وسائط امتصاص من نوع المنخل الجزيئي الزيوليت لمحطة إنتاج الأكسجين

في الوقت الحالي، يُستخدم الزيوليت بشكل كبير في محطات إنتاج الأكسجين الزيوليت من نوع الليثيوم المنخل الجزيئي و زيوليت الصوديوم منخل جزيئي من الدرجة الأولى بتقنية PSA أو VPSA.

إنتاج منخل الأكسجين الطبي من الزيوليت الحبيبي

يُعد المنخل الجزيئي مادة ماصة حاسمة في تكنولوجيا فصل الهواء وإنتاج الأكسجين عن طريق الامتصاص بالتأرجح الضغطي. يمكن للجزيئات التي يقل قطرها الجزيئي عن مسام منخل الزيوليت الجزيئي أن تدخل هذه المسام، لكنها لا تزال قادرة على الاستفادة من الاختلافات في القطبية الجزيئية، وعدم التشبع، ومعدلات الاستقطاب، والفرق في قوة الامتصاص ومعدل الانتشار الناتج عن التكوين المكاني، وما إلى ذلك، لفصل جزيئات الغاز. ويعود السبب في ذلك إلى أن الزيوليت، المكون من الكاتيونات والهيكل السيليكو-ألومينيوم ذي الشحنة السالبة، هو في حد ذاته مادة قطبية، قادرة على استقطاب الجزيئات من خلال الحث الكهروستاتيكي. ولذلك، كلما زادت قطبية الجزيئات، أو زادت سهولة استقطابها، زادت سهولة امتصاصها.

يتميز المنخل الجزيئي الزيوليت بقدرة امتصاص عالية عند تركيزات منخفضة للمادة الممتصة (أو عند درجات حرارة امتصاص عالية). والسبب في ذلك هو أن خصائص الامتصاص الخاصة به تختلف عن غيره من المواد الممتصة. على سبيل المثال، تعتمد قوة الامتصاص للكربون المنشط على قوى التشتت، في حين أن المنخل الجزيئي للزيوليت لا يعتمد فقط على قوى التشتت بل يتمتع أيضًا بقوة كهروستاتيكية كبيرة. ونظرًا لأن التجويف البلوري للمنخل الجزيئي للزيوليت يحتوي على كاتيونات، والأكسجين الموجود فيه مشحون بشحنة سالبة، فإن ذلك يؤدي إلى توليد مجال كهربائي موجب محلي قوي حول الكاتيونات. وبفضل التأثير المشترك لهذين العاملين، يتمتع المنخل الجزيئي للزيوليت بقدرة امتصاص قوية بشكل خاص.

يُعد الامتصاص بالتأرجح الضغطي (PSA) تقنية حديثة وناشئة لفصل الغازات في الصناعة خلال العقود الأخيرة. لنأخذ المنخل الجزيئي الماص كمثال. فهي تستخدم الهواء كمواد خام، وتستخدم مادة ماصة صلبة عالية الكفاءة وذات انتقائية عالية في ظل ظروف معينة من الضغط والدوران. وبناءً على الاختلاف في توازن الامتصاص وسلوكه ومعدل الامتصاص، بالإضافة إلى أداء الامتصاص الانتقائي للنيتروجين والأكسجين، يتم تنفيذ دورة سريعة من الامتصاص والتحرير لتحقيق هدف فصل الغازات وإعادة تدوير المادة الماصة.

تشمل المجالات الرئيسية لتطبيق الامتصاص بالتأرجح الضغطي الجوانب التالية: تنقية الهواء، وفصل الهواء باستخدام الامتصاص بالتأرجح الضغطي لإنتاج الأكسجين، وفصل الهواء باستخدام الامتصاص بالتأرجح الضغطي لإنتاج النيتروجين، والامتصاص بالتأرجح الضغطي لإنتاج الهيدروجين، واستخدام الامتصاص بالتأرجح الضغطي لتحويل مصانع الأسمدة، واستخلاص ثاني أكسيد الكربون من مصدر غاز غني به.

