산소 농축기는 일반적으로 PSA ( Pressure Swing Adsorption) 기술을 사용하며 특히 가정이나 휴대용 진료소와 같이 액체 또는 가압 산소가 너무 위험하거나 불편한 의료 환경에서 산소 공급에 매우 광범위하게 사용됩니다. 다른 목적을 위해서 멤브레인 기술에 기반을 둔 농축기가 있습니다 .
산소 농축기는 또한 산소 가스 발생기 또는 산소 발생 장치로도 알려진 산업 공정에서 경제적 인 산소 공급원을 제공하는 데 사용됩니다 . 산소 농축기는 분 자체 를 이용하여 가스를 흡착하고 대기압 질소 를 제올라이트 광물 에 급속 흡착 흡착 시킨 다음 질소를 배출시키는 원리로 작동합니다 . 따라서, 이러한 유형의 흡착 시스템은 기능적으로 다른 대기 가스를 통과시키는 질소 스크러버이다. 이것은 산소를 주요 가스로 남겨 둡니다. PSA 기술은 저온에서 중규모 산소 생산을위한 신뢰성 있고 경제적 인 기술이며, 저온 분리는 높은 부피에서 더 적합하고 외부 공급은 일반적으로 소량에서 더 적합합니다.
고압에서, 다공성 제올라이트 는 넓은 표면적 및 화학적 특성으로 인해 다량의 질소를 흡착 한다. 산소 및 기타 자유 성분이 수집 된 후 압력이 떨어지므로 질소가 탈착됩니다.
산소 농축기는 공기 압축기, 제올라이트 펠릿으로 채워진 두 개의 실린더, 압력 균등 용기 및 일부 밸브와 튜브를 갖추고 있습니다. 첫 번째 절반주기에서 첫 번째 실린더는 컴프레서에서 공기를 받아 약 3 초간 지속됩니다. 그 시간 동안 제 1 실린더의 압력은 대기압에서 정상 대기압의 약 2.5 배 (전형적으로 20 psi / 138 kPa 게이지 또는 절대 2.36 대기압)까지 상승하고 제올라이트는 질소로 포화된다. 첫 번째 실린더가 첫 번째 절반주기에서 거의 순수한 산소 (아르곤, CO2 , 수증기, 라돈 및 기타 소량의 대기 성분이 있음)에 도달하면 밸브가 열리고 산소가 풍부한 가스가 압력 균등 용기로 흐릅니다 이것은 환자의 산소 호스에 연결됩니다. 사이클의 전반부가 끝날 때, 압축기로부터의 공기가 제 2 실린더로 향하도록 또 다른 밸브 위치 변화가있게된다. 농축 된 산소가 저장소로 이동함에 따라 첫 번째 실린더의 압력이 떨어지므로 질소가 가스로 다시 탈착 할 수 있습니다. 사이클의 후반부에 부분적으로 제 1 실린더의 가스를 대기로 다시 배출시켜 압력 균등 용기 내의 산소 농도를 약 90 % 미만으로 유지시키는 또 다른 밸브 위치 변경이있다. 균등 용기로부터 산소를 전달하는 호스의 압력은 감압 밸브에 의해 일정하게 유지된다.
이전 단위는 약 20 초 주기로 순환하고 90 + % 산소를 분당 5 리터 까지 공급했습니다 . 1999 년경부터 최대 10lpm을 공급할 수있는 장치가 출시되었습니다.
응용 분야
PSA 발전기는 비용 효율적인 산소 공급원을 제공합니다 . 그들은 극저온 산소 또는 가압 실린더의 탱크에 비해 안전하고 비용이 적게 들고 더 편리합니다. 의료, 의약품 생산, 수처리 및 유리 제조와 같은 다양한 산업에서 사용할 수 있습니다.
PSA 발전기는 특히 원격 또는 접근하기 어려운 지역이나 이동 의료 시설 ( 군 병원 , 재난 시설) 에서 유용합니다 .