كيف تعمل تقنية الأكسجين PSA؟
إن إنتاج الأكسجين بامتصاص تأرجح الضغط (PSA) عبارة عن تقنية لفصل الغاز تعتمد على مبدأ الامتزاز المادي. إنه ينقي الأكسجين من الهواء من خلال الامتزاز الانتقائي للمناخل الجزيئية.
المبدأ الأساسي لإنتاج الأكسجين PSA
- يستخدم إنتاج الأكسجين PSA الفرق في أداء الامتزاز للنيتروجين والأكسجين (في الهواء) على المنخل الجزيئي، بالإضافة إلى خاصية تغير قدرة الامتزاز مع الضغط.
- في ظل ظروف التوازن، يقوم المنخل الجزيئي بامتصاص مكون النيتروجين بشكل تفضيلي. في ظل ظروف الضغط المتزايد، يكون امتصاص النيتروجين أعلى من قدرة الامتزاز عند الضغط المنخفض.
- ويتم تحقيق تجديد الامتزاز للمنخل الجزيئي عن طريق تغيير ضغط التشغيل، أي الامتزاز المضغوط وإزالة الضغط، وبالتالي تحقيق فصل الأكسجين والنيتروجين.
المنخل الجزيئي الزيوليت في نظام إنتاج الأكسجين
- المكون الأساسي لنظام إنتاج الأكسجين هو المنخل الجزيئي. على الرغم من أن الأكسجين والنيتروجين مادتان غير قطبيتين-، إلا أنهما سينتجان ثنائيات أقطاب مستحثة تحت تأثير المناخل الجزيئية للزيوليت.
- هناك جاذبية (قوة حثية) بين ثنائي القطب المستحث وثنائي القطب المتأصل للجزيئات القطبية. نظرًا لأن القوة الحثية للنيتروجين أكبر من قوة الأكسجين، فإن المنخل الجزيئي يمتص نيتروجينًا أكثر بكثير من الأكسجين.
- عندما يمر الهواء عبر المنخل الجزيئي للزيوليت، يتم امتصاص النيتروجين بشكل تفضيلي بواسطة المنخل الجزيئي ويتم إثرائه في مسامه الدقيقة، في حين يتم امتصاص كمية صغيرة فقط من الأكسجين، ويمر معظمه عبر المنخل الجزيئي ليصبح غاز المنتج.
عملية عمل إنتاج الأكسجين PSA
- يتم ضغط الهواء أولاً بواسطة ضاغط هواء كامل الأداء-ويمر عبر مرشحات متعددة لإزالة معظم الغبار والشوائب. ثم يتم تبريد الهواء الساخن بواسطة مجفف بارد لإزالة الرطوبة من الهواء؛ وأخيرًا، يدخل إلى خزان الهواء للتخزين المؤقت وتثبيت الضغط، ويدخل إلى برج الامتزاز الذي تم تجديده وهو في حالة صالحة للعمل من خلال صمام التبديل.
- في برج الامتزاز، يتم امتصاص النيتروجين وثاني أكسيد الكربون والغازات الأخرى بواسطة المناخل الجزيئية، ويتم إثراء الأكسجين من أعلى برج الامتزاز ويدخل إلى خزان الأكسجين العازل. على خط أنابيب المخرج لخزان الأكسجين العازل، يتم توفير منفذ أخذ العينات للكشف عن نقاء الأكسجين. يتم بعد ذلك ترشيح الأكسجين المؤهل من خلال مرشح الغبار ومرشح التعقيم للحصول على أكسجين مؤهل بدرجة المنتج-.
- من أجل الحصول على أكسجين مستمر ومستقر من درجة المنتج-، تم تجهيز معدات إنتاج الأكسجين PSA ببرجين للامتصاص على الأقل لإنتاج الأكسجين بالتناوب. عندما يقوم أحد الأبراج بامتصاص الأكسجين وإنتاجه، يكون برج الامتزاز الآخر في حالة تجديد، ويتم إسكات الغازات المكونة الأخرى التي يتم تفريغها عن طريق عملية التجديد من خلال كاتم الصوت ثم يتم إطلاقها في الهواء الطلق.
