تصميم طبقة ماصّة من المنخل الجزيئي لتجفيف الإيثانول

تُعد المنخلات الجزيئية مادة ممتصة ممتازة للغازات والسوائل. ويساعد تنشيط المنخلات الجزيئية ذات التصميم المميز العديد من الأنظمة على إزالة الملوثات الغازية أو السائلة غير المرغوب فيها بفعالية. كما يمكنها فصل الغازات أو السوائل إلى مجموعات حسب الحجم الجزيئي. وتلعب المنخلات الجزيئية دورًا مهمًا في تقطير الإيثانول عند مستويات تتجاوز عتبة الأزيوتروبية البالغة 95.6 في المائة من الحجم، وذلك باستخدام المناخل الجزيئية الاصطناعية، يمكن الآن إجراء عملية تجفيف الإيثانول باستخدام تقنية محسّنة تتجاوز هذا الحد الأزيوتروبي.

سنقوم الآن بتحليل تفصيلي لتصاميم طبقة المادة الماصة ذات المنخل الجزيئي المستخدمة في تجفيف الإيثانول. فلنبدأ!

استخدام طبقة المنخل الجزيئي في عملية تجفيف الإيثانول

نفق فارغ مع إشارات توجيهية
المصدر:Unsplash

ما هو طبقة المنخل الجزيئي؟

3D What Images
المصدر:Unsplash

الـ مواد الزيوليت الاصطناعية تُعرف الثقوب ذات التصميم والحجم الدقيقين والمتجانسين باسم «المنخلات الجزيئية». وهذا يمكّنها من امتصاص الغازات والسوائل بناءً على حجم الجزيئات وتفضيلات النفاذية. والزيوليتات هي مواد صلبة بلورية عالية النفاذية توجد في الطبيعة وتنتمي إلى عائلة الألومينوسيليكات الكيميائية.

3A و4A و5A و13X هي التصنيفات الأربعة الرئيسية للمنخل الجزيئي. ويتم تحديد أبعاد مسام المنخل الجزيئي حسب النوع، الذي يتحدد بدوره بناءً على التركيب الكيميائي للجزيء. ويعمل المنخل الجزيئي عن طريق إذابة جزيئات الغاز أو السائل الأصغر من القطر الوظيفي لمسامه، ورفض الجزيئات الأكبر من حجم الثقوب.

ما هي وظيفة المنخل الجزيئي في عملية تجفيف الإيثانول؟

علامة استفهام
المصدر:Unsplash

لا يمكن لتقطير الإيثانول التقليدي أن يحقق سوى درجة نقاء تبلغ حوالي 96 في المائة من الإيثانول، حيث تشكل المياه نسبة الـ 4 في المائة المتبقية، وذلك بسبب المزيج الأزيوتروبي الذي يتكون عند مزجه مع الماء. ولكي يُعتبر الإيثانول صالحًا للاستخدام كوقود، يجب تجفيفه ليصل إلى درجة نقاء لا تقل عن 99.9%. يُستخدم منخل جزيئي من نوع 3A، المصمم خصيصًا بفتحات بحجم 3 أنجستروم، لامتصاص جزيئات الماء، في حين يتم استبعاد جزيئات الإيثانول الأكبر حجمًا، من أجل الوصول إلى هذه الدرجة من النقاء. هذا تنفيذ الإجراء بكفاءة يقوم بتجفيف الإيثانول إلى المستوى المطلوب من النقاء بحيث يمكن تصنيفه على أنه من فئة الوقود، وذلك لعدم وجود منافسة على الامتصاص.

خلال إجراءات الإنتاج، تتم مراقبة قطر المسام في كلتا جسيمتي المناخل الجزيئية بعناية. وللتحكم في حجم فتحة المسام، يمكن إجراء تبادل لأيونات الصوديوم والكالسيوم والبوتاسيوم داخل الجسيمات. وهذا يتيح امتصاص جزيئات الغاز والسائل بشكل تفضيلي. تخيل مرآبًا للسيارات: يبلغ ارتفاع سيارتك 7 أقدام، لكن سقف المرآب لا يزيد ارتفاعه عن 6 أقدام و8 بوصات. لن تتمكن من إدخال سيارتك إلى المرآب، مهما حاولت. ويعمل امتصاص الجسيمات في فتحات المنخل الجزيئي وفقًا لنفس المبدأ.

