Aplicaciones de ozono
Comparación de tipos de generadores de oxígeno
El propósito de este artículo es explicar los principales tipos de generadores de oxígeno disponibles para la producción de ozono y las ventajas y desventajas de cada uno.
Hay algunos fabricantes de generadores de oxígeno y algunas diferencias entre ellos. Sin embargo, el funcionamiento fundamental de las versiones de cada fabricante es muy similar, por lo que no lo analizaremos aquí. Nos centraremos en los tres estilos principales de generadores de oxígeno y en cómo podrían integrarse en su sistema de generación de ozono.
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Oxidation Tech, serie TOX OGSI, OG-15 y OG-20 AirSep, AS-12 y Onyx Sequal, línea Workhorse |
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Oxidation Tech, conjuntos OEM OXO Sequal, módulos ATF OGSI, módulos OG-OEM |
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Oxidation Tech, serie OXO AirSep, AS-A, AS-B, etc. OGSI, OG-25, OG-50, etc. |
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Por lo general, los sistemas de ozono más pequeños utilizan generadores de oxígeno llave en mano, y los sistemas de ozono más grandes, con mayores tasas de producción de ozono, utilizan generadores de oxígeno industriales, mientras que los sistemas de ozono integrados pequeños y medianos utilizan módulos OEM. Sin embargo, hay aplicaciones en las que se necesita un generador de oxígeno de tipo industrial para obtener presiones más altas, o se requieren generadores de oxígeno llave en mano por falta de espacio o de aire comprimido disponible.
- Generadores de oxígeno llave en mano:
Generadores de oxígeno empaquetados que incluyen un compresor sin aceite, un generador de oxígeno PSA y todos los componentes necesarios para concentrar el oxígeno del aire ambiente. Estas unidades solo necesitan alimentación eléctrica para funcionar y suministran oxígeno con una pureza del 93%.
Ejemplos:
-AirSep, AS-12 y Onyx
-Sequal (Chart), línea Workhorse
-OGSI, OG-15 y OG-20
Instalación:
Estos generadores de oxígeno solo requieren alimentación de 120 VAC para funcionar. La instalación es muy sencilla; pueden colgarse en una pared, colocarse sobre un banco o dejarse en el suelo. Es importante que el entorno se mantenga limpio, seco y fresco. Una humedad ambiente superior al 85% y temperaturas superiores a 95-deg F acortarán drásticamente la vida útil del material de tamiz, ya que no hay un sistema integrado de eliminación de humedad que la extraiga del aire ambiente.
Ventajas:
-El tamaño compacto permite instalarlos en espacios relativamente reducidos
-El diseño llave en mano permite una puesta en marcha rápida y sencilla
-Costo relativamente bajo
Desventajas:
-Presiones de suministro de oxígeno más bajas debido a las limitaciones de los compresores internos sin aceite
-Baja fiabilidad debido a la imposibilidad de purgar la humedad del aire de proceso
-Altos costos de mantenimiento debido a la baja fiabilidad
- Módulos OEM:
OGSI y Sequal (Chart) ofrecen modelos OEM. Los módulos OEM utilizan los mismos lechos de tamiz PSA y sistemas de válvulas que los generadores de oxígeno empaquetados llave en mano suministrados por estas empresas. Estos módulos se utilizan habitualmente para construir generadores de ozono con generadores de oxígeno integrados o sistemas de ozono integrados más pequeños.
Ejemplos:
-Oxidation Tech, OXO6, OXO8, OXO10
-Sequal (Chart), módulos ATF, ATF-8, ATF-12, ATF-15, ATF-23, ATF-25 y ATF-32
-OGSI, OG-15-OEM y OG-20-OEM
Instalación:
El módulo OEM no es un producto autónomo y requiere varios componentes para su correcta instalación y funcionamiento. En particular, el módulo OEM necesita aire comprimido limpio y seco a 50 PSI o menos. Se necesitarán reguladores de presión de aire, un manómetro y filtros. También se necesitarán un regulador de presión de oxígeno y/o una válvula reguladora de caudal, además de un caudalímetro.
Ventajas:
-El tamaño compacto permite instalarlos en espacios relativamente reducidos
-La configuración OEM permite instalarlo en el mismo gabinete que un generador de ozono, si se desea
-El uso de aire comprimido del compresor de aire de la planta puede proporcionar aire muy limpio y seco, lo que aumenta drásticamente la fiabilidad en comparación con los generadores de oxígeno empaquetados llave en mano.
-Puede proporcionar una presión de suministro de oxígeno ligeramente superior a la de los generadores de oxígeno empaquetados llave en mano, gracias a las presiones de entrada de aire comprimido más altas que pueden utilizarse
-Costos operativos potenciales más bajos si se utiliza el aire comprimido de la planta
Desventajas:
-Se requiere equipo de instalación, que debe instalarse correctamente para garantizar un funcionamiento fiable
-Presiones de suministro de oxígeno más bajas que las de los generadores industriales de oxígeno
-Costos de reemplazo potencialmente altos (aplicable a los módulos ATF de Sequal/Chart)
- Generadores industriales de oxígeno:
Los generadores industriales de oxígeno se utilizan en sistemas de generación de ozono de mediana y gran escala. Estos sistemas requieren aire comprimido para funcionar, así como una instalación de tuberías y una configuración adecuadas. Se utilizan grandes cilindros de acero para contener el material de tamiz molecular, y válvulas solenoides de calidad y reacondicionables para realizar todas las operaciones de purga y recuperación de oxígeno.
