산소발생기 및 관련기술

주변의 공기를 흡입하여 질소와 산소를 분리하여 90% 이상 고농도 산소를 추출하는 "PSA(Pressure Swing Adsorption) 압력순환 흡착" 방식의 고급 분리 기술이 적용
전기만을 사용하므로 환경적인 제약없이 전천후로 순산소를 생산함
고순도 산소를 적용하면 일반 공기중의 21% 산소 활용 시 불필요한 78%의 질소를 불가피하게 동반하면서 발생되는 에너지 손실 (냉난방, 연소, 폭기・・・) 및 연관 비용을 획기적으로 저감시킬 수 있음
고순도 산소는 특히 수중에 용존산소 공급 시용해 효율 극대화 됨

공정에서 혼합기체(대기)는 흡착제(Zeolite)가 충전된 흡착탑으로 흘려보내지고 압축된다. 이 때에 혼합기체 중에 흡착능이 높은 질소(N2)가 Zeolite에 흡착이 되고 흡착능이 상대적으로 낮은 산소(O2)는 농축되어 탑의 출구로 방출된다. 또, 공정 중에 질소가 흡착된 흡착제는 흡착능이 떨어지므로, 탈착시켜 재생한 후 새로운 흡착 공정을 시작한다. 이 공정으로 산소 순도를 90%이상으로 농축할 수 있어서 그 응용 범위가 넓다.

구분	액체 산소	고압 산소	고순도 산소발생기	저순도 산소발생기
생산방식	공장에서 저온 냉각방식으로 분리하여 액체 용기로 운반 사용 산소 순도 액탑 사용방식 액산 용기방식	공장에서 저온 냉각분리된 액체 산소를 고압 용기에 재 충전 공급 40리터 용기에 110bar 압력으로 저장유통 사용	PSA 기술에 의하여 주변 공기를 원료로 현장에서 분리 사용	멤브레인 기술(중공사막/ 평막)로서 주변 공기를 원료로 현장에서 분리 사용
산소순도	99%	99%	90~94%	30~40%
주요용도	전분야 사용 대용량/초대용량	전분야 사용 소용량	거의 전분야 액산/고압산소 대체사용 산소구입 비용 절감 산소관리 편리성 소용량/중용량	연소 효율 강화용으로 사용
장점	공급량 무제한	장기간 보관이 용이함	전기만으로 현장에서 즉시 생산 사용편리성	전기만으로 현장에서 즉시 생산 사용편리성
단점	장기간 보관이 불가능 도서지역 운반 비용 증가	소량 단위로 단가 높음 충전 용기 크기의 한계로 대량 저장 어려움	정전시 산소공급중단(발전기 준비) 기계의 유지관리 필요성	저순도의 특성상 적용처의 한계성

수조에 용존산소 부족으로 고순도 산소를 공급할 때, 많은 양의 산소가 제대로 물에 용해되지 않고 물 밖으로 배출되는 것을 봅니다.
수중에 용해되는 산소의 양은 산소 돌의 종류, 용해기의 효율, 수온, 염도, 수심, 공급 산소량, 수조 물량 등에 따라서 산소전달 효율이 5%~80%까지 엄청난 차이를 보입니다.
일반적으로 용존산소 요구량이 상대적으로 적은 보관 수조 등에는 1bar 수준의 압력으로 산소가 분산 공급되는 산소 돌을 용량에 맞추어 사용하여 산소전달 효율이 10%~40% 수준으로 사용할 수 있습니다.
그러나 용존산소 요구량이 많은 양어장, 오폐수처리장 등의 경우에는 순산소 공급 비용을 절감하기 위하여 높은 효율의 산소용해장치를 검토하게 됩니다. 산소용해장치는 고효율 제품의 경우 40%~80% 수준까지 가능하나, 처리 펌프의 동력비용 등을 종합적으로 고려하여야 하므로 신중한 판단이 필요합니다.