امتزاز تأرجح الضغط

من أرابيكا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى التنقل اذهب إلى البحث

امتزاز تأرجح الضغط[1] أو الامتزاز بالضغط المتأرجح تقنية تُستخدم لفصل بعض أنواع الغازات عن خليط مضغوط من الغازات، حسب مميّزات جزيئات النوع المطلوب وألفتها للمادة الماصة. وتعمل التقنية عند درجات حرارة تقارب الطبيعية، فتختلف بذلك عن تقنيات فصل الغازات بالتقطير ذي التبريد العميق.

تُستخدم مواد ذات خصائص ماصّة - مثل أحجار الزيولايت - كمصافي للجزيئات، فتمتصّ تفضيليًّا النوع المستهدف حال توفّر ضغط مرتفع. ثمّ يُأرجح الضغط في الفصل الثاني من العملية إلى ضغط منخفض فتنتزّ المادّة الممتصّة.

رسم بياني لعملية امتزاز بالضغط المتأرجح

المعلاج

تعتمد معاليج «الامتزاز بالضغط المتأرجح» على ظاهرة اجتذاب جزيئات الغاز إلى الأسطح الصّلبة (امتزازها) إذا كان الضّغط مرتفعًا - فكلّما ارتفع الضّغط، كلّما ازداد امتزاز الغاز، وكلّما انخفض الضّغط، كلّما ازداد انتزاز الغاز - ويختلف معدل الامتزاز عند نفس درجة الضّغط باختلاف نوع الغاز.

وباستخدام حاويتَيْن يُمكن إنتاج الغاز المستهدف باستمرار، ويُمَكّن أيضًا «معادلة الضّغط» حيث يُستخدم «الغاز المغادر للحاوية التي يُخفّض ضغطها» في «زيادة ضغط الحاوية الثانية» جزئيًّا، ويوفّر هذا الإجراء الطّاقة.

مثال:الهواء

فإذا مُرّر مثلًا الهواء خلال معلاج من هذا النوع يستخدم الـزيولايت كمادّة ماصّة، نجد أنّ النيتروجين يُمتَصّ تفضيليًّا فيُصبح المزيج المنبعث غنيًّا بالأكسجين. وإذا مُلأ السرير المُعبّأ بالزيولايت فيُمكِن إعادة تنشيطه بتخفيض الضغط، ويؤدّي ذلك لانتزاز النيتروجين الذي امتُزّ في المرحلة الأولى، ثُمّ تُعاد دورة المعلاج من جديد.

المادّة الماصّة

بجانب قدرتها على التّفرقة بين أنواع الغازات، يأتي الاختيار غالبًا على مواد مسامية لكبر مساحة السطح في تلك المواد. ومن المواد الماصّة المنتشر استخدامها: الكربون النشط وهلام السيليكا والألومينا والـزيولايت. ورغم أنّ الغاز المُمتَزّ قد لا يتعدّى سُمكه بضع جزيئات، إلّا أنّ ضخامة مساحة السّطح (عدّة مئات من الأمتار المربّعة لكلّ غرام) تُمكِّن امتزاز جُلّ النّوع المستهدف من خليط الغازات. وبجانب خصائصها التفريقيّة بين أنواع الغازات، تعمل صخور الزيولايت وبعض أنواع الكربون النشط كمصفاة جزيئات لتمنع الجزيئات الكبيرة عن الامتزاز بها.

تطبيقات

تعديلات في التقنية

الامتزاز بالضغط المتأرجح ذو المرحلة الثانية أو ذو الخطوة الثانية تطوير للتقنية الأصلية للاستخدام في مولدات النيتروجين في المعامل،[5] فيُقسم توليد غاز النيتروجين إلى خطوتان: في الخطوة الأولى يُمرّر الهواء المضغوط خلال مصفاة جزيئات كاربونية لإنتاج نيتروجين نقي لدرجة 98٪ ثُمّ في الخطوة الثانية يُمرّر هذا النيتروجين خلال مصفاة كاربونية ثانية ليصل إلى نقاء نهائي يناهز 99,999٪. ويُعاد تدوير الغاز المتبقّي من المرحلة الثانية فيُدخَل بعض منه إلى المرحلة الأولى مجدّدًا.

وإضافةً إلى ذلك، تساند عملية التخلّص من الغاز المتبقّي نُظُم إزالة إيجابيّة (active evacuation) لتحسين أداء الدّورة اللاحقة.

والهدف من إدخال الخطوتين أعلاه زيادة كفاءة العملية ككلّ.

انظر أيضًا

مصادر

  1. ^ براءة اختراع «GC0001319»[وصلة مكسورة] نسخة محفوظة 10 يناير 2020 على موقع واي باك مشين.
  2. ^ إصدار لمركز الأبحاث التعاوني لتقنيات الغازات الدفيئة الأسترالي[وصلة مكسورة] نسخة محفوظة 15 أبريل 2016 على موقع واي باك مشين.
  3. ^ "إنتاج البروبيلين بإزالة هدرجة البروبان". مؤرشف من الأصل في 2016-03-03. {{استشهاد ويب}}: الوسيط غير المعروف |منتج= تم تجاهله (مساعدة)
  4. ^ "An Advanced Rapid Cycling CO2 and H2O Control System for PLSS". 8 يناير 2005. مؤرشف من الأصل في 2011-10-27. {{استشهاد ويب}}: الوسيط غير المعروف |منتج= تم تجاهله (مساعدة)
  5. ^ dot-red.com نسخة محفوظة 10 يوليو 2011 على موقع واي باك مشين.