النيتروجين: المقصود به وأماكن استخدامه
21 أبريل, 2022
يتوافر النيتروجين في كل مكان من حولنا. وهو المكون الأكبر للهواء الذي نتنفسه لكننا لا نستخدمه. وفي هذا المقال، سنتناول بعض الأغراض المتعددة التي يمكن استخدامه فيها.
توليد الغاز مولد النيتروجين الغشائي التقنيات Compressed Air Wiki النيتروجين الامتزاز بالضغط المتأرجح النيتروجين بتقنية الامتزاز بالضغط المتأرجح (PSA) النظرية الأساسية
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.
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 الكربونcarbon molecular sieves . 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).
هذا التدفق ضروري لإخراج الأكسجين الذي تم التقاطه في مرحلة الامتزاز السابقة للبرج B. عن طريق تحرير الضغط في البرج B، تفقد مناخل الكربون الجزيئية carbon molecular sieves قدرتها على الاحتفاظ بجزيئات الأكسجين التي ستنفصل عن المناخل وتنجر بعيدًا في العادم عبر تدفق النيتروجين الصغير القادم من البرج A. ومن خلال القيام بذلك، يتيح النظام المجال لجزيئات الأكسجين الجديدة لتتعلق بالمناخل في مرحلة الامتزاز التالية. نطلق على عملية "التنظيف" هذه اسم إعادة توليد البرج المشبع بالأكسجين.
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.
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.
|
الامتزاز بالضغط المتأرجح (PSA) |
غشائي MEMBRANE |
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 |
منخفض |
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) |
منخفضة للغاية |
الوزن |
متوسط |
منخفض |
21 أبريل, 2022
يتوافر النيتروجين في كل مكان من حولنا. وهو المكون الأكبر للهواء الذي نتنفسه لكننا لا نستخدمه. وفي هذا المقال، سنتناول بعض الأغراض المتعددة التي يمكن استخدامه فيها.
21 أبريل, 2022
يمكن توليد النيتروجين في الموقع باستخدام المولدات الغشائية. تعتمد هذه الماكينات على مبدأ عمل بسيط للغاية. تعرّف على المزيد.