Кислород, как известно, является при атмосферных условиях бесцветным, безвкусным газом без запаха. Сжиженный или отвержденный кислород представляет собой прозрачную субстанцию голубоватого цвета. Кислород является сильным окислителем и бурно реагирует со многими другими веществами.

Порядка 80% промышленно производимого в мире кислорода используется всего в двух технологических процессах: производстве стали из железной руды путем связывания молекул серы и углерода в оксиды SO₂ и CO₂, и в химической промышленности для окисления этилена с целью последующего использования этиленоксида как прекурсора при изготовлении многих других соединений (в основном, пластиков полиэфирного ряда).

Также, кислород используется и в других областях применения, например:
- в медицине, а также в рекреационных целях («кислородные коктейли»)
- при резке и сварке некоторых металлов
- в водоподготовке и в очистных сооружениях
- в стекольной промышленности
- в искуственном разведении рыбы

Хотя это, наверное, может на первый взгляд и показаться парадоксальным, кислород используется также и при упаковке мясной продукции. Несмотря на то, что превалирующим, все-таки, является метод упаковки мясных продуктов в смеси азота и двуокиси углерода (для чего, кстати, многие российские мясозаводы используют наши генераторы азота MAXIGAS), в некоторых случаях упаковка свежего мяса производится с использованием кислорода (обычно, в этих случаях, в смеси N₂+CO₂+O₂).

Основным способом производства кислорода является его сжижение (низкотемпературная ректификация) из воздуха в ректификационных колоннах, обычно тарельчатого типа. Этот способ основан на различии температур кипения азота, кислорода и аргона, а используется он обычно на крупных сталелитейных, химических и других промышленных предприятиях, нуждающихся в значительных количествах кислорода (и/или азота, аргона). Этот способ обычно малоактуален для потребителей, нуждающихся в относительно небольших количествах кислорода.

Еще одним способом получения кислорода является электролитическое разложение воды на кислород и водород, когда под воздействием постоянного электрического тока вода разлагается на газообразные водород на стороне катода, и кислород на стороне анода. Существуют, в том числе и среди предлагаемого нашей компанией оборудования, компактные, относительно несложные технически и доступные с финансовой точки зрения установки для электролитического разложения воды. Однако, электролизные установки переводят процесс получения кислорода в разряд опасных, вынуждая Пользователя соблюдать множество требований, предъявляемых в России (да и, собственно, предъявляемых во всем мире, и вполне оправданно) к обеспечению безопасности. Еще одним недостатком этого способа является то, что получаемый электролитическим разложением воды кислород, как и водород, является влажным - и, соответственно, в большинстве случаев требуется проводить его осушение, причем с использованием специализированного, рассчитанного на работу с кислородом, и потому дорогостоящего оборудования. Поэтому, на наш взгляд, электролитический способ получения кислорода не является лучшим - если только, конечно, предприятию наряду с кислородом не требуется и водород.

Наконец, самым оптимальным, на наш взгляд, для потребителей относительно небольших количеств кислорода предприятий, является третий основной способ промышленного производства кислорода - его выделение из воздуха методом короткоцикловой безнагревной адсорбции. Подробнее об этом способе, который реализуется предлагаемыми нами генераторами кислорода, мы расскажем ниже.

Традиционно, небольшие потребители закупают кислород (обычно, в баллонах в газообразной форме; реже, в сжиженном виде) у крупных сторонних производителей. Несмотря на то, что кислород, как известно, является самым распространенным (по массе) химическим элементом в земной коре, содержание его в атмосферном воздухе тоже всем хорошо известно, а для крупных производителей кислород иногда вообще является отходом производства, это, разумеется, не может само по себе повлиять на производственные издержки, сопутствующие расходы, норму прибыли стороннего производителя, а также и на другие объективные и субъективные факторы. В результате, при использовании покупного кислорода Пользователь сталкивается со следующими недостатками этой схемы организации снабжения:
- зависимость от цен поставщика (включая заложенные в них аренду емкостей, стоимость доставки и пр.)
- задержки поставки, приводящие к простоям производства
- не всегда высокое качество купленного газа
- неудобство обращения с емкостями

Наша компания предлагает линии для промышленного производства газообразного кислорода на основе генераторов кислорода, производимых нашим итальянским партнером - компанией ErreDue Gas. Генераторы кислорода серии GO производят кислород чистоты от 90 до 95% из очищенного и осушенного сжатого воздуха. Использование наших генераторов кислорода позволяет многократно снизить затраты на снабжение кислородом - при постоянной доступности газа, постоянно высоком его качестве, безопасности производственного процесса и эксплуатационном удобстве.

