Different principles of cryogenic oxygen generator and PSA oxygen generator

Cryogenic oxygen generators and pressure swing adsorption (PSA) oxygen generators are two different types of oxygen generation systems. Cryogenic oxygen generators use a cryogenic process to separate oxygen from other gases, while PSA oxygen generators use a chemical adsorption process to separate the same gases. Both technologies have their advantages and disadvantages, and the choice of which system to use depends on the specific application.

Cryogenic oxygen generators rely on a process called cryogenic distillation, in which air is cooled to temperatures near -173°C. At this temperature, nitrogen and other inert gases liquefy while the oxygen remains as a gas. The liquid nitrogen is then removed from the mixture, leaving behind pure gaseous oxygen. This process is relatively efficient and can produce high-purity oxygen with minimal energy input. PSA oxygen generators use a chemical adsorption process to separate nitrogen from other gases in air. In this process, air is passed through an adsorbent material that selectively binds nitrogen molecules while allowing other gases such as oxygen to pass through.

The adsorbent material is then regenerated by releasing the bound nitrogen molecules using a vacuum or pressure swing technique. This method is much more energy efficient than cryogenic distillation . However, PSA systems require frequent regeneration cycles and are limited in their capacity compared to cryogenic systems. In summary, both cryogenic and PSA systems have their advantages and disadvantages depending on the application they are used for.

Pricing of Cryogenic and PSA technology is different

Customers new to the oxygen industry do not understand the difference between cryogenic based oxygen plants and PSA oxygen plants. Mostly, they are of the view that all O2/N2 gas plants are priced like PSA plants which is not true. pressure swing adsorption plant cost does not match with the cryogenic based plants since both the technologies are completely different.

Pressure swing adsorption technology is suitable for businesses requiring oxygen with lower volume and lower level of purity. PSA process runs on simple process of adsorption where adsorbing material such as Zeolite molecular sieves is used with one gas being adsorbed more than the other. When air is passed nitrogen is adsorbed while oxygen is allowed to pass through.

As PSA pressure swing adsorption process is employs simpler technology costs less to manufacture PSA plant price is way less than cryogenic based plants. Cryogenic technology is sophisticated and requires use of elaborate process with components that are way more costly than those used in PSA process.

Oxygen Purity with PSA Vs. Cryogenic Process

As mentioned earlier, PSA is ideal for generating oxygen with lower purity and volume as compared to cryogenic air separation which is used for generating oxygen with the highest possible purity and larger volume.

Tonnage cryogenic plants can produce oxygen on a huge scale with very high purity which is not possible with PSA plants. PSA plants are rarely available with configuration of 200m3/hr not to talk of tonnage plants.

Cryogenic plants can generate both oxygen and nitrogen

PSA oxygen plant can generate only one product gas either nitrogen or oxygen. On the other hand, a cryogenic oxygen plant can produce both oxygen and nitrogen. If you have an oxygen plant it can also produce nitrogen. However, it would require you to buy a nitrogen cylinder filling system. Cryogenic oxygen plant can generate oxygen in both liquid and gaseous forms. And, PSA oxygen generator plant can only produce either oxygen or nitrogen in the gaseous form only.

Different life-cycles

Both cryogenic and PSA oxygen plants have got different life-cycles. Where PSA is known to have life cycle of over 10 years cryogenic plants have life cycles of over 25 years. This becomes possible because the cryogenic O2/N2 plants are fabricated with cryogenic grade stainless steel which is capable of withstanding extreme temperature and pressure.

Применение кислородных установок PSA

Установки PSA лучше всего подходят для небольших производств, которым требуется кислород в меньшем объеме, и где также приемлем кислород с более низкой чистотой. Установки лучше всего подходят для следующих отраслей:

Сварка/резка/нагрев

Установки идеально подходят для производства кислорода на месте для использования при сварке и резке. В этой промышленности кислород используется вместе с ацетиленом, где чистота не имеет значения.

Выдувание стекла и бисера

Его также можно использовать в стекольной промышленности для выдувания стекла и бисера. Это кустарное производство, где кислород необходим для изготовления различных видов изделий из стекла.

Рыбоводство

Это еще одно применение, при котором небольшие растения psa используются для насыщения водой пруда кислородом, чтобы улучшить содержание кислорода в воде, что необходимо для улучшения здоровья рыб.

Применение криогенных кислородных установок

Криогенная кислородная установка подходит для производств, требующих производства кислорода или азота в больших объемах и с высокой степенью чистоты. Некоторые из отраслей, использующих криогенные установки, приведены ниже:

Стальная промышленность

Сталелитейная промышленность является крупнейшим потребителем промышленно производимого кислорода. Криогенные установки на месте используются в сталелитейной промышленности для производства кислорода в больших объемах с высокой степенью чистоты.

Химическая индустрия

Эта отрасль является вторым по величине потребителем кислорода после сталелитейной промышленности. Здесь также требуется кислород в больших объемах с более высокой чистотой, что возможно только при криогенном процессе.

Медицина или здравоохранение

В медицинской промышленности также требуется кислород высокой чистоты. Криогенная кислородная установка используется для получения кислорода очень высокой чистоты.