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Einige Standardanforderungen für Psa-Sauerstoffanlagen in zentralen Sauerstoffversorgungssystemen

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Anforderungen an Psa-Sauerstoff-Anlagen

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Sauerstoffgenerator- oder Druckwechseladsorbersysteme (PSA) können eine Alternative zu den herkömmlichen Versorgungssystemen darstellen (die Begriffe Sauerstoffgenerator und PSA-Anlage sind austauschbar). Typische Anlagen, für die PSA-Sauerstoffanlagen in Betracht gezogen werden sollten, sind Standorte, die keinen Zugang zu einer zuverlässigen Flüssigkeitsversorgung haben, wie z. B. abgelegene oder Offshore-Standorte, oder an denen die Sicherheitskriterien für einen Flüssigkeitsmassengutbehälter nicht erfüllt werden können (z. B. an sehr beengten Standorten). Außerdem sollten PSA-Systeme installiert werden, wenn eine Investitionsrechnung zeigt, dass sie wirtschaftlich sind. Wenn ein PSA-System installiert ist, liefert es Produktgas über das "Sauerstoff"-Rohrleitungssystem.

Sauerstofferzeugungsanlagen arbeiten, indem sie unter Druck andere Gase aus der Atmosphäre an Materialien mit bestimmten physikalisch-chemischen Eigenschaften adsorbieren und so den gespeicherten Sauerstoff freisetzen und zur Nutzung weiterleiten. Bei den Adsorptionsmitteln handelt es sich um künstliche Zeolithe, besser bekannt unter dem Begriff Molekularsiebe. Die Siebe sind paarweise angeordnet, wobei eines adsorbiert und das andere regeneriert. Das Abfallprodukt, im Wesentlichen Stickstoff, wird während der Regeneration der Adsorbentien in die Atmosphäre abgeleitet. In einigen Systemen wird die Effizienz des Regenerations-/Adsorptionsprozesses durch den Einsatz von Vakuum zur Entfernung des Stickstoffs erhöht. Für die Regeneration wird ein kleiner Teil des Produktgases verwendet.

Das PSA-Verfahren hat ein hohes technisches Niveau erreicht und ist in der Lage, Sauerstoff in einer Konzentration von etwa 95 % zu erzeugen. (Im Vereinigten Königreich liegt der Mindestwert, bei dessen Unterschreitung die Not-/Reservesammelleitung in Betrieb genommen wird, bei 94 %) Der Rest besteht hauptsächlich aus Argon und etwas Stickstoff. Die höchste Konzentration dürfte 97/98 % nicht überschreiten, es sei denn, die Not-/Reserve-Sammelleitung ist in Betrieb; dann liegt sie bei 100 %, wenn sie von einem Gaslieferanten stammt.

Die Hauptkomponenten einer PSA-Sauerstoffanlage und ihr Aufbau sind in Abbildung 22 dargestellt.

Die typischen Hauptkomponenten des Systems sind Kompressoren, Behälter, Trockner, Molekularsiebe, Vakuumpumpen, Filter und Druckregler. Andere Komponenten sind identisch mit denen für medizinische Luft- und Vakuumanlagen, die in den entsprechenden Abschnitten ausführlich beschrieben werden. Außerdem ist ein geeignetes Betriebs- und Anzeigesystem erforderlich, wie unten beschrieben. Paketversorgungssysteme, die so spezifiziert werden sollten, dass sie die in diesem Memorandum genannten Anforderungen erfüllen, sind bei den Herstellern erhältlich.

Aufbau der Anlage

Die Anlage sollte bestehen aus:

a. einen Duplex-Kompressor - wenn mehr als zwei Kompressoren installiert sind, sollte die Anlage den Auslegungsdurchsatz mit einem außer Betrieb befindlichen Kompressor liefern;

b. doppelte Luftaufbereitungs-/Molekularsiebvorrichtungen, d. h. zwei Sätze von Filtern und ein Paar Molekularsiebe (eines adsorbiert, während das andere regeneriert) und eine Vakuumpumpe (falls vom Hersteller gefordert).

Kompressoren und Vakuumpumpen

Die Kompressoren für die PSA-Sauerstoffanlagen können alle für Druckluftsysteme empfohlenen Typen sein. Es ist auch möglich, eine kombinierte medizinische Luft-PSA-Anlage vorzusehen. Im Allgemeinen liegt der Druckluftbedarf pro Liter Produktgas in der Größenordnung von 4:1, so dass die Kompressoranlage länger in Betrieb sein wird als in Krankenhäusern üblich.

Als Teil des Systems kann eine Vakuumpumpe erforderlich sein. Die Vakuumpumpe, sofern vorhanden, wird während des Adsorptions-/Regenerationsprozesses eingesetzt. Die Vakuumpumpen können von jedem Typ sein, der auch für das medizinische Vakuumsystem verwendet wird. Im Allgemeinen ist es nicht praktikabel, wasserdichte Pumpen oder die medizinische Vakuumanlage zu verwenden.

Molekularsiebe

Duplex-Molekularsiebe sollten paarweise vorgesehen werden, um eine kontinuierliche Sauerstofferzeugung zu ermöglichen. Eines der Duplexsiebpaare befindet sich in der Adsorptionsphase, während sich das andere regeneriert.

Trockner

Lufttrockner vom Typ Trockenmittel sind in der Regel in die Molekularsiebe integriert und regenerieren daher nicht unabhängig. Auch Kältetrockner können enthalten sein.

Sauerstoff-Überwachungssystem

Die PSA-Sauerstoffanlage sollte ein geeichtes paramagnetisches Sauerstoffüberwachungssystem umfassen, das aus einem Sauerstoffanalysator, einer Sauerstoffkonzentrationsanzeige, einem Sauerstoffdurchflussmonitor und einem Sauerstoffkonzentrations-/Durchflussaufzeichnungsgerät besteht. Es sollten auch Anschlüsse für Kalibrierungsflaschen vorhanden sein. Für den Fall, dass die Konzentration unter 94 % fällt, sollte das Überwachungssystem das PSA-System vom Pipeline-Verteilungssystem isolieren, so dass der Not-/Reserveverteiler funktioniert. Zusätzlich sollte ein unabhängiges Überwachungssystem vorgesehen werden, um die Anlage zu isolieren, wenn die Konzentration unter 94 % fällt. Das zweite System muss nicht mit einem Durchflussanzeiger oder -schreiber ausgestattet sein.

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