كيف يعمل مولد النيتروجين بتقنية PSA

في حين يتم استخدام مستويات نقاء أعلى في صناعات مثل معالجة الأغذية، فإنه يُفضل إنتاج النيتروجين باستخدام تقنية الأغشية لتلبية احتياجات أقل نقاءً. تستخدم هذه الطريقة النفاذ الانتقائي لفصل النيتروجين عن الغازات الأخرى.  

يضمن تنويع معرفتك بهذه الطرق أن يتم تجهيزك على النحو الأمثل لاختيار أفضل حل لإنتاج النيتروجين وفق احتياجاتك المحددة. تعرف على المزيد حول تقنية النتروجين الغشائية لمعرفة فوائدها واستخداماتها.  

إحدى الطرق لإنتاج النيتروجين هي الامتزاز بالضغط المتأرجح. الامتزاز هي العملية التي تلتصق فيها الذرات أو الأيونات أو الجزيئات من مادة ما، مثل الهواء المضغوط، بسطح المادة المازّة.

يعمل مولد النيتروجين باستخدام تقنية الامتزاز بالضغط المتأرجح على عزل النيتروجين. ويتم امتزاز الغازات الأخرى الموجودة في تدفق الهواء المضغوط (الأكسجين، وثاني أكسيد الكربون، وبخار الماء)، فتترك خلفها نيتروجينًا نقيًا. يُعد هذا الجهاز خيارًا بسيطًا وموثوقًا به واقتصاديًا لإنتاج النيتروجين؛ فهو يتيح إنتاج تدفق نيتروجين مستمر ذي سعة عالية بمستويات النقاء المطلوب.

يحتجز الامتزاز بالضغط المتأرجح الأكسجين من تدفق الهواء المضغوط عندما تربط الجزيئات نفسها بمنخل جزيئي كربوني. ويحدث هذا في وعائي ضغط منفصلين (البرج A والبرج B). تتم تعبئة كل منهما بمنخل كربون جزيئي يبدل بين عملية الفصل والتجديد.

يدخل الهواء المضغوط النظيف والجاف إلى البرج A. ونظرًا إلى أن جزيئات الأكسجين أصغر من جزيئات النيتروجين، فإنها تمر عبر مسام المنخل. لا تتناسب جزيئات النيتروجين مع المسام، لذلك فإنها تتجاوز المنخل، ما ينتج النيتروجين بمستوى النقاء المطلوب. تسمى هذه المرحلة الامتزاز أو الفصل.

يخرج معظم النيتروجين الناتج في البرج A من النظام جاهزًا للاستخدام المباشر أو التخزين. بعد ذلك يتدفق جزء صغير من النيتروجين الناتج إلى البرج B في الاتجاه المعاكس. يؤدي هذا التدفق إلى إخراج الأكسجين الذي تم التقاطه في مرحلة الامتزاز السابقة للبرج B.

عن طريق تحرير الضغط في البرج B، تفقد مناخل الكربون الجزيئية قدرتها على الاحتفاظ بجزيئات الأكسجين التي ستنفصل عن المناخل وتنجر بعيدًا عبر تدفق النيتروجين الصغير القادم من البرج A.

توفر عملية "التنظيف" هذه مساحة لترتبط جزيئات الأكسجين الجديدة بالمنخل في مرحلة الامتزاز التالية. يقوم نظام الامتزاز بالضغط المتأرجح ثنائي الأبراج بالتبديل بين الفصل والتجديد لتوفير إنتاج النيتروجين المستمر بمستوى النقاء المطلوب.

تقنية واحدة لتوليد النيتروجين  و هى  تقنية الامتزاز بالضغط المتأرجح التى تقوم بحجب الأكسجين عن تدفق الهواء المضغوط باستخدام الامتزاز. يحدث الامتزاز عندما ترتبط الجزيئات بممتز، في هذه الحالة ترتبط جزيئات الأكسجين بمنخل الكربون الجزيئي (CMS). ويحدث هذا في وعاءي ضغط منفصلين، كل منهما مملوء بمنخل الكربون الجزيئي (CMS)، الأمر الذي يؤدي إلى التبديل بين عملية الفصل وعملية إعادة التوليد. دعنا نسميهما البرج A والبرج B مؤقتًا. بالنسبة إلى المبتدئين، يدخل الهواء المضغوط النظيف والجاف إلى البرج A ونظرًا إلى أن جزيئات الأكسجين أصغر من جزيئات النيتروجين، فستدخل مسام منخل الكربون. ومن ناحية أخرى، لا يمكن دخول جزيئات النيتروجين في المسام لذلك ستتجاوز منخل الكربون الجزيئي. ونتيجة لذلك، ينتهي الأمر بتوافر نيتروجين بالنقاء المطلوب. يُطلق على هذه المرحلة مرحلة الامتزاز أو الفصل. ومع ذلك، لا يتوقف الأمر عند هذا الحد. يخرج معظم النيتروجين الناتج في البرج A من النظام (جاهزًا للاستخدام المباشر أو التخزين)، بينما يتدفق جزء صغير من النيتروجين المولد في البرج B في الاتجاه المضاد (من أعلى إلى أسفل). ويُعد هذا التدفق ضروريًا لإخراج الأكسجين الذي تم حبسه في مرحلة الامتزاز السابقة في البرج B. عن طريق تحرير الضغط في البرج B، تفقد مناخل الكربون الجزيئية قدرتها على احتجاز جزيئات الأكسجين. حيث ستنفصل عن المناخل ويتم حملها بعيدًا من خلال العادم عن طريق التدفق الصغير للنيتروجين القادم من البرج A. وبفعل بذلك، يفسح النظام مجالاً لجزيئات الأكسجين الجديدة للارتباط بالمناخل الموجودة في مرحلة الامتزاز التالية. نطلق على عملية "التنظيف" هذه إعادة تجديد البرج المشبع بالأكسجين.

يقوم نظام PSA المكون من برجين بالتبديل بين الفصل والتجديد لتوفير إنتاج مستمر للنيتروجين عند مستوى النقاء المطلوب. يوفر مولد غاز النيتروجين+ NGP المقدم من أطلس كوبكو جميع مزايا تقنية PSA في حل توصيل وتشغيل مدمج وموثوق وفعال

اسأل متخصصًا في مجال أنظمة الهواء عن أفضل حل لتوليد النيتروجين فى الموقع.