امتزاز بالضغط المتأرجح

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث

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[عدل]

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[عدل]

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[عدل]

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[عدل]

تعديلات في التقنية[عدل]

الامتزاز بالضغط المتأرجح ذو المرحلة الثانية أو ذو الخطوة الثانية تطوير للتقنية الأصلية للاستخدام في مولدات النيتروجين في المعامل،[4] فيُقسم توليد غاز النيتروجين إلى خطوتان: في الخطوة الأولى يُمرّر الهواء المضغوط خلال مصفاة جزيئات كاربونية لإنتاج نيتروجين نقي لدرجة ٩٨٪ ثُمّ في الخطوة الثانية يُمرّر هذا النيتروجين خلال مصفاة كاربونية ثانية ليصل إلى نقاء نهائي يناهز ٩٩,٩٩٩٪. 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 كفائة العملية ككلّ.

انظر أيضًا[عدل]

مصادر[عدل]

Nuvola apps kfig.svg هذه بذرة مقالة عن الهندسة التطبيقية تحتاج للنمو والتحسين، فساهم في إثرائها بالمشاركة في تحريرها.
Nuvola apps edu science.svg هذه بذرة مقالة عن الكيمياء تحتاج للنمو والتحسين، فساهم في إثرائها بالمشاركة في تحريرها.