxo, garante-se uma produção estável de oxigênio.

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5.Sistema de controle inteligente

Adote um CLP (Controlador Lógico Programável) para obter operação totalmente automática, com funções como monitoramento de pressão, alarme de falhas, otimização do consumo de energia e suporte para monitoramento remoto.

O processo impulsiona o ciclo de adsorção-dessorção por meio de mudanças de pressão. Comparado com a tecnologia PSA tradicional, o auxílio do vácuo reduz significativamente o consumo de energia (cerca de 0,32-0,38 kWh/Nm³). Tem sido amplamente utilizado nas indústrias siderúrgica, química, médica e outras, sendo particularmente adequado para cenários de demanda de oxigênio em média e grande escala.

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Zoey Gao

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Data da publicação: 25 de abril de 2025