الأنواع الشائعة من المناخل الجزيئية المستخدمة في تجفيف الإيثانول

حاويات زرقاء عليها كتابة
المصدر:Unsplash

في العديد من الاستخدامات التجارية والغذائية، تتطلب عملية التجفيف باستخدام المنخل الجزيئي درجة عالية من النقاء. ويُعد النوع 3A من أكثر أنواع المناخل الجزيئية فعالية في تجفيف الإيثانول. ويتم توجيه بخار الإيثانول المائي عبر طبقة المنخل الجزيئي أثناء عملية تجفيف الإيثانول. وتقوم مسام المادة الماصة بامتصاص الماء أثناء مرور البخار عبر طبقة المنخل في الخطوة الأولى. وتستمر عملية الامتصاص حتى يتم امتصاص أكبر قدر ممكن من الماء من الأبخرة أو حتى يتشبع المنخل الجزيئي.

يتم نقل الماء من بخار الإيثانول الرطب إلى المنخل الجزيئي المنشط عبر منطقة أو نطاق يتم فيه خفض محتوى الرطوبة من مرحلة الإدخال إلى مرحلة التدفق الخارجي. وتحتوي هذه المنطقة الانتقالية الرئيسية على طبقة نشطة واحدة لعملية نقل التجفيف وأخرى للتجديد. استخدام بوابات قوية وأنظمة أتمتة، يتم التعامل مع حركة الانتقال من سرير إلى آخر وإدارتها. يمكن استخدام الإيثانول النقي كوقود في السيارات وفي تطبيقات أخرى بعد تجفيفه باستخدام المناخل الجزيئية.

ما هي الكمية التي يجب استخدامها من المنخل الجزيئي؟ 

آلة قديمة
المصدر:Unsplash

تتراوح قدرة التجفيف لدى المناخل الجزيئية بين 20% و25% من كتلتها الذاتية. لإجراء عملية إزالة الماء، يُسكب كمية من المناخل الجزيئية تعادل 3 إلى 4 أضعاف الكمية المتوقعة من المذيب العضوي، ويُقلب المزيج من حين لآخر لمدة 24 ساعة تقريبًا. 

التصميم الأكثر فعالية لطبقة المنخل الجزيئي لتجفيف الإيثانول

كتاب «Design Inn»
المصدر:Unsplash

يتأثر تصميم وآلية عمل المنخل الجزيئي بعدد من العوامل. وتُحدد سعة امتصاص المادة الملوثة بناءً على درجة الحرارة التشغيلية والضغط الجزئي، بالإضافة إلى نوع المنخل الجزيئي (3A، 4A، 5A، 13X). وتُعد القيود المتعلقة بمعدل التدفق وانخفاض الضغط، إلى جانب حجم الامتصاص، عوامل حاسمة في تحديد أفضل نمط للتدفق، وحركيات نقل الوزن، وبالتالي تصميم الحاوية.

كما يتأثر حجم الحاويات بأبعاد مسام المنخل الجزيئي، فضلاً عن ترتيب الطبقة (الذي يعتمد على سماكة المادة الماصة، وما إذا كانت تتكون من حبيبات عملاقة أو حبيبات صغيرة أو طبقة مقسمة). وسيتأثر انخفاض الضغط وتشتت التدفق، فضلاً عن متطلبات عملية التجديد، بنسبة القطر إلى الارتفاع المختارة.

هناك اثنان الخيارات التصميمية لمكون التجفيف: تصميمات متكاملة أو قائمة بذاتها، بناءً على معايير مادة الإيثانول المائية الخام وتوافر منشأة لتقطير الكحول.

1. التصميم المتكامل

التصميم المتكامل
المصدر:Unsplash

تُربط آلات التجفيف المتكاملة للمواد المُغذية البخارية بنظام التقطير، وتستقبل بخار الإيثانول المائي مباشرةً من برج التصحيح. ويُعاد إدخال تدفق التجديد، المعروف أيضًا باسم تيار التطهير، إلى عملية التقطير لاستعادة الإيثانول.

بالمقارنة مع الوحدات غير المقترنة، فإن أهم ما يميزها هو مزايا النظام المتكامل وهو ما يمثل انخفاضًا كبيرًا في استهلاك الطاقة. إن تقنية فوغلبوش المبتكرة والموفرة للطاقة، والتي تدمج عملية التجفيف مع أنظمة التقطير/التصحيح/التبخير، تقلل بشكل كبير من نفقات التشغيل.

يلزم ضغط أدنى يبلغ 0.5 بارغ للتغذية.

2. التصميم المستقل

مظلات متنوعة مع مظلة فريدة
المصدر:Unsplash

يتم تجفيف سائل الإيثانول المائي الناتج عن التخزين باستخدام نظام تغذية سائل مستقل معدات التجفيف. في عمود إعادة تدوير صغير جدًّا، يتم تبخير الإيثانول المائي. ويتم توجيه قناة التجديد، المعروفة أيضًا باسم تيار التطهير، إلى غرفة إعادة التدوير لاستخراج الإيثانول.

إن التصميم المناسب لنظام استعادة الحرارة، مع مراعاة معايير المواد الخام والمرافق، يقلل من استهلاك الطاقة في غرفة تجفيف الإيثانول.

