حلولنا
ضواغط هواء
الحلول
المنتجات
ضواغط هواء
Process gas and air equipment
الصيانة وقطع الغيار
ضواغط هواء
زيادة الكفاءة إلى أقصى حد
الأدوات الصناعية والحلول
الحلول
Power Equipment
الحلول
Products
Power Equipment
Energy Storage Systems
Light construction and demolition equipment
المنتجات والحلول
الحلول
ضواغط الهواء
المنتجات والحلول
الضواغط البحرية
معدات الغاز والهواء للعمليات
الحفارات
مولدات الطاقة
مجموعة التأجير

توليد النيتروجين باستخدام تقنية الامتزاز بالضغط المتأرجح (PSA)

موقع Wiki الخاص بالهواء المضغوط النيتروجين الغازات الصناعية

تعني القدرة على توليد النيتروجين الخاص بك إمكانية التحكم الكامل في إمدادات النيتروجين. يمكن أن يكون هذا مفيدًا لكثير من الشركات التي تحتاج إلى النيتروجين يوميًا. ماذا يعني ذلك لشركتك؟ عند توليد النيتروجين داخل شركتك، لا يلزمك الاعتماد على جهات خارجية للإمدادات، ومن ثم توفير تكاليف المعالجة وعمليات إعادة التعبئة والتسليم. تتمثل إحدى طرق توليد النيتروجين في الامتزاز بالضغط المتأرجح.

كيف يعمل الامتزاز بالضغط المتأرجح؟

عند إنتاج النيتروجين الخاص بك، من الضروري معرفة مستوى النقاء الذي تريد تحقيقه وفهمه. تتطلب بعض التطبيقات مستويات نقاء منخفضة (بين 90 و‎99%)، مثل نفخ الإطارات ومنع نشوب الحرائق، بينما تتطلب تطبيقات أخرى، مثل تطبيقات قطاع الأغذية والمشروبات أو صناعة القوالب البلاستيكية، مستويات عالية (من 97 إلى ‎99.999%). في هذه الحالات، تُعد تقنية الامتزاز بالضغط المتأرجح (PSA) الطريقة المثالية والأسهل. بصفة أساسية، يعمل مولد النيتروجين عن طريق فصل جزيئات النيتروجين عن جزيئات الأكسجين داخل الهواء المضغوط. تقوم تقنية الامتزاز بالضغط المتأرجح بذلك بواسطة حجب 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.

رسم تخطيطي يوضح عملية توليد النيتروجين. أولاً، يكون الخزان A في مرحلة الامتزاز بينما يقوم الخزان B بإعادة التوليد. في المرحلة الثانية، يعادل كلا الوعاءين الضغط الذي يبدأ بعده الخزان A في إعادة التوليد بينما يولد الخزان B النيتروجين.

أولاً، يكون الخزان A في مرحلة الامتزاز بينما يقوم الخزان B بإعادة التوليد. في المرحلة الثانية، يعادل كلا الوعاءين الضغط استعداداً للتبديل. بعد التبديل، يبدأ الخزان A في إعادة التوليد بينما يولد الخزان B النيتروجين.

عند هذه النقطة، سيتعادل الضغط في كلا البرجين وسيغيران المراحل من الامتزاز إلى إعادة التوليد والعكس. وسيصبح منخل الكربون الجزيئي (CMS) في البرج A مشبعًا، بينما سيتمكن البرج B، بسبب تقليل الضغط، من إعادة بدء عملية الامتزاز. يشار كذلك إلى هذه العملية باسم "تأرجح الضغط"، مما يعني أنها تتيح حبس بعض الغازات عند ضغط أعلى وإطلاقها عند ضغط أقل. كما يتيح نظام الامتزاز بالضغط المتأرجح (PSA) ذو البرجين إنتاج النيتروجين بصورة مستمرة بمستوى النقاء المطلوب.

نقاء النيتروجين والمتطلبات اللازمة للهواء الداخل

من الضروري فهم مستوى النقاء اللازم لكل تطبيق لتوليد النيتروجين الخاص بك على نحو يفي بالغرض. ومع ذلك، ثمة بعض المتطلبات العامة التي تتعلق بالهواء الداخل. يجب أن يكون الهواء المضغوط نظيفًا وجافًا قبل الدخول إلى مولد النيتروجين، حيث يؤثر هذا بصورة إيجابية في جودة النيتروجين ويمنع كذلك تلف منخل الكربون الجزيئي (CMS) بفعل الرطوبة. علاوة على ذلك، يلزم التحكم في درجة حرارة وضغط المدخل بين 10 و25 درجة مئوية، مع الحفاظ على الضغط بين 4 و13 بار. لمعالجة الهواء بشكل صحيح، يجب توافر مجفف بين الضاغط والمولد. إذا تم توليد الهواء الداخل بواسطة ضاغط مشحم بالزيت، فيلزمك أيضًا تركيب مرشح الكربون وتجميع الزيت للتخلص من أي شوائب قبل وصول الهواء المضغوط إلى مولد النيتروجين. ثمة مستشعرات للضغط ودرجة الحرارة ونقطة تكاثف الضغط مثبتة في معظم المولدات كميزة للحماية من انقطاع التشغيل، مما يمنع دخول الهواء الملوث إلى نظام الامتزاز بالضغط المتأرجح (PSA) وإتلاف مكوناته.

التركيب النموذجي: ضاغط الهواء، مجفف، مرشحات، وحدة استقبال الهواء، مولد النيتروجين، وحدة استقبال النيتروجين. يمكن استهلاك النيتروجين مباشرةً من المولد أو من خلال خزان إضافي مؤقت (غير موضح).

يمثل عامل الهواء جانبًا مهمًا آخر في توليد النيتروجين بتقنية الامتزاز بالضغط المتأرجح. ويُعد أحد أهم المعلمات في نظام مولد النيتروجين، حيث يحدد الهواء المضغوط اللازم للحصول على تدفق معين للنيتروجين. ومن ثمّ، يشير عامل الهواء إلى كفاءة المولد، بمعنى أن عامل الهواء الأقل يشير إلى كفاءة أعلى وبالطبع تكاليف تشغيل إجمالية أقل.

الاختيار بين مولد يعمل بالامتزاز بالضغط المتأرجح (PSA) ومولد غشائي

 

الامتزاز بالضغط المتأرجح (PSA)

غشائي

النقاء الذي يمكن تحقيقه

كفاءة تصل إلى ‎99.999%

كفاءة تصل إلى ‎99.9%

الكفاءة

أعلى

عالية

الأداء مقابل درجة الحرارة

أقل عند درجة الحرارة المرتفعة

أعلى عند درجة الحرارة المرتفعة

تعقيد النظام

متوسط

منخفض

كثافة الصيانة

منخفضة

منخفضة للغاية

استقرار الضغط

دخل/خرج متقلب

ثابت

استقرار التدفق

دخل/خرج متقلب

ثابت

سرعة بدء التشغيل

دقائق/ساعات

ثوانٍ

حساسية الماء (البخار)

أقصى نقطة تكاثف ضغط عند 8 درجات مئوية

لا يوجد ماء سائل

حساسية الزيت

غير مسموح (< 0,01 مجم/م٣)

غير مسموح (< 0,01 مجم/م٣)

مستوى الضوضاء

مرتفع (ذروات التصريف)

منخفض للغاية

الوزن

متوسط

منخفض

المقالات ذات الصلة