[вовочка]

Кислород на выходе из биофильтра, мг О2/л  4  8 не менее 2Принципиальная схема, адсорбционный генератор это бак (к примеру пустой баллон бытового газа), в который помещен адсорбент . Это такой материал, который работает как молекулярное сито, т.е. молекулы азота (основной компонент воздуха) в нем задерживаются, а молекулы кислорода проходят. На выходе получаем продукт, с чистотой 93-95%. Через расчетное время адсорбент продувается (причем процесс регенерации можно производить практически бесконечно) и генератор снова готов к работе. Для того чтобы получать кислород непрерывно ставят два баллона. Один работает, другой восстанавливается. Переключение можно осуществлять в ручную или с помощью таймера и задвижек с электроприводом.
Всего-то необходимо пару емкостей, адсорбент (синтетический цеолит для очистки воздуха), компрессор и ресивер. Что больше всего вводит в заблуждение так это терминология, поэтому если бы мы называли оксигенератор азотным фильтром воздуха, то я думаю вопросов не было бы вообще, и все бы сразу поняли как он работает . А ведь это по сути так и есть: Мы все знаем, воздух на нашей планете состоит из азота, кислорода , аргона и других газов в очень малых объемах. Поэтому, чтобы после некоего прибора (назовем его оксигенератор) получить чистый кислород, всего-то и надо остальные газы отфильтровать.
В качестве фильтрата, который смог бы задержать азот, используется синтетический цеолит (молекулярное сито,устроенное так, что в нем молекула азота застрянет, а молекулы кислорода проходят ). Сегодня известно около 34 природных и более 100 синтетических цеолитов, но нам подходят только два вида сорбентов. Мы используем цеолит 5А (Са-У), но для этой цели также можно использовать и цеолит 13Х (NaX), это международные названия и по ним его легко будет найти в ваших регионах. в зависимости от марки и производителя он может поглощать около 50 миллиграмм азота на килограмм цеолита, соответственно можно просчитать сколько проработает эта засыпка в данном потоке воздуха, зная содержание азота в нем (расчеты ниже). Сам цеолит имеет насыпную плотность около 700 грамм на 1 литр объема, поэтому и объем емкости тоже не сложно рассчитать. Стоимость 1 кг цеолита российского производства у нас в Украине около 30 центов, в России наверняка дешевле. Поэтому, в зависимости от потребностей в кислороде, каждому необходимо определится, ставить одну колону с большим количеством цеолита, получать небольшоеколи.чество кислорода, но уйти от автоматики переключения и продувки, а регенерацию производить вручную или ставить две колоны, автоматику управления , но получать значительно больше кислорода. На уровне моря, при температуре 15 градусов С и давлении 101325 Па , следующий состав воздуха:
азот-78.084%
кислород-20,947%
аргон-0.934%
углекислый газ-0.314%
неон-0.0018%
метан-0.0002%
гелий-0.0005%
а также криптон, водород и ксенон в минимальном количестве.
Кроме того мы знаем, что 1 м3 , на том же уровне моря,воздуха весит 1.205 кг.
Если считать грубо, то в 1 м3 воздуха:
азота-940 грамм;
кислорода-240 грамм.
Следовательно, если необходимо получить 1кг кислорода, надо отфильтровать 4.17 м3 воздуха. (удалить из него 3.92 кг азота).
Для удаления такого количества азота потребуется 78.4 кг цеолита, занимающего объем 115 литров, в фильтровальной колоне около 200 литров.
Поэтому считаю, что для малых потребителей можно использовать одноколонную систему , с периодической ручной продувкой . забегая вперед сообщу ,что продувку можно совершать любым способом, главное чтобы разница между продувкой и фильтрацией была более 1.5 атмосферы . Но разрешите я постепенно дойду до этого этапа, ведь не все же прочитали столько книг, сколько вы. ---------------------------------------------
Нормальный кислородный баллон, емкостью 40 литров, имеет вес 60 кг, при этом содержит всего 6м3 кислорода, массой 7.8 кг.