مبدأ الإجراء

ملاحظات متنوعة على اللوحات
المصدر:Unsplash

تستخدم تقنية الامتصاص في عملية التجفيف باستخدام المنخل الجزيئي الزيوليت الصناعي، وهي مادة هشة ذات مسامية عالية. وتستند هذه الطريقة إلى حقيقة أن جاذبية الزيوليت للماء تتغير مع تغير الضغط. ويتم تحديد كمية الماء المحتبسة في الزيوليت بناءً على الضغط الجزئي للماء في المدخل، والذي يمكن تغييره عن طريق تغيير القوة.

عملية الامتصاص بالتأرجح الضغطي (PSA)

محطة معالجة مياه الصرف الصحي (PSA)
المصدر:بينتيريست

لا يحدث أي تكثف لأن طبقة المنخل الجزيئي يتم حقنها ببخار شديد السخونة. ويتدفق بخار الإيثانول عبر الطبقة بينما يتم امتصاص البخار في فتحات الزيوليت.

عندما يتشبع طبقة المنخل الجزيئي بالماء ويوشك على حدوث تسرب، يجب إعادة تنشيطها: ويتم إزالة الماء من سطح الزيوليت عن طريق خفض الضغط المفروض عليه.

أ الامتصاص بالتأرجح الضغطي يُستخدم نظام مزود بطبقتين من المنخل الجزيئي لتحقيق إنتاج ثابت. حيث تخضع إحدى الطبقتين لعملية التجفيف، بينما يتم تجديد الطبقة الأخرى تحت فراغ. ويتم خفض ضغط الطبقة طوال عملية التنشيط، ويتم إخراج الماء المُفصل من الطبقة مع الأبخرة الناتجة عن طبقة التجفيف الأخرى. ثم يتم إذابة هذا القناة الخاصة بالتطهير أو التجديد وضخها إلى وحدة التقطير لاستخراج الإيثانول.

الإجراء بأكمله آلي.

كيفية تحسين أداء وحدات التجفيف

علامة استفهام على الحائط
المصدر:Unsplash

تحسين عملية المنخل الجزيئي

سهم أزرق وأبيض يشير إلى الأعلى
المصدر:Unsplash
  • المبدأ الأول لتحسين عملية الامتصاص: درجة الحرارة والضغط المثاليان

النقطة التي لا مفر منها، استنادًا إلى قاعدتين أساسيتين للامتصاص، هي أنه يجب تشغيل الوحدة عند أقصى ضغط وأدنى درجة حرارة ممكنة. عند اختيار درجة الحرارة للتشغيل، يجب مراعاة أن هذه العملية تتم في المرحلة البخارية، مما يعني أن قناة التغذية لا يمكنها تغيير الحالة في أي مرحلة. ونتيجة لذلك، فإن أدنى درجة حرارة يمكن استخدامها هي تلك التي تزيد قليلاً عن مرحلة انتقالية. إن الحد الأقصى للضغط الذي يمكن للنظام تحمله، فضلاً عن كمية التسخين الزائد المتاحة، هما العاملان اللذان يحدان من قدرة الآلية.

يتم تحديد الضغط الأقصى بناءً على المواصفات التصميمية للحاوية والأنابيب والصمامات. أما درجة الغليان لمحلول الإيثانول/الماء فهي التي تحدد درجة الحرارة الدنيا. وتستند غالبية التصاميم إلى خليط أزيوتروبي من الماء والإيثانول، والذي يحتوي على حوالي 95% من الإيثانول. وفي الواقع، تعمل معظم المنشآت عند درجات حرارة أقل من درجة الغليان الأزيوتروبية، حيث تصل مستويات الإيثانول إلى 90%. لذا، يجب التحقق من درجة الغليان الحقيقية لأي تركيبة. يجب ضبط درجة حرارة البخار عند المدخل على 50 درجة فهرنهايت أو 10 درجات مئوية من السخونة الزائدة لضمان بقاء المادة في الحالة البخارية.

يمكن تحديد المعلمات المثالية لتحقيق أقصى قدر من الامتصاص من خلال تقييم هذه العوامل.

احسب الإعدادات القصوى لعملية إعادة التوليد باستخدام نفس نهج المنحنى الحراري. يجب عليك تحقيق أعلى مستوى ممكن من الفراغ داخل الحاوية عند درجة حرارة ثابتة. تُعرَّف السعة التشغيلية بأنها التمييز من حيث القدرة عند درجة حرارة ثابتة تقع بين أعلى ضغط ممكن وأدنى ضغط يمكن تصوره.

