Prinsip Kerja Saringan Molekuler Penghasil Oksigen

Prinsip kerja inti saringan molekuler penghasil oksigen didasarkan pada teknologi Adsorpsi Ayunan Tekanan (PSA). Teknologi ini memanfaatkan sifat adsorpsi selektif yang tinggi dari saringan molekuler untuk gas nitrogen. Melalui proses siklik adsorpsi bertekanan dan desorpsi tanpa tekanan, pemisahan oksigen dan nitrogen tercapai. Proses spesifik ini mencakup empat langkah utama: kompresi udara, pra-perlakuan, pemisahan adsorpsi, dan regenerasi saringan molekuler.

1.Kompresi Udara dan Perlakuan Awal

Udara pertama-tama diberi tekanan hingga 0,5-0,7 MPa oleh kompresor. Kemudian, udara didinginkan oleh pendingin dan dihilangkan kelembapannya melalui pengering berpendingin, menghasilkan udara bersih dan terkompresi. Langkah ini menyediakan sumber gas yang stabil untuk pemisahan adsorpsi selanjutnya dan mencegah kelembapan memengaruhi kinerja saringan molekuler.

2. Proses Pemisahan Adsorpsi

Komponen utama udara adalah nitrogen (sekitar 78%) dan oksigen (sekitar 21%). Meskipun ukuran molekulnya serupa (diameter kinetik molekul nitrogen sekitar 0,364 nm, dan diameter molekul oksigen sekitar 0,346 nm), keduanya berbeda dalam sifat kimianya. Udara yang telah diolah terlebih dahulu memasuki menara adsorpsi yang telah diisi dengan saringan molekuler. Struktur mikropori saringan molekuler lebih disukai untuk mengadsorpsi nitrogen, sementara oksigen, karena diameter kinetiknya yang lebih kecil dan laju difusi yang lebih lambat, diperkaya dan dikeluarkan sebagai gas produk. Pada titik ini, kemurnian oksigen dapat mencapai lebih dari 90%.

3. Regenerasi dan Siklus Saringan Molekuler

Setelah saringan molekuler jenuh dengan nitrogen yang teradsorpsi, saringan tersebut diregenerasi dengan menurunkan tekanannya untuk melepaskan nitrogen, sehingga memulihkan kapasitas adsorpsinya. Sistem ini biasanya menggunakan desain menara ganda atau menara ganda, di mana menara-menara secara bergantian melakukan adsorpsi dan desorpsi untuk memungkinkan produksi oksigen berkelanjutan. Siklus kerja setiap menara meliputi lima tahap: adsorpsi, pengurangan tekanan, pembersihan, regenerasi, dan pemberian tekanan.