В связи с нехваткой в стране поставок медицинского кислорода для лечения пациентов с COVID-19 Индийский технологический институт Бомбея (IIT-B) создал демонстрационную установку по переоборудованию азотных генераторов, расположенных по всей Индии, путем доработки существующей азотной установки, работающей в качестве генератора кислорода.
Кислород, вырабатываемый установкой, был исследован в лаборатории ИИТ-Б и оказался на 93-96% чистым при давлении 3,5 атмосферы.
Генераторы азота, которые забирают воздух из атмосферы и разделяют кислород и азот для производства жидкого азота, используются в различных отраслях промышленности, включая нефтегазовую, пищевую и производство напитков. Азот по своей природе является сухим газом и обычно используется для продувки и очистки нефтяных и газовых резервуаров.
Профессор Милинд Этри, заведующий кафедрой машиностроения Индийского технологического института (IIT-B), совместно с Tata Consulting Engineers Limited (TCE) представили обоснование концепции быстрого преобразования азотной установки в кислородную.
Азотная установка использует технологию короткоцикловой адсорбции (PSA) для забора атмосферного воздуха, фильтрации примесей и последующего извлечения азота. Кислород выбрасывается обратно в атмосферу в качестве побочного продукта. Азотная установка состоит из четырёх компонентов: компрессора для регулирования давления всасываемого воздуха, воздушного резервуара для фильтрации примесей, силового блока для разделения и буферной ёмкости, куда поступает и хранится отделённый азот.
Команды Atrey и TCE предложили заменить фильтры, используемые для извлечения азота в блоке PSA, на фильтры, которые могли бы извлекать кислород.
«В азотной установке давление воздуха контролируется, а затем он очищается от примесей, таких как водяной пар, масло, углекислый газ и углеводороды. После этого очищенный воздух поступает в камеру PSA, оснащенную углеродными молекулярными ситами или фильтрами, разделяющими азот и кислород. Мы предлагаем заменить сито на сито, способное отделять кислород», — сказал Этри, эксперт по криогенике и директор по исследованиям и разработкам в IIT-B.
Группа заменила углеродные молекулярные сита на азотной установке PSA в Лаборатории холодоснабжения и криогеники Института на цеолитные молекулярные сита. Цеолитные молекулярные сита используются для отделения кислорода от воздуха. Управляя скоростью потока в сосуде, исследователи смогли преобразовать азотную установку в установку по производству кислорода. Компания Spantech Engineers, производитель городских азотных и кислородных установок PSA, приняла участие в этом пилотном проекте и установила необходимые компоненты установки в виде блоков в IIT-B для проведения испытаний.
Целью пилотного проекта является поиск быстрых и простых решений проблемы острой нехватки кислорода в медицинских учреждениях по всей стране.
Амит Шарма, управляющий директор TCE, сказал: «Этот пилотный проект демонстрирует, как инновационное решение по экстренному производству кислорода с использованием существующей инфраструктуры может помочь стране преодолеть текущий кризис».
«На переоборудование у нас ушло около трёх дней. Это простой процесс, который можно завершить за несколько дней. Азотные заводы по всей стране могут использовать эту технологию для преобразования своих установок в кислородные», — сказал Этри.
Пилотное исследование, о котором было объявлено в четверг утром, привлекло внимание многих политиков. «Многие правительственные чиновники не только в Махараштре, но и по всей стране интересовались, как масштабировать эту модель и внедрить её на существующих азотных заводах. В настоящее время мы оптимизируем наш процесс, чтобы помочь действующим заводам внедрить эту модель», — добавил Атрей.
Время публикации: 29 ноября 2022 г.