  • المبدأ الثاني لتحسين الامتصاص: السعة التشغيلية

يجب أن تُرفق ورقة المواصفات مع كل منخل جزيئي، وينبغي أن تذكر السعة المائية الساكنة. ونظرًا لأن جميع حبيبات المنخل 3A المُلتصقة تتمتع بسعة ساكنة تتراوح بين 18 و22 في المائة من الماء من حيث الكتلة، فإن ذلك لا يؤثر إلا تأثيرًا ضئيلًا على السعة التشغيلية الفعلية.

يُعد الحجم الثابت للمنخل الجزيئي مؤشراً عاماً مفيداً على درجة نقائه، لكن القدرة التشغيلية هي الأهم ضروري لتحقيق الأداء المطلوب. يُعرف الفرق في حجم الماء الموجود في المنخل الجزيئي عند درجة حرارة ثابتة بين ضغطي التشغيل، وهما ضغط الامتصاص وضغط التنشيط، بـ«السعة التشغيلية».

منطقة انتقال الكتلة هي المنطقة التي يتم فيها امتصاص الماء أو شطفه بشكل متعمد من المنخل الجزيئي خلال مرحلة الامتصاص أو إعادة التوليد في الحلقات. من الناحية النظرية، تتخذ منطقة نقل الكتلة شكل «تدفق سدادي»، أي رقاقة كروية تتحرك بشكل منتظم عبر قطر الطبقة. وفي الواقع، يشكل كل من تشتت البخار والاحتكاك بجدران الحاوية منطقة نقل الكتلة. ولتحقيق الاستفادة الكاملة من إنتاج المنخل الجزيئي، يُعد التشتت السليم أمرًا ضروريًا لتوزيع البخار بشكل مناسب.

العوامل التي تؤثر على القدرة على العمل

كلمة «التأثير» مرسومة على السكة
المصدر:Unsplash
  1. في ظل الظروف المحددة والضغط السائد، يجب أن تضمن درجة الحرارة الحفاظ المستمر على الحالة البخارية. ونظرًا لأن السائل يشكل عائقًا على السطح الخارجي للخرزة، فإن انتقال كتلة السائل إلى الوصلة البلورية يتعطل في الدوران ثنائي الطور. ويؤدي التوتر السطحي للسائل إلى صعوبة التخلص من الماء السائل عن طريق إعادة التبخير بعد أن يتكثف إلى الحالة السائلة.
  2. تشتت البخار عند مدخل الهواء. التناظر وسرعة منطقة انتقال الكتلة.
  3. ضمان تحقيق أقصى تباين ممكن بين ضغط المادة الماصة وضغط الشفط الخاص بالتجديد عند درجة حرارة ثابتة.
  4. الحجم المناسب للمنخل الجزيئي 3A.
  5. اطلب الحصول على نماذج لشهادات التقييم بالإضافة إلى أوراق المواصفات. قم بتقييم منتجات المناخل الجزيئية من مختلف الشركات المصنعة؛ فهي ليست جميعها متشابهة في التصنيع، وبالتالي لا تقدم نفس الأداء. تحقق من الخصائص مثل مقاومة الكسر، ومقاومة التآكل، وأبعاد الجسيمات التي توزعها، بالإضافة إلى المعرفة التقنية.

ما الذي يجب أخذاً في الاعتبار أيضًا؟

ما هي اللافتة الموجودة في الشارع
المصدر:Unsplash

تعتمد عملية إنتاج الإيثانول على نطاق واسع على المناخل الجزيئية. فهي تتيح تجفيف الإيثانول من درجة نقاء تبلغ 95% إلى درجة نقاء تبلغ حوالي 99.9%، وهي الدرجة المطلوبة لاستخدامه كمضاف للوقود. وتتطلب المناخل الجزيئية في محطات تجفيف الإيثانول، شأنها شأن جميع العمليات الأخرى في مصنع الإيثانول، عناية خاصة. الصيانة الوقائية، كما أن توخي الحذر أثناء عملية التشغيل، ومعرفة العوامل التي قد تسبب تلفًا طويل الأمد للخرزات والحاوية أو الصفيحة، كلها أمور أساسية. ولضمان عمر تشغيلي طويل ومستدام يصل إلى عشر سنوات، يتعين إجراء مراقبة وصيانة استباقية لخرزات الغربال. 

