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インド国内で新型コロナウイルス感染症の患者を治療するための医療用酸素供給が不足していることから、インド工科大学ボンベイ校（IIT-B）は、既存の窒素プラントを微調整して酸素発生装置としてインド全土に設置された窒素発生装置を改造する実証プラントを設置した。
IIT-B 研究所のプラントで生成された酸素はテストされ、3.5 気圧の圧力で 93 ～ 96% の純度であることが判明しました。
大気中の空気を取り込み、酸素と窒素を分離して液体窒素を生成する窒素生成装置は、石油・ガス、食品・飲料など、様々な業界で利用されています。窒素は乾燥しているため、石油・ガスタンクのパージや洗浄によく使用されます。
インド工科大学バプテスト校（IIT-B）機械工学科長のミリンド・エトリ教授は、タタ・コンサルティング・エンジニアズ・リミテッド（TCE）と共同で、窒素プラントを酸素プラントに迅速に変換する概念実証を発表しました。
窒素プラントは、圧力スイング吸着（PSA）技術を用いて大気を吸引し、不純物をろ過して窒素を回収します。酸素は副産物として大気中に放出されます。窒素プラントは、吸入空気圧を制御するコンプレッサー、不純物をろ過する空気容器、分離用動力ユニット、そして分離された窒素を供給・貯蔵するバッファ容器の4つのコンポーネントで構成されています。
Atrey チームと TCE チームは、PSA ユニット内の窒素を抽出するために使用されているフィルターを、酸素を抽出できるフィルターに交換することを提案しました。
「窒素プラントでは、空気圧を制御し、水蒸気、油分、二酸化炭素、炭化水素などの不純物を精製します。その後、精製された空気は、窒素と酸素を分離できる炭素分子ふるいまたはフィルターを備えたPSAチャンバーに入ります。このふるいを、酸素を分離できるふるいに交換することを提案します」と、極低温学の専門家であり、IIT-Bの研究開発ディレクターであるエトリー氏は述べています。
研究チームは、同研究所冷凍・極低温​​研究所のPSA窒素プラントにおいて、炭素分子篩をゼオライト分子篩に交換しました。ゼオライト分子篩は、空気から酸素を分離するために使用されます。容器内の流量を制御することで、研究者たちは窒素プラントを酸素製造プラントへと転換することができました。このパイロットプロジェクトには、同市のPSA窒素・酸素プラントメーカーであるSpantech Engineers社が参加し、評価のために必要なプラントコンポーネントをブロック状にIIT-Bに設置しました。
このパイロットプロジェクトは、全国の医療施設における急性酸素欠乏症に対する迅速かつ容易な解決策を見つけることを目的としている。
TCEのマネージングディレクター、アミット・シャルマ氏は次のように述べた。「このパイロットプロジェクトは、既存のインフラを活用した革新的な緊急用酸素製造ソリューションが、現在の危機を国が乗り切る上でどのように役立つかを示しています。」
「再装備には約3日かかりました。これは数日で完了する簡単なプロセスです。全国の窒素プラントは、この技術を活用して、自社のプラントを酸素プラントに転換することができます」とエトリー氏は述べた。
木曜日の朝に発表されたこのパイロットスタディは、多くの政治家の注目を集めています。「マハラシュトラ州だけでなく、全国の多くの政府関係者から、この取り組みを既存の窒素プラントに拡大し、導入する方法に関心が寄せられています。現在、既存のプラントがこのモデルを導入できるよう、プロセスを合理化しています」とアトリー氏は付け加えました。