تولید نیتروژن به روش PSA

PSA  چیست؟

روشی است  جهت جداسازی یک گونه مشخص گاز از مخلوطی از گازهای مختلف تحت فشار بر حسب خواص مولکولی گونه ها و مواد جاذب مورد استفاده قرار می گیرد.این سیستم در دمای نزدیک به دمای محیط عمل می کند و عملکرد آن به طور قابل ملاحضه ای با روش های تقطیر برودتی جداسازی گازها متفاوت است.مواد جاذب خاصی(به عنوان مثال،زئولیت ها کربن های فعال و کربن های مولکولی غربال شده و ...)برای به دام انداختن گاز مورد نظر(نیتروژن) مورد استفاده قرار می گیرند.

فرآیند صورت گرفته توسط PSA

دراین روش ابتدا هوای فشرده پس از عبور از خشک کن(air dryer) وتله ابگیر (water trap) درصد بالایی از رطوبت و روغن معلق  موجود در هوا را جذب نموده و سپس با عبور از دو میکروفیلتر 1 میکرونی و 0.01 میکرونی رطوبت و روغن باقی مانده ان از هوای فشرده کاملا جذب می شود. سپس هوای کاملا خشک و فشرده وارد فیلتر مولد نیتروژن که حاوی کربنهای مخصوصی بنام مولکول های کربنی غربال شده  (carbon molecular sieves)با قطر حفره های 4 انگسترومی است می شود و با توجه به اینکه قطر مولکولی اکسیژن کمتر از نیتروژن است فقط مولکولهای ریزتر اکسیژن می توانند به داخل حفره های ریز کربنی نفوذ کرده و در ان به دام می افتند و به این صورت مولکول های اکسیژن از نیتروژن جدا می شوند.پس از طی مدت معینی بسته به اندازه فیلتر و دبی خروجی CMS ها از اکسیژن اشباع می شوند و با خالی شدن هوای فشرده (کاهش فشار) داخل از منافذ کربنی بیرون امده و تخلیه شود.چون فرایند احیا زمان تلف شده در فرایند تولید نیتروژن ایجاد می کند از دو فیلتر استفاده میشود که در زمانیکه یک فیلتر در حال احیا شدن است فیلتر دوم عمل تولید نیتروژن را انجام دهد تا عمل تولید نیتروژن  به طور تقریبا پیوسته ادامه پیدا کند.در این روش،فراوری و خشک بودن هوای فشرده ورودی بسیار مهم بوده و چنانچه از میکرو فیلترهای مناسب که قیمت بالایی نیز دارند استفاده نشود رطوبت و بخصوص روغن معلق هوای فشرده خروجی از کمپرسور به سرعت منافذ کربن را میپوشانند و ازجذب اکسیژن جلوگیری کرده و در واقع مواد CMS مولد را تخریب کرده و بشدت خلوص نیتروژن خروجی را کاهش میدهد.

کاربردهای روش PSA

-این سیستم به طور برای تامین اکسیژن مورد نیاز پزشکی در بیمارستان ها و درمانگاه ها کاربرد دارد.

-این سیستم همچنین در حذف Co2  در آخرین مرحله سنتز هیدروژن(H2) که در پالایشگاه های نفت صورت می پذیرد و همچنین در تولید آمونیاک به طور گسترده کاربرد دارد.

-به طور کلی هر جایی که نیاز به جداسازی یک گاز معین در یک مخلوط گازی باشد می توان از این فناوری استفاده کرد.