Получается, что масса полезного груза составляет 12%, и это , заметьте при давлении 150 кгс/см2
Вот предприятия и были вынуждены делать громады промышленных станций заправки кислорода в баллоны, чтобы буквально не перевозить воздух, с места на место. Тек то видел эти кислородные станции, помнит и громадные, вечно ломающиеся компрессоры и обстановку взрывоопасности, а также кучу других малоприятных моментов.
В рыбоводстве, когда оксигенератор включен в схему обработки воды, давление требуется до 2 кгс/см2 , поэтому вполне достаточно иметь обычный компрессор, лучше безмаслянный, с производительностью по воздуху больше потребления фильтрующей колоны (чтобы работал с перерывами ) и ресивер для контролируемого расхода. Просчитать это просто:
Например требуется получить 1 кг кислорода в час, а это как известно 4.17м3 воздуха, часть кислорода мы будем вынуждены пустить на продувку, для обеспечения непрерывного процесса, следовательно подаем на колону около 8 м3 в час. Следовательно, нам будет нужен компрессор, с производительностью более 8м3/час или 135 литров в минуту.
это получается практически самый простой компрессор, мощностью около 1 кВт, и если не считать затраты на покупку и содержание генератора воздуха, то внутренняя себестоимость 1 кг кислорода будет приближенно равна 1кВт электроэнергии. Для наглядности и простоты описания привожу схему, по которой рассмотрим весь процесс , с проработкой основных элементов. Принципиальная схема насыщения воды кислородом включает 20 пунктов от всасывания атмосферного воздуха в компрессор, до ввода в бассейн п.20
Выходной патрубок п.19 должен обязательно входить в слой воды (можно с помощью форсунки или "гусака"), так как если трубу ставят выше уровня, якобы с целью дополнительного насыщения кислородом, то эффект получается обратный- дегазация перенасыщенного кислорода. Т.е. если в системе будет оксигенератор, потребуется редактирование выпускных трубопроводов. В остальном схема без изменений, забирается очищенная вода после биофильтрации и механической очистки, обогащается кислородом, дезинфицируется и подается обратно в рыбоводный бассейн.
Пункты 1и 2 это обычный компрессор и фильтры для подготовки воздуха (тонкая очистка, отделения влаги и масла). описывать их нет смысла, полную информацию можно получить в местах приобретения.
Пункт 3- ресивер, можно так же использовать готовый, но можно изготовить самостоятельно: в пустой баллон от бытового газа врезаем штуцер с наружной резьбой 1/2 дюйма (штуцер лучше вварить на уровне 25 см от пола), прикручиваем кран+ разборное соединение+ тройник+ кран на входе и на выходе. Кранов на выходе (п. 4) будем регулировать расход подаваемого воздуха. А штатный вентиль баллона оставим для технологического сброса воздуха из системы. Сам непосредственно оксигенератор представлен двумя напорными емкостями п.7, с засыпкой п.6 , управляющих клапанов п.5, дросселирующего крана п.8 и атмосферного крана п.9
Для самостоятельного изготовления потребуются два пустых кислородных баллона, 40кг цеолита (2 мешка по 20 кг), 6 штук клапанов от сварочного полуавтомата, 2 шт 1/2"шаровых крана, 4 резьбовых штуцера и суточный таймер.
От верха баллонов (там где вентиль) отрезаем 30 см. Эти два отрезанных верха свариваются между собой и получается проходной ресивер для готового кислорода п 10.
К оставшимся двум стаканам привариваем верхний фланец, 1/2 " штуцера, с наружной резьбой: вверху (5 см под фланцем) и внизу (10 см от пола).
заполняем емкости на 90% цеолитом, на фланец прикручиваем герметичную крышку и собираем систему из кранов и клапанов, как показано на схеме.
Этот узел требует дополнительной регулировки ....