医療用酸素濃縮装置のベッドサイズファクターを減少させるための迅速な圧力揺動吸着法

一般的な圧力揺動吸着（PSA）技術を使用した医療用酸素濃縮装置（MOC）の吸着剤サイズの縮小は、現在進行中の研究開発活動です。MOCは通常、個人使用のために、環境空気から90〜93%のO2を含む製品ガスを、10 L/min（LPM）以下の速度で生成します。一般的な方法は、ベッドサイズファクター（BSF）、すなわち1日あたりの酸素産出量トンあたりのPSAユニット内の吸着剤のポンド数を減少させるためにPSAプロセスの総サイクル時間（tc、秒）を短縮することです。非常に小さな吸着剤粒子で充填された吸着剤コラムが、迅速なPSAサイクル運転のための吸着動力学を強化するために使用されます。実験用のミニPSAセットアップを使用して、空気分離吸着剤として商業用のLiXゼオライトを用いたシミュレートされたスカーシュトロム様PSAサイクルの性能を測定しました。異なる吸着剤粒子サイズ、吸着圧、およびサイクル時間がテストされました。 tcを下げることでBSFが無限に減少することは、有限の吸着物質の質量移動およびガス-固体の熱移動抵抗、並びに脱着段階中のコラム圧力降下のために、実験的に示されました。乾燥したCO2フリーの空気供給を3–4 atmの圧力で使用し、約0.35 mmの吸着剤粒子サイズ、3–5秒の総サイクル時間で、約90%のO2を生成するために、BSFは約25-50 lbs/TPDc、O2回収率は約25-35%を達成できることが示されました。真にコンパクトでポータブルなMOCの新しい「スナップオン」コンセプトが提案されました。