Ejemplos:
-Oxidation Tech, OXO-100, OXO-200, OXO-300
-AirSep, AS-A, AS-B, AS-D, AS-E, etc.
-OGSI, OG-25, OG-50, OG-100, etc.
Instalación:
Los generadores industriales de oxígeno requieren más trabajo de instalación y planificación que las demás opciones. Por lo general, la unidad incluye todos los componentes necesarios para la instalación; sin embargo, siempre se requiere cierto montaje en el sitio. El sistema principal del generador de oxígeno se suministra con un tanque de almacenamiento de oxígeno independiente, que debe conectarse mediante tuberías adecuadas, junto con un regulador de presión de oxígeno, un manómetro y otros componentes necesarios para su aplicación. Además, puede ser necesario colocar un tanque de almacenamiento de oxígeno cerca del generador de oxígeno, o quizá se requiera un sistema de compresor de aire completamente dedicado al generador. Deben revisarse los requisitos de instalación para cada aplicación.
Ventajas:
-Fiabilidad del sistema a largo plazo: solo requiere mantenimiento periódico
-Costos operativos generales a largo plazo más bajos que los de otras opciones, gracias al bajo costo de reacondicionar la unidad
-Presiones de suministro de oxígeno más altas (45 – 65 PSI)
-Disponibilidad de caudales de oxígeno más altos
Desventajas:
-Mayores costos de capital iniciales para el generador de oxígeno, los tanques y, potencialmente, el compresor de aire
-Puede requerir más espacio físico para la instalación
-Requiere más trabajo de instalación
Algunas notas adicionales:
Fabricantes de generadores de oxígeno:
Quedan muy pocos fabricantes de generadores de oxígeno de calidad en el mercado industrial.
-Air-Sep: ahora pertenece a Chart y, por lo tanto, es la misma empresa que Sequal. Air-Sep fabrica tanto grandes generadores industriales de oxígeno como generadores de oxígeno llave en mano para aplicaciones industriales y médicas.
-Sequal: ahora pertenece a Chart y, por lo tanto, es la misma empresa que Air-Sep. Sequal fabrica generadores de oxígeno llave en mano y generadores de oxígeno de estilo OEM (serie ATF). Sequal ofrece otra línea de productos para aplicaciones médicas.
-OGSI (Oxygen Generating Systems Intl): fabrica generadores de oxígeno llave en mano, versiones OEM y versiones industriales, principalmente para aplicaciones industriales. OGSI es el proveedor preferido de Oxidation Tech por su calidad y el bajo costo de propiedad a largo plazo.
-ClearWater Tech: es un fabricante de generadores de ozono que invirtió en producir su propio generador de oxígeno. La línea Aerous de generadores de oxígeno es un sistema empaquetado llave en mano adecuado para aplicaciones de generación de ozono más pequeñas.
VPSA:
El oxígeno también puede producirse mediante el método VPSA (adsorción por oscilación de presión al vacío). Actualmente, estas unidades satisfacen necesidades de caudales de oxígeno más elevados y ofrecen muy pocas opciones en los mercados de tamaño pequeño y mediano. Para la mayoría de nuestros clientes, la opción VPSA no es adecuada; sin embargo, cuando corresponde, analizamos los costos de proyectos específicos para sopesar la rentabilidad de cada opción.
Costos a largo plazo:
No se puede insistir lo suficiente: tenga en cuenta los costos a largo plazo al elegir el generador de oxígeno adecuado para su aplicación. Los mayores costos de funcionamiento de su sistema de ozono serán los costos de electricidad y mantenimiento del generador de oxígeno. De hecho, si su generador de oxígeno mantiene una calidad alta del oxígeno, es probable que el generador de ozono nunca necesite servicio ni reparación mientras sea de su propiedad. Un bajo costo inicial del generador de oxígeno quizá no sea la mejor opción a largo plazo para mantener bajos los costos operativos totales.
Calidad del aire:
El factor más importante para mantener en funcionamiento el generador de oxígeno es la calidad del aire. El polvo, la humedad, el aceite y otros contaminantes del suministro de aire destruirán el material de tamiz molecular y obligarán a reemplazarlo antes de tiempo. Si la calidad del aire ambiente no es perfecta, los sistemas empaquetados llave en mano no son una opción viable. Si se utiliza aire comprimido del sistema de aire comprimido existente en la planta, asegúrese de contar con una filtración adecuada, secadores de aire y otras medidas para suministrar aire limpio y seco de calidad al generador de oxígeno.
No existe una fórmula mágica para la calidad del aire. Cuanto más limpio y seco sea el suministro de aire, más durará el material de tamiz molecular. Cada partícula de aceite, vapor de agua, polvo, etc. puede contaminar el tamiz molecular y acortar su vida útil.