مولدات الأكسجين

إن توليد الأكسجين بتقنية الامتزاز الفراغي المتأرجح (VSA) والامتزاز الفراغي بالضغط المتأرجح (VPSA) والامتزاز بالضغط المتأرجح (PSA) هي عمليات يتم استخدامها لفصل الأكسجين عن الغازات الأخرى الموجودة في الهواء. وتتألف هذه العمليات عادةً من عمودَي امتزاز متوازيَين يتم التبديل بينهما في دفعات متتابعة بواسطة صمامات يتم التحكم بها تلقائيًا. ويشتمل كل عمود على طبقة امتزاز من نوع الزيوليت تفصل النيتروجين عن الهواء ليبقى مكوّن الأكسجين المطلوب فقط.

وتستخدم تقنيتا الامتزاز الفراغي المتأرجح (VSA) والامتزاز الفراغي بالضغط المتأرجح (VPSA) نافخًا لتزويد مولد الأكسجين بالهواء اللازم لإنتاج الأكسجين. وهنا يكمن الفرق الأساسي بين تقنيتَي VSA وVPSA، إذ عند استخدام تقنية VSA، يتراوح الحد الأقصى لضغط التوصيل النموذجي في النافخ ما بين 200 و300 مللي بار (‎3-4 psi)، أما عند استخدام تقنية VPSA، فيتراوح ضغط التوصيل النموذجي في النافخ ما بين 300 و1000 مللي بار (‎4-15 psi). ويعني ذلك أن تقنية VPSA تستطيع توفير ضغط أكسجين أعلى.

وللتمكّن من إزالة جزيئات النيتروجين المحتبسة، تستخدم كلتا تقنيتَي VSA وVPSA مضخة تفريغ لإزالة النيتروجين المحتبس في الخطوة التي يُطلق عليها اسم إعادة التوليد من العملية، وفي كلتا التقنيتَين، تكون مستويات ضغط التفريغ نفسها.

وبالتالي، يكمن الفرق الأساسي بين توليد الأكسجين بتقنية VSA وتقنية VPSA في أن تقنية VSA تعمل على مستوى ضغط نافخ أدنى وتقنية VPSA تعمل على مستوى ضغط نافخ أعلى. من هنا، تُستخدم تقنية VSA عادةً للاستخدامات التي تتطلب مستوى نقاوة أقل، فيما تستطيع تقنية VPSA إنتاج أكسجين بمستوى نقاوة أعلى.

إذًا، ما المقصود بتقنية الامتزاز بالضغط المتأرجح (PSA)؟ تشبه تقنية PSA تقنية VPSA، إلا أنها أكثر بساطةً لأنها لا تشتمل على مضخة تفريغ. وبدلاً من استخدام نافخ، يتم استخدام ضاغط لتوفير هواء التغذية بضغط 7 بارات (‎100 psi) تقريبًا إلى طبقة الزيوليت. وبمجرد تشبع طبقة الزيوليت في المولد بتقنية PSA بالنيتروجين المحتبس، يتم تخفيض الضغط إلى مستوى الضغط الجوي ليتم انتزاز النيتروجين تلقائيًا من دون الحاجة إلى مضخة تفريغ، ما يخلف غاز أكسجين نقيًا. وبسبب استخدام ضاغط بدلاً من نافخ، يبلغ ضغط أكسجين التوصيل النموذجي 3,5 بارات (‎50 psi).