ومن بينها، أصبح استخدام تقنية الامتصاص المتأرجح بالضغط لإنتاج الأكسجين أكثر انتشارًا. ولا يقتصر هذا الاستخدام على عدد قليل من الصناعات مثل صناعة المعادن والصناعات الكيميائية، بل له أيضًا عدد كبير من التطبيقات في مجالات الطب، والأغذية، وصناعة الورق، وحماية البيئة، وتربية الأحياء المائية، والرعاية الصحية المنزلية، وغيرها من الصناعات.

ينقسم إنتاج الأكسجين بطريقة الامتصاص بالتأرجح الضغطي إلى الفئات الثلاث التالية:

إنتاج الأكسجين بتقنية VPSA (100 م³/ساعة - 7500 م³/ساعة)، ضغط الامتصاص حوالي 40 كيلو باسكال، وضغط التفريغ حوالي 50 كيلو باسكال.

إنتاج الأكسجين بتقنية PSA (1 م³/ساعة - 200 م³/ساعة)، ضغط الامتصاص حوالي 5 كجم، وفك الامتصاص بالضغط الجوي

طريقة الامتصاص السريع (1 لتر/دقيقة - 20 لتر/دقيقة)، ضغط الامتصاص حوالي 2 كجم، إزالة الامتصاص بالضغط الجوي

مزايا تطبيق الامتصاص بالتأرجح الضغطي

يتميز الامتصاص بالتأرجح الضغطي بوقت دورة قصير، واستهلاك منخفض للطاقة عند التشغيل في درجة الحرارة العادية، واستثمار منخفض، وسهولة التحكم الآلي.

وتتجلى مزاياها الرئيسية في:

1. استهلاك منخفض للطاقة؛ حيث لا يستهلك سوى قدر كبير من الطاقة عند ضغط الهواء فقط. وبشكل عام، يكون ضغط نظام PSA أقل من 0.2-0.6 ميجا باسكال، بينما يقل ضغط نظام VPSA عن 0.06 ميجا باسكال، كما أن استهلاك الطاقة في نظام VPSA أقل بكثير من نظام PSA. ولا يتطلب تجديد المادة الماصة أي تسخين، بل يقتصر على القليل من الطاقة التي توفرها مضخة تفريغ صغيرة. يبلغ استهلاك الطاقة في إنتاج الأكسجين بتقنية VPSA أقل من 0.41 كيلوواط ساعة/م³، بينما يتراوح استهلاك الطاقة في إنتاج النيتروجين بين 0.27 و0.31 كيلوواط ساعة/م³، ويبلغ استهلاك الطاقة في إنتاج الهيدروجين من غاز أفران فحم الكوك 0.5 كيلوواط ساعة/م³.

2. قدرة جيدة على التكيف؛ حيث يمكن تعديل جهاز الامتصاص بالتأرجح الضغطي بشكل طفيف لتغيير الطاقة الإنتاجية، أو تغيير محتوى الشوائب في الغاز الخام، أو تعديل ظروف العملية مثل ضغط المدخل.

3. يتميز المُمتص بعمر خدمة طويل. وبشكل عام، يمكن استخدامه لأكثر من عشر سنوات، ويمكن إطالة عمره بإضافة كمية قليلة من المُمتص الجديد، مع وقت صيانة أقل ومعدل تشغيل عالٍ.

4. يمكن أتمتتها.

5. يمكن للجهاز أن يعمل في الهواء الطلق عند درجة حرارة الغرفة، دون الحاجة إلى عزل أو تدفئة أو تبريد. وباستثناء عدادات التعزيز ذات الجهد المنخفض، لا يوجد أي استهلاك للبخار أو الماء أو الكهرباء. ويُعد الامتصاص بالتأرجح الضغطي ذا أهمية كبيرة في خفض الاستثمارات الصناعية واستهلاك الطاقة.

منخل الأكسجين الطبي الحبيبي تتميز المناخل الجزيئية من سلسلة JLOX-100 وسلسلة JLOX-500 التي تنتجها شركة جيانلونغ بأداء متميز في مجال الامتصاص بالتأرجح الضغطي.

يُعد المنخل الجزيئي عالي الكفاءة من سلسلة JLOX-500 المخصص لتوليد الأكسجين نوعًا جديدًا من المنخل الجزيئي من النوع X، ويُستخدم بشكل أساسي في عملية توليد الأكسجين عن طريق الامتصاص المتأرجح للضغط، والتي تعتمد على الامتصاص تحت الضغط والتفريغ في الضغط الجوي. ويتميز بقدرة عالية على امتصاص النيتروجين ومعامل فصل ممتاز بين النيتروجين والأكسجين.