Разумеется, наша компания может предложить и все оборудование, необходимое для производства и подготовки сжатого воздуха, используемого в качестве «сырья» для производства кислорода: воздушный компрессор BOGE, осушитель и фильтры сжатого воздуха ZANDER, ресиверы и т.д. В случае необходимости поднятия давления выше максимально возможного на выходе генератора, мы можем предложить и дожимные кислородные компрессоры.

Генератор кислорода серии GO работает по принципу короткоцикловой безнагревной адсорбции. В основе генератора - штампованные адсорберы, скомпонованные в 2 ряда и заполненные специальным адсорбентом. Принципиально и даже конструктивно, генератор кислорода GO схож с генератором азота MAXIGAS. Пожалуй, основное отличие заключается в используемом адсорбенте: если в генераторах азота достаточно молекулярных сит, размер пор которых позволяет проникнуть в них молекулам кислорода, но не более крупным молекулам азота, то в генераторах кислорода, разумеется, этот принцип не может работать - ведь молекулы азота, которые следует задержать, крупнее молекул кислорода. Поэтому, в адсорбционных генераторах кислорода вообще, и в наших установках серии GO в частности, используются специальные цеолиты, задерживающие в своих порах молекулы азота благодаря не только и не столько разнице в их размерах по отношению к молекулам кислорода, сколько благодаря разной полярности молекул N₂ и O₂.

Схема устройства генератора кислорода GO Увеличить

Если Вы хотели бы ознакомиться с упрощенной схемой устройства кислородного генератора GO, пожалуйста, нажмите на ссылку «увеличить» под уменьшенным изображением справа. Схема откроется в новом окне Вашего Интернет-браузера. На схеме показан генератор с 4 адсорберами (2 ряда по 2 адсорбера), однако, конечно, их число в разных моделях генераторов серии GO различно. Для целей ознакомления с принципом работы число адсорберов не принципиально.

Итак, очищенный и осушенный сжатый воздух поступает в генератор через шаровой кран VM1. Он проходит дополнительную очистку в фильтрах F1, F2 и F3. Примечание: собственно, наша компания комплектует генераторы кислорода многоступенчатой системой фильтрации фирмы ZANDER хотя бы потому, что в ней нуждается адсорбционный осушитель, и необходимости в собственных фильтрах генератора нет - однако, фильтры F1...F3 входят в базовую заводскую комплектацию и цену генератора, и мы не считаем нужным, правильным и этичным демонтировать их перед отгрузкой генератора Покупателю. Падение давления же на них минимально, т.к. все загрязнители уже удалены из сжатого воздуха теми фильтрами, которыми наша компания комплектует осушитель сжатого воздуха.

Незначительная часть сжатого воздуха отбирается через редуктор RP1 и подается на распредблок DS1, откуда затем расходуется на переключение управляющих клапанов.

Остальная часть сжатого воздуха проходит контроль на допустимость давления с помощью датчика давления B3 (повышение и понижение давления за пределы допустимого диапазона вызывают остановку генератора с ошибкой, в соответствии с алгоритмом его работы и заложенными в память параметрами) и поступает на редуктор RP3 и ограничитель потока RF1. Последние 2 компонента имеет смысл упоминать именно вместе, т.к. их взаимная связь является одним из определяющих факторов для корректной работы генератора: вместе, они снижают расход сжатого воздуха до расчетного уровня, т.е. до того количества, из которого генератор сможет выделить кислород расчетной чистоты. Предохранительный клапан VF1 является защитным устройством и срабатывает, например, при неправильной настройке параметров работы генератора.