إن معرفة كيفية عمل حبيبات المنخل الجزيئي في إزالة الرطوبة واتباع بعض الإرشادات البسيطة سيساعد على إطالة عمرها الافتراضي. وبناءً على ذلك، يرجى مراعاة ما يلي:

1. تجنب تبليل الملاءة/السرير 

شخص يرتدي معطفًا بنيًا يرفع ذراعيه
المصدر:Unsplash

عند ضخ السائل إلى الحاوية وأثناء التشغيل، يجب توخي الحذر لضمان وصول تدفق العملية إلى الحالة البخارية وبقائه فيها. فإذا تكثف البخار وعاد إلى الحالة السائلة، فقد يكون لذلك تأثير كبير على ديناميات الانتقال الجماعي دخول الماء إلى الحاوية وخروجه منها، مما يؤدي إلى انخفاض السعة التشغيلية وإمكانية تلف الحبيبات. ونظرًا لخصائص التماسك الواضحة للماء، فعندما يصل تيار عملية في المرحلة السائلة إلى طبقة تجفيف الإيثانول، يمكن أن يشكل الماء طبقة فوق كل حبيبة، مما يؤدي فعليًّا إلى غمرها في الماء السائل. ويؤدي تغطية الحبيبات بالماء السائل إلى إبطاء أو منع امتصاص ملوثات المرحلة البخارية (الماء) من تيار منتج الإيثانول النقي المقصود بشكل كامل.

من الضروري توفير والحفاظ على تدفق التغذية عند أقصى ضغط مع درجة حرارة فائقة تبلغ 50 درجة فهرنهايت — أي 50 درجة فهرنهايت فوق درجة حرارة التكثيف — لتجنب ظهور جزيئات في الحالة السائلة خلال أي مرحلة من مراحل عملية التجفيف. وتبلغ درجة الحرارة الفائقة المثالية 50 درجة فهرنهايت، وهي درجة عالية بما يكفي لمنع البخار من العودة إلى الحالة السائلة، مع الحفاظ على انخفاضها بدرجة كافية حتى لا تقلل بشكل كبير من السعة التشغيلية لحبيبات الغربال داخل الحاوية. تتناسب السعة التشغيلية مع درجة الحرارة التشغيلية؛ حيث تتمتع حبيبات الغربال المعرضة لحرارة عالية بسعة تشغيلية أقل، ولذلك فإن الحرارة الزائدة طوال العملية أمر غير مرغوب فيه أيضًا. ومن الضروري أيضًا أن تكون الحاويات والأنابيب معزولة بشكل مناسب لمنع ظهور مناطق باردة أو تقلبات غير متحكم فيها في درجة الحرارة في تيار التغذية، خاصةً خلال الأشهر الباردة القاسية.

2. تجنب تجاوز السرعة الحرجة

لافتة توقف
المصدر:Unsplash

لحماية وحدات التجفيف وحبيبات الغربال الموجودة بداخلها، يجب تجنب السرعة الحرجة. فكل قطعة من المعدات في العملية لها حد أقصى للضغط يمكنها تحمله دون التعرض لأي ضرر. وعندما يكون معدل البخار في المصنع مرتفعًا بشكل مفرط، قد تتجاوز سرعة البخار عتبات السرعة الحرجة، مما يؤدي إلى صدور صوت يشبه الصراخ أو الصفير عالي النبرة. وعند تجاوز السرعة الحرجة، قد تتحطم الحبيبات وتتكسر، مما يؤدي إلى زيادة الغبار، وزيادة الحاجة إلى تعبئة الوحدات الطرفية، وتهديد القدرة التشغيلية العامة، وقد يستلزم الأمر في النهاية استبدالًا كاملاً لإعادة إنتاجية العملية.

3. لا ينبغي أن يتأرجح السرير

كتابة على الجدران باللون الأحمر
المصدر:Unsplash

لمنع تمدد ليفي، يجب الحفاظ بدقة على تنظيم السرعة المناسب داخل القاع لضمان عدم تجاوز سرعة التميع، وفقًا لما يحدده كل نظام على حدة. ويؤثر قطر الحبيبات، ومعدل التدفق، وكثافة البخار، وضغط الحاوية، ودرجة حرارة التيار الداخلي، جميعها على سرعة التميع. وعندما ترتفع الحبيبات وتظل معلقة في الهواء على رغوة من البخار — وهي عملية تُعرف بالتميع — يحدث تمدد ليفي. وعندما يتم تسييل الحبيبات، قد تحتك ببعضها البعض، مما يتسبب في تآكل كبير وتناثر الغبار والتكسر.

ونتيجة لذلك، يمكن أن تتسبب حبيبات الغربال المتكسرة في تدفق منطقة نقل الوزن عبر الطبقة، مما يؤدي إلى اختراق مبكر غير منتظم، ودوامة ردود فعل سلبية، وتدمير متكرر. ويمكن أن يحدث التميع الفوري — أو الارتداد الفعلي لحبيبات الغربال داخل الحاوية — نتيجة للتغيرات السريعة في الضغط الناجمة عن انسداد الصمامات أو الضغط غير المناسب للحاوية. ويُعرف هذا غالبًا باسم «ظاهرة الفشار».