تُستخدم المناخل الجزيئية عالية الكفاءة لتوليد الأكسجين من سلسلة JLOX-500 بشكل أساسي في أجهزة توليد الأكسجين التي تعمل بتقنية الامتصاص المتأرجح بالضغط (PSA). وتتميز هذه المناخل بنقاوة عالية للأكسجين، ومعدل إنتاج مرتفع للأكسجين، ومعدل امتصاص سريع، وعمر تشغيلي طويل. وهي أفضل بديل للمنخل الجزيئي 5A (Ca A) المستخدم في توليد الأكسجين. تُستخدم منتجات JLOX-500 بشكل أساسي في إنتاج الأكسجين الصناعي بتقنية PSA وأنظمة إمداد الأكسجين في المراكز الطبية. المنتج JLOX-501 هو منخل جزيئي مخصص لمولدات الأكسجين الطبية (المنزلية) التي تعمل بتقنية PSA ومولدات الأكسجين الصغيرة.

سلسلة JLOX-100 من المناخل الجزيئية عالية الكفاءة لإنتاج الأكسجين هي بلورات ألومينوسيليكات الليثيوم من النوع X، وهي من المناخل الجزيئية لإنتاج الأكسجين التي تبلغ مستوى متقدمًا على الصعيد الدولي. وتستخدم على نطاق واسع في صناعة الصلب، والمعادن غير الحديدية، والصناعة الكيميائية، وتحويل الأفران لتوفير الطاقة، وحماية البيئة، وصناعة الورق، وتربية الأحياء المائية، والرعاية الطبية، وغيرها من الصناعات.

تُستخدم سلسلة JLOX-100 من المنخل الجزيئي للأكسجين عالي الكفاءة بشكل رئيسي في أجهزة توليد الأكسجين التي تعمل بنظام الامتصاص المتأرجح بالضغط. وتتميز هذه السلسلة بقدرة امتصاص كبيرة، ومعامل فصل عالٍ بين النيتروجين والأكسجين، وسهولة في عملية إزالة الامتصاص. وتبلغ قدرتها على امتصاص النيتروجين حوالي ضعف قدرة المنخل الجزيئي للأكسجين من النوع A. وفي الوقت نفسه، يتمتع المنخل الجزيئي الغني بالأكسجين من سلسلة JLOX-100 بمقاومة جيدة للتآكل وعمر تشغيلي طويل. لذلك، فإن استخدام المنخل الجزيئي الغني بالأكسجين من سلسلة JLOX-100 لإنتاج الأكسجين يمكن أن يقلل بشكل كبير من استهلاك الطاقة في عملية إنتاج الأكسجين وتكلفة تشغيل الجهاز

، تحسين الكفاءة الاقتصادية. منتج JLOX-101 هو منخل جزيئي للأكسجين عالي الكفاءة يُستخدم في مولدات الأكسجين الطبية (المنزلية) الصغيرة المتطورة.

تتخصص شركة «جالون» الصينية للبحث والإنتاج في البحث عن المناخل الجزيئية المختلفة وتصنيعها وبيعها وتقديم خدمات الصيانة لها.

تقدم شركة JALON فئات من المنتجات تستند إلى أربع تقنيات قائمة، وهي: المنخل الجزيئي، ومسحوق الزيوليت، ومسحوق الزيوليت المنشط، والألومينا المنشطة.

يتمثل مجال العمل الرئيسي للشركة في تطوير وإنتاج منتجات المناخل الجزيئية المناسبة لأنظمة فصل الغاز الحديثة عالية التقنية.

تُوزَّع منتجات ومشاريع شركة «جالون» في الولايات المتحدة وألمانيا وفرنسا وكوريا الجنوبية واليابان والعديد من دول العالم. وتمتلك «جالون» شبكة عملاء شاملة. وتستفيد الشركات الرائدة العاملة في مجالات إنتاج النفط والغاز، وتصنيع الآلات، وصناعة الأغذية، والفحم، والكيماويات، والبتروكيماويات، وغيرها من الصناعات، من خدمات «جالون».

لمزيد من المعلومات، يرجى زيارة jalonzeolite.com.