Da im Land ein Mangel an medizinischem Sauerstoff zur Behandlung von Covid-19-Patienten besteht, hat das Indian Institute of Technology Bombay (IIT-B) eine Demonstrationsanlage zur Umrüstung von Stickstoffgeneratoren in ganz Indien errichtet, indem eine bestehende Stickstoffanlage zu einem Sauerstoffgenerator umgebaut wurde.
Der von der Anlage im IIT-B-Labor produzierte Sauerstoff wurde getestet und wies bei einem Druck von 3,5 Atmosphären eine Reinheit von 93–96 % auf.
Stickstoffgeneratoren, die Luft aus der Atmosphäre entnehmen und Sauerstoff und Stickstoff trennen, um flüssigen Stickstoff zu erzeugen, finden sich in verschiedenen Branchen, darunter der Öl- und Gasindustrie sowie der Lebensmittel- und Getränkeindustrie. Stickstoff ist von Natur aus trocken und wird häufig zum Spülen und Reinigen von Öl- und Gastanks verwendet.
Professor Milind Etri, Lehrstuhlinhaber für Maschinenbau am IIT-B, präsentierte zusammen mit Tata Consulting Engineers Limited (TCE) einen Proof of Concept für die schnelle Umrüstung einer Stickstoffanlage in eine Sauerstoffanlage.
Die Stickstoffanlage nutzt die Druckwechseladsorptionstechnologie (PSA), um atmosphärische Luft anzusaugen, Verunreinigungen herauszufiltern und anschließend den Stickstoff zurückzugewinnen. Sauerstoff wird als Nebenprodukt wieder in die Atmosphäre abgegeben. Die Stickstoffanlage besteht aus vier Komponenten: einem Kompressor zur Regelung des Ansaugluftdrucks, einem Luftbehälter zum Herausfiltern von Verunreinigungen, einem Aggregat zur Trennung und einem Pufferbehälter, in dem der abgetrennte Stickstoff bereitgestellt und gespeichert wird.
Die Teams von Atrey und TCE schlugen vor, die zur Stickstoffextraktion in der PSA-Einheit verwendeten Filter durch Filter zu ersetzen, die Sauerstoff extrahieren können.
„In einer Stickstoffanlage wird der Luftdruck kontrolliert und anschließend von Verunreinigungen wie Wasserdampf, Öl, Kohlendioxid und Kohlenwasserstoffen gereinigt. Anschließend gelangt die gereinigte Luft in die PSA-Kammer, die mit Kohlenstoffmolekularsieben oder Filtern ausgestattet ist, die Stickstoff und Sauerstoff trennen können. Wir empfehlen, das Sieb durch ein Sieb zu ersetzen, das Sauerstoff abtrennen kann“, sagte Etry, Experte für Kryotechnik und Leiter für Forschung und Entwicklung am IIT-B.
Das Team ersetzte die Kohlenstoffmolekularsiebe in der PSA-Stickstoffanlage des Kälte- und Kryotechniklabors des Instituts durch Zeolithmolekularsiebe. Zeolithmolekularsiebe dienen zur Trennung von Sauerstoff aus der Luft. Durch die Steuerung der Durchflussrate im Behälter konnten die Forscher die Stickstoffanlage in eine Sauerstoffproduktionsanlage umwandeln. Spantech Engineers, der städtische Hersteller von PSA-Stickstoff- und Sauerstoffanlagen, beteiligte sich an diesem Pilotprojekt und installierte die benötigten Anlagenkomponenten zur Evaluierung in Blockform am IIT-B.
Ziel des Pilotprojekts ist es, landesweit schnelle und einfache Lösungen für den akuten Sauerstoffmangel in Gesundheitseinrichtungen zu finden.
Amit Sharma, Geschäftsführer von TCE, sagte: „Dieses Pilotprojekt zeigt, wie eine innovative Lösung zur Sauerstoffproduktion im Notfall unter Nutzung der vorhandenen Infrastruktur dem Land helfen kann, die aktuelle Krise zu überstehen.“
„Wir haben etwa drei Tage für die Umrüstung gebraucht. Es handelt sich um einen einfachen Prozess, der innerhalb weniger Tage abgeschlossen werden kann. Stickstoffanlagen im ganzen Land können diese Technologie nutzen, um ihre Anlagen in Sauerstoffanlagen umzuwandeln“, sagte Etry.
Die am Donnerstagmorgen angekündigte Pilotstudie hat die Aufmerksamkeit vieler Politiker auf sich gezogen. „Wir haben von vielen Regierungsvertretern nicht nur in Maharashtra, sondern landesweit Interesse daran erhalten, wie dieses Modell skaliert und in bestehenden Stickstoffanlagen umgesetzt werden kann. Wir optimieren derzeit unseren Prozess, um bestehende Anlagen bei der Einführung dieses Modells zu unterstützen“, fügte Atrey hinzu.
Veröffentlichungszeit: 29. November 2022