إذا كنت ترغب في معرفة المزيد عن قدرات وحدات تجفيف الإيثانول المختلفة، فتحدث إلى أحد خبراء الغربال، مثل خبراء شركتنا «جالون». سيساعدونك في فهم أمور لم تكن على دراية بها في البداية بشأن الغربال الجزيئي، وسيحميونك بشكل أساسي من ارتكاب أي أخطاء. تحقق بانتظام من الأداء السليم للصمامات، ونظم ورش عمل للفريق، وشجع على التعليم المستمر بشأن إعدادات الضغط المناسبة، وركز على مزايا الفحوصات الدورية لتعزيز الفعالية والنجاح.

4. تجنب التلوث

تلوث
المصدر:Unsplash

يمكن للكربوهيدرات منخفضة الوزن الجزيئي، مثل الجلوكوز القابل للذوبان في الماء، وزيوت الفوزل، أن تغير بشكل كبير من كفاءة تشغيل وحدات تجفيف الإيثانول. وتُشتق الكربوهيدرات من الجلوكوز القابل للذوبان في الماء الذي يبقى في تيار العملية، إلى جانب ملوثات أخرى، على شكل مركبات ميسيلية تُنقل بعد ذلك إلى الطبقات. وفي عملية تُعرف باسم «التكويك»، تلتصق هذه الملوثات بالسطح الخارجي لحبيبات المنخل الجزيئي، مكونةً طبقة من الكوك، أو الكربوهيدرات المحترقة.

يظهر الكوك على شكل بقع داكنة على سطح الحبيبات، وقد يشكل في النهاية طبقة كاملة حول السطح، مما يجعل الحبيبات سوداء اللون. ويمنع طلاء الكوك الأبخرة من الوصول إلى القنوات الدقيقة داخل كل حبيبة، مما يحول دون امتصاص الماء بواسطة حبيبات المنخل الجزيئي، ويؤدي ذلك إلى انخفاض كبير في الأداء التشغيلي والفعالية.

يُعد تركيب وسادات إزالة الضباب أو فواصل التجميع بين المبخر ووحدة التجفيف أبسط طريقة لتقليل الهيدروكربونات — مثل الجلوكوز والوقود والشوائب الأخرى. وتتمثل هذه المرشحات أساسًا في صفائح من الصوف الفولاذي تعمل على احتجاز الملوثات وتنقية تيار البخار أثناء مروره. وللحد بشكل كبير من حدوث تكوّن الكوك والحفاظ على السعة التشغيلية ومعدل نقل الوزن داخل الحاويات، يجب على فرق الصيانة الاستباقية فحص فتحة التصريف الموجودة في قاعدة المرشح وإصلاحها حسب الحاجة بعد التركيب. 

5. انتبه لمستوى الأس (pH)

مخططات درجة الحموضة
المصدر:بينتيريست

تم تطوير المنخل الجزيئي 3A خصيصًا لتجفيف الإيثانول، ويحتوي على مسام بلورية يبلغ قطرها حوالي ثلاثة أنغستروم. وبالنظر إلى أن قطر جزيئات الماء يبلغ حوالي 2.8 أنغستروم وقطر جزيئات الإيثانول يبلغ حوالي 3.6 أنغستروم، فإن هذا المنخل مناسب لتخليق الإيثانول. يمكن لجزيئات الماء أن تمر عبر بلورات 3A وتُحتجز فيها، أما جزيئات الإيثانول فهي أكبر من أن يتم امتصاصها، لذا ترتد عنها.

عندما تتعرض حبيبات المنخل الجزيئي لدرجة حموضة عالية (pH)، يحدث تبادل أيوني يؤدي إلى تحويل بلورات المنخل 3A إلى بلورات منخل 4A أو أكبر، مما يسمح بامتصاص جزيئات الإيثانول إلى جانب الماء ويقلل من السعة.

ستتفكك حبيبات الغربال وتتكتل إذا تعرضت لتيار تغذية ذي درجة حموضة منخفضة جدًّا. ولتجنب انتقال الأيونات أو انصهار حبيبات الغربال، يجب أن يتراوح الرقم الهيدروجيني لتيار التغذية الأمثل بين 4.5 و9.0. ويجب على الفنيين إيلاء مزيد من الاهتمام أثناء الصيانة الوقائية لضمان شطف المواد الكيميائية المستخدمة في التنظيف في الموقع، مثل حمض الكبريتيك أو الصودا الكاوية (هيدروكسيد الصوديوم)، شطفًا تامًا وعدم السماح لها بالمرور عبر حاويات الغربال.