Через открытый впускной клапан Y1 или Y3 сжатый воздух поступает, соответственно, в левый TKA или правый TKB ряд адсорберов. Молекулы азота преференциально задерживаются цеолитом, в то время как молекулы кислорода преимущественно проходят через адсорбер. Часть полученного кислорода перепускается, через регенерационное сопло RF2, в другой ряд адсорберов, проходит через него, «вымывая» из пор цеолита молекулы азота, и получающаяся газовая смесь выводится через открытый разгрузочный клапан Y2 или Y4 и фильтр-глушитель SF1. Адсорберы периодически меняются ролями: давление в ранее работавшем адсорбере сбрасывается через вышеупомянутый разгрузочный клапан, и в адсорбер начинает поступать регенерационный кислород. Затем, через определенное время, разгрузочный клапан закрывается, и давление, за счет продолжающего поступать кислорода, растет. Затем открывается впускной клапан, и адсорбер начинает работу. Сразу после этого, происходит сброс давления из другого адсорбера. И так далее.

Кислородный генератор GO (на фотографии устаревшая система управления)

Полученный кислород проходит через один из обратных клапанов VU2 или VU3, расход его еще раз контролируется ограничителем потока RF4, после чего кислород выводится в буферный ресивер через кран VM27. Буферный ресивер - это отдельный модуль, монтируемый на производственной площадке рядом с генератором. В нем гасятся пульсации давления, образующиеся в процессе переключения адсорберов. Из буферного ресивера кислород возвращается в генератор через кран VM26 и проходит очистку от, возможно, попавшей в него адсорбентной пыли в фильтре F4.

Расход кислорода замеряется расходомером FL1, после чего часть кислорода через соленоидный клапан Y7 отбирается для анализа на чистоту анализатором кислорода B2. В случае, если анализатор кислорода показал нормальную чистоту газа, кислород беспрепятственно проходит через выходной соленоидный клапан Y5, еще один ограничитель потока RF5, обратный клапан VU1, и выводится к потребителю (например, сначала, в ресивер-накопитель).

В случае, если чистота кислорода ниже допустимой, выходной клапан Y5 закрывается, и открывается сбросной, продувочный соленоидный клапан Y6, и некондиционный кислород сбрасывается через фильтр-глушитель SF2.

Наконец, на выходе генератора давление кислорода контролируется датчиком B1. В случае, если система управления определяет, в соответствии со своим алгоритмом, рост давления (т.е. отсутствие потребления газа), генератор может перейти в режим ожидания (если это ему не запрещено в настройках).

Вышеописанный классический принцип короткоцикловой безнагревной адсорбции прост, надежен, безопасен и не требует значительных внешних затрат энергии (кроме энергии газа, теряемого во время сброса давления и регенерационной продувки).

Параметры работы генератора, в том числе и параметры «засчитывания» состояний ошибки в работе, и режим работы (постоянный или с возможностью режима простоя), а также и многие другие параметры работы, поддаются изменению через штатный интерфейс системы управления. Но, разумеется, критичные параметры защищены кодами различного уровня доступа, во избежание случайного, неквалифицированного или злонамеренного изменения.

Кислородные генераторы серии GO изготавливаются компанией ErreDue уже в течение многих лет и зарекомендовали себя как качественное и надежное оборудование. GO изготавливаются из наилучших комплектующих, при строжайшем контроле качества и с соблюдением требований всех соответствующих европейских норм и стандартов. Разумеется, кислородные генераторы GO сертифицированы и в российской системе ГОСТ-Р на соответствие требованиям всех соответствующих российских стандартов ГОСТ и всех соответствующих правил безопасности ПБ. Имеется и Разрешение на применение кислородных установок серии GO на территории Российской Федерации, выданное Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору (Ростехнадзором).

 Экономия средств. Наверное, самым важным, особенно с точки зрения Пользователя, преимуществом генераторов кислорода GO является их исключительная экономическая эффективность. Расходы на снабжение производства кислородом при использовании GO снижаются на порядки. Генератор и сопутствующее воздушно-компрессорное оборудование полностью окупаются за срок от 1 года.

