مولد الأوكسجين الصناعي

مولد الأكسجين الصناعي، المعروف أيضًا باسم مُكثِّف الأكسجين أو نظام مُكثِّف الأكسجين، عبارة عن معدات مصممة خصيصًا تستخدم لإنتاج الأكسجين عالي النقاء من الهواء المحيط. إنه ضروري في التطبيقات الصناعية المختلفة التي تتطلب إمدادات مستقرة وموثوقة من الأكسجين. إنه يفصل الأكسجين عن النيتروجين والغازات الأخرى بشكل فعال من خلال التكنولوجيا المتقدمة، وبالتالي تلبية الطلب عالي الجودة على الأكسجين في صناعات مثل إنتاج الصلب، وتصنيع الزجاج، والتفاعلات الكيميائية، وما إلى ذلك.

الامتزاز المتأرجح بالضغط (PSA) هو عملية فصل الامتزاز تستخدم على نطاق واسع في المجال الصناعي. تستخدم هذه العملية خصائص الامتزاز الانتقائية للمواد الصلبة المسامية تحت ظروف ضغط مختلفة لتحقيق فصل الغاز. على وجه التحديد، عند الضغوط العالية، تمتص المواد الصلبة المسامية بشكل انتقائي مكونات غازية محددة لتحقيق فصل الغاز؛ عند ضغوط منخفضة، يتم امتصاص مكونات الغاز الممتزة، مما يسمح بتجديد المادة المازة.

عندما يتم استخدام هذه العملية لإنتاج الأكسجين، فإننا نسميها عملية إنتاج الأكسجين بامتصاص الضغط المتأرجح. ويمكن تلخيص الخطوات الأساسية لهذه العملية على النحو التالي: أولا، يتم ضغط الهواء النظيف بواسطة منفاخ، ومن ثم يتم إرسال الهواء المضغوط إلى برج الامتزاز. في برج الامتزاز، سيتم امتصاص غازات الشوائب مثل H₂O (بخار الماء)، CO₂ (ثاني أكسيد الكربون) وN₂ (النيتروجين) في الهواء بواسطة الممتز، بينما سوف يخترق الأكسجين الطبقة الممتزة. بعد ذلك، سوف يدخل الأكسجين الذي يخترق الطبقة الممتزة إلى الخزان العازل لتثبيت الضغط ويتم إرساله أخيرًا إلى نقطة الغاز للاستخدام. عندما تمتز المادة المازة إلى درجة معينة، يتم إخلاء الغاز الموجود في برج الامتزاز بواسطة مضخة تفريغ لتحقيق تجديد المادة المازة.

بالمقارنة مع عملية فصل الهواء التقليدية، فإن عملية إنتاج الأكسجين بامتصاص الضغط المتأرجح تعمل عند درجة حرارة وضغط عاديين ولها عامل أمان أعلى. إن تدفق العملية بسيط نسبيًا، أي ما يعادل قسمين فقط من ضاغط الهواء والمنخل الجزيئي في العملية المبردة. نظرًا لاستخدام المعدات الكهروميكانيكية التقليدية وعدد المعدات الصغير، أصبحت الصيانة أيضًا أسهل وأسرع. بالإضافة إلى ذلك، فإن عملية إنتاج الأكسجين بامتصاص الضغط المتأرجح ليست أكثر توفيرًا للطاقة فحسب، بل لها أيضًا متطلبات أقل للأشغال العامة. لا يتم إنتاج أي مواد ضارة أثناء عملية الإنتاج، وهو ما يلبي متطلبات الهدف الحالي "الكربون المزدوج".

تتجنب عملية إنتاج الأكسجين بامتصاص الضغط المتأرجح أيضًا عملية التشغيل القاسية والطويلة في عملية فصل الهواء التقليدية، ويمكنها ضبط الإخراج والنقاء تلقائيًا، ويمكن أن تحقق وضع التشغيل غير المراقب. وقت بدء التشغيل والتوقف قصير جدًا، وعادةً ما يمكن توصيل الأكسجين خلال 20 دقيقة. بالإضافة إلى ذلك، فإن دورة تصنيع المعدات لهذه العملية قصيرة، كما أن وتيرة البناء الهندسي سريعة جدًا أيضًا.

من أجل ضمان استمرارية إنتاج الأكسجين، فإن جهاز إنتاج الأكسجين بامتصاص الضغط المتأرجح عادة ما يعتمد عملية برجين. في عملية البرجين، عندما يقوم أحد البرجين بعملية الامتزاز، فإن البرج الآخر يتم تجديده، ويتم تشغيل البرجين بالتناوب لتحقيق إمداد مستمر ومستقر للأكسجين. كما هو مبين في الشكل 1، يمكن أن يصل حجم جهاز المعالجة الصناعي ذو البرجين إلى 7500 متر مكعب/ساعة، وهو ما يمكنه تلبية احتياجات الأكسجين الصناعي على نطاق واسع.