Detailed Explanation of the Start and Stop of PSA Nitrogen Generator

PSA窒素発生器の起動と停止になぜ時間がかかるのでしょうか？理由は2つあります。1つは物理的な問題、もう1つは航空機の性能に関係しています。

1.吸着平衡を確立する必要がある。

PSAは、分子ふるいにO₂/水分を吸着することでN₂を濃縮します。運転開始直後は、分子ふるいは不飽和状態、または空気/水分に汚染された状態から徐々に安定した吸着/脱着サイクルに到達し、その安定サイクル中に目標純度を出力する必要があります。この定常状態への到達プロセスには、数回の完全な吸着/脱着サイクルが必要です（通常、ベッド容量とプロセスパラメータに応じて、数十秒から数分/数十分の範囲です）。

2.ベッド層の圧力と流量が安定しています。

PSAの吸着効率は、運転圧力とガス流速に大きく依存します。起動時には、空気圧縮機、乾燥システム、バルブ、ガス回路がシステムを設計圧力まで加圧し、流量を安定させるまでに時間がかかります（圧力安定装置、流量安定装置コントローラ、ソフトスタートバルブの動作遅延時間を含む）。

3.前処理装置の回収

空気濾過装置と冷凍式乾燥機／乾燥剤は、まず基準（温度、露点、油分含有量）を満たす必要があります。基準を満たさない場合、分子ふるいが汚染されたり、純度に変動が生じたりする可能性があります。冷凍式乾燥機と油水分離器にも回復時間があります。

4.排出および浄化プロセスの遅延

PSAサイクルには、ガス置換、ガス排出、再生のプロセスがあります。ベッド層を「クリーン」に保つため、最初のガス置換と再生は起動時に完了させる必要があります。さらに、純度分析装置（酸素分析装置、窒素分析装置）には応答遅延があり、制御システムは通常、「適合ガス」信号を出力する前に、連続的に多点の適格性確認を実施する必要があります。

5.バルブのシーケンスと制御ロジック

分子ふるいの損傷や瞬間的な高濃度ガスの発生を防ぐために、制御システムは段階的なスイッチング（セクションごとにオン/オフ）を採用しており、これにより各ステップが安定してから次のステップに進むための遅延が導入されます。