خلاصة القول

يحتل المنخل الجزيئي مكانة مركزية في معظم العمليات التصنيعية، ويؤدي دورًا حيويًّا في تعزيز نقاء معظم المنتجات الصناعية، بما في ذلك الإيثانول كما يتضح في هذا المنشور. ورغم أن فعالية المنخل الجزيئي المستخدم أمر مهم، إلا أنه يجب عليك أيضًا مراعاة جودته. هناك العديد من الموردين في السوق، ولكن فقط جالون يضمن لك الحصول على جودة تليق بما تدفعه. اتصل بنا وسنكون أكثر من سعداء بتزويدكم بالمنخل الجزيئي بأعلى جودة. ونحن قادرون على تلبية الطلبات على المدى القصير والطويل على حد سواء، لذا لا داعي للقلق بشأن التوقيت. والأهم من ذلك، أننا نشحن منتجاتنا إلى جميع أنحاء العالم. 

مشاركة:

جدول المحتويات

المزيد من المنشورات

المحفزات البتروكيماوية: الأنواع، والاستخدامات في المصافي، واختيارها، والسيطرة على الأعطال

تتحكم المحفزات البتروكيماوية في معدل وانتقائية العديد من التفاعلات المستخدمة لتحويل مكونات النفط الخام والهيدروكربونات الخفيفة إلى وقود، وأوليفينات، ومركبات عطرية، ومواد أولية للبوليمرات.

هل تحتاج إلى حل يعتمد على المنخل الجزيئي؟

منخلات جزيئية من نوع «جالون جلود» تُستخدم في تجفيف الإلكتروليتات

تهدف هذه الرسالة إلى إعلامكم بأننا قمنا بتقييم منتج «المنخل الجزيئي JLOED 3.0-5.0 MM» من شركة Luoyang Jalon Micro-nano New Materials Co., Ltd لتجفيف المذيبات العضوية الخاصة بنا المستخدمة في إنتاج إلكتروليت بطاريات أيونات الليثيوم. وقد استوفت المذيبات العضوية الناتجة، التي خضعت لعملية المعالجة باستخدام منتج "المنخل الجزيئي JLOED 3.0-5.0 MM" في منشأة البحث والتطوير والإنتاج التابعة لنا والواقعة في مدينة تشيكو، بولاية كاليفورنيا، الولايات المتحدة الأمريكية، مواصفاتنا حيث أظهرت محتوى رطوبة منخفضًا للغاية، أقل من 10 جزء في المليون. وقد استوفى هذا المنتج من "المنخل الجزيئي" متطلبات الجودة لدينا، ونوصي بشدة باستخدامه في صناعة بطاريات أيونات الليثيوم لتجفيف المذيبات العضوية. كما نقدر الدعم الفني الذي قدمته الشركة.

الطاقة النانوتكنولوجية

المنتجات ذات الصلة
مشروع وحدة فصل الهواء بالتبريد
شركة يونتيان هوا يونايتد كوميرس المحدودة — مشروع وحدة فصل الهواء بالتبريد السائل بسعة 52000 نيوتن متر مكعب

تُستخدم المناخل الجزيئية من سلسلة JLPM التي تنتجها شركة لويانغ جالون للمواد الدقيقة والنانوية المحدودة بشكل أساسي في التجفيف المبرد للغازات الصناعية العامة. ويقوم نظام التنقية في وحدة فصل الهواء بإزالة H₂O وCO₂، بالإضافة إلى إزالة الكبريت من الغاز الطبيعي والهيدروكربونات الأخرى (إزالة H₂S والمركابتانات) وCO₂.

 

ومن الجدير بالذكر أن شركة «يونتيانهوا يونايتد كوميرس» المحدودة تنفذ مشروع وحدة فصل الهواء المبرد بسعة 52000 نيوتن متر مكعب. وتتميز طريقة تصميم وتصنيع وحدة فصل الهواء، من خلال جهاز الامتصاص، بتصميم التدفق الشعاعي الرأسي، وتبلغ سعة المعالجة 311352 نيوتن متر مكعب في الساعة، وعند ضغط امتصاص يبلغ 5.13 بار (A)، يتم تحميل المنخل الجزيئي عالي الكفاءة من طراز JLPM3 الذي تنتجه شركتنا بوزن 92 طنًا، بالإضافة إلى 107 أطنان من الألومينا المنشطة، مما يضمن أن محتوى ثاني أكسيد الكربون في الهواء يبلغ في المتوسط 1000 جزء في المليون (2000 جزء في المليون)، مع تشغيل فوري ومستقر للمعدات، وتصدير ثاني أكسيد الكربون عبر المنخل الجزيئي بأقل من 0.1 جزء في المليون.

