توليد النيتروجين باستخدام تقنية الامتزاز المتأرجح بالضغط (PSA).

كيف يعمل الامتزاز سوينغ الضغط؟

عند إنتاج النيتروجين الخاص بك، من المهم معرفة وفهم مستوى النقاء الذي تريد تحقيقه. تتطلب بعض التطبيقات مستويات نقاء منخفضة (بين 90 و99%)، مثل نفخ الإطارات والوقاية من الحرائق، بينما تتطلب تطبيقات أخرى، مثل التطبيقات في صناعة الأغذية والمشروبات أو صب البلاستيك، مستويات عالية (من 97 إلى 99.999%). في هذه الحالات، تعد تقنية PSA هي الطريقة المثالية والأسهل.

في الأساس، يعمل مولد النيتروجين عن طريق فصل جزيئات النيتروجين عن جزيئات الأكسجين الموجودة في الهواء المضغوط. يقوم الامتزاز المتأرجح بالضغط بذلك عن طريق احتجاز الأكسجين من تيار الهواء المضغوط باستخدام الامتزاز. يحدث الامتزاز عندما ترتبط الجزيئات بمادة ماصة، وفي هذه الحالة ترتبط جزيئات الأكسجين بالمنخل الجزيئي للكربون (CMS). يحدث هذا في وعاءين ضغط منفصلين، كل منهما مملوء بنظام إدارة المحتوى (CMS)، والذي يقوم بالتبديل بين عملية الفصل وعملية التجديد. في الوقت الحالي، دعونا نسميهما البرج A والبرج B.

بالنسبة للمبتدئين، يدخل الهواء المضغوط النظيف والجاف إلى البرج A وبما أن جزيئات الأكسجين أصغر من جزيئات النيتروجين، فإنها ستدخل إلى مسام منخل الكربون. ومن ناحية أخرى، لا يمكن لجزيئات النيتروجين أن تدخل في المسام، لذا فإنها ستتجاوز المنخل الجزيئي للكربون. ونتيجة لذلك، ينتهي بك الأمر بالنيتروجين بالنقاء المطلوب. وتسمى هذه المرحلة مرحلة الامتزاز أو الانفصال.

ومع ذلك، لا يتوقف الأمر عند هذا الحد. يخرج معظم النيتروجين المنتج في البرج A من النظام (جاهز للاستخدام المباشر أو التخزين)، بينما يتم نقل جزء صغير من النيتروجين الناتج إلى البرج B في الاتجاه المعاكس (من الأعلى إلى الأسفل). هذا التدفق مطلوب لدفع الأكسجين الذي تم التقاطه في مرحلة الامتزاز السابقة للبرج B. من خلال تحرير الضغط في البرج B، تفقد المناخل الجزيئية للكربون قدرتها على الاحتفاظ بجزيئات الأكسجين. سيتم فصلها عن المناخل ويتم نقلها بعيدًا عبر العادم بواسطة تدفق النيتروجين الصغير القادم من البرج أ. ومن خلال القيام بذلك، يتيح النظام مساحة لجزيئات الأكسجين الجديدة لتلتصق بالمناخل في مرحلة الامتزاز التالية. نحن نسمي عملية "التنظيف" هذه تجديد البرج المشبع بالأكسجين.

أولاً، يكون الخزان A في مرحلة الامتزاز بينما يتجدد الخزان B. في المرحلة الثانية تقوم كلتا السفينتين بمساواة الضغط للتحضير للتبديل. بعد التبديل، يبدأ الخزان A بالتجديد بينما يقوم الخزان B بتوليد النيتروجين.

عند هذه النقطة، سوف يتساوى الضغط في كلا البرجين وسوف تتغير مراحلهما من الامتزاز إلى التجديد والعكس. سيتم تشبع نظام إدارة المحتوى في البرج A، بينما سيكون البرج B، بسبب انخفاض الضغط، قادرًا على إعادة تشغيل عملية الامتزاز. ويشار إلى هذه العملية أيضًا باسم "تأرجح الضغط"، مما يعني أنها تسمح بالتقاط غازات معينة عند ضغط أعلى وإطلاقها عند ضغط أقل. يسمح نظام PSA ذو البرجين بإنتاج النيتروجين المستمر عند مستوى النقاء المطلوب.