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Ante la escasez de suministros de oxígeno médico para tratar a los pacientes con Covid-19 en el país, el Instituto Indio de Tecnología de Bombay (IIT-B) instaló una planta de demostración para convertir los generadores de nitrógeno ubicados en toda la India mediante el ajuste de una planta de nitrógeno existente configurada como generador de oxígeno.
Se analizó el oxígeno producido por la planta en el laboratorio del IIT-B y resultó tener una pureza del 93-96% a una presión de 3,5 atmósferas.
Los generadores de nitrógeno, que extraen aire de la atmósfera y separan el oxígeno y el nitrógeno para producir nitrógeno líquido, se encuentran en diversas industrias, como la del petróleo y el gas, la alimentación y las bebidas. El nitrógeno es seco por naturaleza y se utiliza comúnmente para purgar y limpiar tanques de petróleo y gas.
El profesor Milind Etri, presidente del Departamento de Ingeniería Mecánica del IIT-B, junto con Tata Consulting Engineers Limited (TCE) presentó una prueba de concepto para la conversión rápida de una planta de nitrógeno en una planta de oxígeno.
La planta de nitrógeno utiliza tecnología de adsorción por oscilación de presión (PSA) para aspirar aire atmosférico, filtrar impurezas y recuperar el nitrógeno. El oxígeno se devuelve a la atmósfera como subproducto. La planta de nitrógeno consta de cuatro componentes: un compresor para controlar la presión del aire de admisión, un contenedor de aire para filtrar impurezas, una unidad de potencia para la separación y un contenedor de reserva donde se suministrará y almacenará el nitrógeno separado.
Los equipos de Atrey y TCE propusieron reemplazar los filtros utilizados para extraer nitrógeno en la unidad PSA por filtros que pudieran extraer oxígeno.
En una planta de nitrógeno, la presión del aire se controla y luego se purifica para eliminar impurezas como vapor de agua, aceite, dióxido de carbono e hidrocarburos. Posteriormente, el aire purificado ingresa a la cámara de PSA equipada con tamices moleculares de carbono o filtros que pueden separar el nitrógeno del oxígeno. Sugerimos reemplazar el tamiz por uno que pueda separar el oxígeno, explicó Etry, experto en criogenia y director de investigación y desarrollo del IIT-B.
El equipo sustituyó los tamices moleculares de carbono de la planta de nitrógeno PSA del Laboratorio de Refrigeración y Criogénesis del Instituto por tamices moleculares de zeolita. Estos tamices se utilizan para separar el oxígeno del aire. Al controlar el caudal en el recipiente, los investigadores lograron convertir la planta de nitrógeno en una planta de producción de oxígeno. Spantech Engineers, fabricante de plantas de nitrógeno y oxígeno PSA de la ciudad, participó en este proyecto piloto e instaló los componentes necesarios de la planta en forma de bloque en el IIT-B para su evaluación.
El proyecto piloto tiene como objetivo encontrar soluciones rápidas y sencillas a la deficiencia aguda de oxígeno en los centros de salud de todo el país.
Amit Sharma, director general de TCE, afirmó: «Este proyecto piloto demuestra cómo una solución innovadora para la producción de oxígeno de emergencia, aprovechando la infraestructura existente, puede ayudar al país a superar la crisis actual».
Nos tomó unos tres días reequiparlo. Es un proceso sencillo que se completa rápidamente en pocos días. Las plantas de nitrógeno de todo el país pueden usar esta tecnología para convertir sus plantas en plantas de oxígeno, dijo Etry.
El estudio piloto, anunciado el jueves por la mañana, ha captado la atención de numerosos políticos. «Hemos recibido el interés de numerosos funcionarios gubernamentales, no solo de Maharashtra, sino de todo el país, sobre cómo podemos ampliar e implementar este modelo en las plantas de nitrógeno existentes. Actualmente estamos optimizando nuestro proceso para ayudar a las plantas existentes a adoptar este modelo», añadió Atrey.