المنخل الجزيئي عالي الأداء من الجيل الخامس JLPM1 هو منخل جزيئي متطور يُستخدم في وحدة التنقية المسبقة (APPU) لمعدات فصل الهواء. وبالمقارنة مع الأجيال السابقة، يتميز المنخل الجزيئي عالي الأداء من الجيل الخامس JLPM1 بقدرة محسّنة بشكل ملحوظ على امتصاص ثاني أكسيد الكربون؛ وسيوفر هذا المنخل الجزيئي عالي الأداء من الجيل الخامس JLPM1 فوائد متعددة لمصممي ومشغلي أنظمة فصل الهواء. بالنسبة لتصميم محطة فصل الهواء الجديدة، فإن استخدام المنخل الجزيئي عالي الأداء من الجيل الخامس JLPM1 يمكن أن يجعل عملية فصل الهواء تشغل مساحة أصغر، مما يقلل من تكاليف الاستثمار في المعدات وتكاليف التشغيل. كما يمكن استخدام المنخل الجزيئي عالي الأداء من الجيل الخامس JLPM1 في تحديث المعدات القديمة، مما يقلل من استهلاك الطاقة أو يحسن من قدرة معالجة فصل الهواء.

المنتجات ذات الصلة
شركة تشوهاي يويوفنغ للحديد والصلب المحدودة: مشروع إنتاج الأكسجين بتقنية الامتصاص بالتأرجح الضغطي (VPSA) بقدرة 30000 نيوتن متر مكعب في الساعة

يُعد المنخل الجزيئي للأكسجين مادة مهمة لضمان عمل معدات إنتاج الأكسجين بتقنية VPSA. ويُعد هذا المشروع مثالاً ناجحاً آخر على كفاءة المنخل الجزيئي للأكسجين عالي الكفاءة من نوع الليثيوم JLOX-103 الذي ننتجه.

 

تم بنجاح تشغيل مشروع إنتاج الأكسجين بتقنية الامتصاص بالتأرجح الضغطي (VPSA) بسعة 30000 نيمتير مكعب/ساعة، التابع لشركة تشوهاي يويوفنغ للحديد والصلب المحدودة، والذي قامت شركة CSSC هوانغانغ للمعادن الثمينة المحدودة بتصميمه وبنائه، وذلك في 27 يونيو 2019. وحتى 29 مايو 2020، ظل الجهاز يعمل بثبات لمدة 11 شهراً، وتفوقت جميع مؤشرات الأداء على المؤشرات التصميمية. وقد حظي المشروع بتقدير وإشادة كبيرين من العملاء، وحقق عائداً تراكمياً يبلغ 150 مليون يوان سنوياً للشركة. وفي الوقت نفسه، حقق المشروع إنتاجاً ذكياً للأكسجين، والتحكم عبر الأجهزة المحمولة، والمراقبة عن بُعد لتوجيه الإنتاج، مما ساعد على تحقيق التطور الأخضر والذكي للصناعة.

 

يستخدم المشروع 4 مجموعات من مولدات الأكسجين التي تعمل بتقنية الامتصاص بالتأرجح الضغطي (VPSA) بشكل متوازٍ. وقد صُممت كل مجموعة من هذه الأجهزة لإنتاج 7500 نيوتن متر مكعب/ساعة من الأكسجين بنقاوة 801 TP3T. وهي مملوءة بـ 68 طنًا من المنخل الجزيئي للأكسجين عالي الكفاءة من نوع الليثيوم JLOX-103 الخاص بشركتنا (شركة لويانغ جالون للمواد الدقيقة والنانوية الجديدة المحدودة)، ويصل إنتاج الأكسجين الفعلي إلى 7650 نيوتن متر مكعب في الساعة، وتزيد نسبة تركيز الأكسجين عن 82.31 TP3T. تم تزويد المجموعات الأربع من المعدات في هذا المشروع بـ 272 طنًا من المنخل الجزيئي للأكسجين JLOX-103 الخاص بنا، ويبلغ إجمالي إنتاج الأكسجين أكثر من 30000 نيوتن متر مكعب في الساعة.

 

يُعد المنخل الجزيئي للأكسجين مادةً مهمة لضمان تشغيل معدات إنتاج الأكسجين بتقنية VPSA. ويُعد هذا المشروع مثالاً ناجحاً آخر على استخدام المنخل الجزيئي للأكسجين عالي الكفاءة من نوع الليثيوم JLOX-103 الذي تنتجه شركتنا.

تُعد المنخل الجزيئي عالي الكفاءة لتوليد الأكسجين من سلسلة JLOX-100، الذي تنتجه شركة لويانغ جالون للمواد الدقيقة والنانوية المحدودة، بلورة ألومينوسيليكات الليثيوم من النوع X، وهو منخل جزيئي لتوليد الأكسجين يرقى إلى المستوى المتقدم عالميًا. يستخدم على نطاق واسع في: صناعة الحديد والصلب، والمعادن غير الحديدية، والصناعة الكيميائية، وتحويل الأفران لتوفير الطاقة، وحماية البيئة، وصناعة الورق، وتربية الأحياء المائية، والرعاية الطبية، وغيرها من الصناعات.

المنتجات ذات الصلة