 Постоянная доступность качественного кислорода. Наши кислородные генераторы избавляют Пользователя не только от значительных трат финансовых средств на закупку газа, но и, что также важно, защищают использующий кислород производственный процесс от возможных задержек поставки и низкого качества газа. Также, исчезает необходимость в постоянном перемещении, отключении и подключении емкостей с газом. Будучи установленным и включенным, генератор GO может работать непрерывно, 24 часа в сутки, с остановками только для планового технического обслуживания (интервал между ТО составляет 4000 часов наработки). При этом, это не значит, что генератор будет работать при отсутствии расхода газа и впустую тратить сжатый воздух - микропроцессорная система управления автоматически переведет генератор в режим простоя при отсутствии потребления или его снижении, и автоматически же запустит его при возникновении потребности в кислороде.

 Удобство эксплуатации и обслуживания. Генератор работает полностью автоматически под управлением микропроцессорной системы с удобным пользовательским интерфейсом. На подсвечиваемом жидкокристаллическом дисплее отображаются все значимые параметры работы генератора, в том числе, разумеется, и чистота вырабатываемого кислорода. При этом, что отнюдь не маловажно с точки зрения удобства работы с интерфейсом, дисплей одновременно является и клавиатурой: для навигации по меню индикации и изменения параметров работы не нужно запоминать назначение клавиш; нужно просто нажимать на экранные кнопки.

Заставка на дисплее генератора кислорода серии GO

 Расширяемость. Некоторые генераторы серии GO можно, уже в процессе эксплуатации, и без значительных трудо- или финансовых затрат, дополнить добавочными адсорберами. Таким образом, в случае расширения производства и, соответственно, растущей потребности в кислороде, можно легко увеличить производительность генератора.

Генератор кислорода серии GO

Производительность и коэффициенты для расчета потребления сжатого воздуха генератором указаны для следующих параметров сжатого воздуха на входе в генератор: избыточное рабочее давление 7,5 бар, температура +15...+20 °C. Пожалуйста, обращайтесь к нашим сотрудникам для получения информации по техническим характеристикам кислородных генераторов при других рабочем давлении и температуре сжатого воздуха.

Мы просим не рассматривать выше приведенные коэффициенты как исчерпывающую информацию. В некоторых случаях, при расчете потребления сжатого воздуха следует учитывать и другие факторы. Пожалуйста, обращайтесь к нашим сотрудникам за консультациями, дополнительной информацией и/или получением технико-коммерческих предложений.

Для работы генератора кислорода серии GO необходим очищенный и осушенный сжатый воздух, имеющий класс чистоты не ниже 1.4.1 по стандарту ISO 8573-1. Рекомендуется же использование сжатого воздуха класса чистоты 1.3.1. Наша компания предлагает все оборудование, необходимое для снабжения наших генераторов кислорода сжатым воздухом надлежащего давления и чистоты.

Напряжение электропитания: 230В±10%˜50Гц. Опционально, возможно другое напряжение электропитания. Потребление электроэнергии: менее 100 Ватт.

Допустимое избыточное давление сжатого воздуха на входе: 6...10 бар. Максимальное избыточное давление кислорода на выходе: 4,5 бар. В случае необходимости, мы также можем предложить бустерные кислородные компрессоры, предназначенные для увеличения давления кислорода.

Допустимая температура окружающей среды в месте установки генератора: +5...+35 °C. Генератор должен быть защищен от воздействия атмосферных осадков.

Все генераторы кислорода серии GO комплектуются встроенным анализатором чистоты производимого кислорода стандартно. Однако, внешний детектор содержания кислорода в атмосферном воздухе, необходимый для выявления аварийных утечек кислорода из генератора, кислородных трубопроводов или других точек, не входит в базовую комплектацию генератора. Его можно приобрести отдельно как у нашей компании, так и у специализированных фирм, занимающихся производством/продажей газоанализаторов, анализаторов кислорода в частности.