Tel: 021 3390 3552 , 021 3390 1804
آخرین مقاله ها در سایت

جداسازي توسط نوسان خلاء

جداسازي توسط نوسان خلاء

جداسازي توسط نوسان خلاء ( vpsa ياvsa ):

جداسازي هوا براي توليد اكسيژن به عنوان عمليات مهمي در صنعت تصفيه شيميايي و نيز فرايند تبديل انرژي محسوب ميشود . اين جداسازي عمدتا توسط تقطير سرمازي انجام شده است علي رغم اين كه سيستم هاي جذبي داراي كارايي بيشتر و جديد هستند سيستم هاي VSA به طور پيوسته در حال رقابت ميباشند و هم اكنون براي عملياتهايي از مقياس كوچك تا متوسط مناسب ميباشند.

در حال حاضر تقريبا 20% جداسازي هوا با استفاده از اين روش انجام ميگيرد .

اين سيستم قادر است از طريق عمليات جذب و واجذبي و فقط تحت شرايط فشار خلاء اكسيژن را با درجه خلوص بالايي توليد كند . در هر تن اكسيژن توليد شده چندين  كيلو وات ساعت از مصرف انرژي كاهش مي يابد .

رايج ترين مواد جذب كننده شامل :

براي دستگاه اكسيژن شامل ، انواع گوناگون از غربالهاي مولكولي زئوليت كه بطور انتخابي نيتروژن ، رطوبت و دي اكسيد كربن را جذب ميكنند . بدين ترتيب به مولكولهاي اكسيژن اجازه داده ميشود  از دستگاه عبور كنند و اكسيژني با كيفيت پايين توليد ميشود ، معمولا درجه خلوص%90 تا  %95  براي دستگاه نيتروژن ، به جاي زئوليت از غربال مولكو لي كربن استفاده  كه اين غربالها اكسيژن را جذب ميكنند و بدين ترتيب نيتروژن را با درجه خلوص 99.99% به وجود مي آورند .

اجزاء تشكيل دهنده VSA

اجزاء اصلي آن شامل :

دو ظرف حاوي غربال زئوليت يا كربن

مخزن دريافت  نيتروژن يا اكسيژن

خشك كن تبريدي

كمپرسور

مخزن هوا

صافي هاي هوا

هواي مملوء ا زاكسيژن

دستگاه دمنده خلاء‌Vaccum  Blower

سيستم VSA

اين سيستم با سيستم PSA مشابه است  تنها تفاوت اين است كه اين  فرايند از فشار پايين تري يعني تقريبا در خلاء صورت ميگيرد . مراحل اصلي شامل :

  • · ابتدا هواي كم فشار وارد مخزن ميشود و فراينمد جذب سطحي و N2 آغاز ميشود .
  • · قبل از اينكه زءوليت به حد تعادل برسد و يا وقتي O2 در حال جذب شدن است ، گاز تحت فشار در اولين مخزن به دومين مخزن در فشار پايين تر ( خلاء ) تخليه ميشود .
  • · N2 باقيمانده در اولين مخزن سپس از زئوليت رها ميشود و در فشار اتمسفري تهويه ميگردد.

تمام عملياتهاي مربوط به باز شدن و بسته شدن شيرها به طور خود كار و توسط سيستم PLC انجام ميشود.

مزيت هاي VSA

  • · وقتي كه ميزان توليد از 30 تا 2 تن در هر  روز تجاوز كند استفاده از سيستم VSA مقرون به صرفه خواهد بود .
  • · VSA قارد است در فشار اتمسفري گازهاي حاصل شده راتوليد كند.
  • · انرژي جداسازي پايين تر است
  • · انرژي كلي پايين است از جمله انرژ ي مورد نياز براي فشرده سازي محصول

كاربرد هاي VSA

  • · كاربردهاي پيل شيميايي
  • · فرايند صنعتي جاذب  گاز
  • · استراتژي هاي جداسازي
  • · در صنعت شيمي

جداسازي غشايي در جداسازي توسط نوسان خلاء

غشاء را ميتوان در اصل به صورت مانعي تعريف كرد كه عبور مواد گوناگون شيميايي را به روش انتخابي محدود ميكند . يك غشاء ميتواند همگن يا نا همگن باشد ، داراي ساختاري متقارن يا غير متقارن باشد ، جامد يا مايع باشد ، بتواند بار مثبت يا منفي را حمل كند  و يا خنثي يا دو قطبي باشد.

يك سيستم جدا ساز غشايي يك جريان ورودي را به دو جريان خروجي تجزيه كند . اين دو جريان به استتار Concentrate , و نفوذ Permeat مشهور هستند .Permeat بخشي از سيال است كه از غشاء عبور ميكند در حاليكه جريانConcentrate داراي عناصري است كه نمي توانند از غشاء عبور كنند . اين سيستم بر اساس نفوذ انتخابي گاز Selective Gas Premeate كار ميكند

غشاهاي فيبري با حفره پوليمري Polymeri Chollow Fiber Memberanes با ديواره نازك و قابل نفوذي طراحي شدهاند كه گازها را بر اساس ميزان قابليت نفوذ پذيريشان جدا ميكند . اكسيژن و بخحار آب سريعا به داخل غشاء نفوذ ميكنند و بدين ترتيب نيتروژن به عنوان جريان حاصله از مجراهاي فيبري جاري ميشود .

نيتروژن با فشار نزديك به فشار هواي فشرده ورودي از دستگاههاي غشايي خارج ميشود . در بسياري از كاربردها به اين معني است كه ديگر نيازي به فشرده سازي اضافي محصول نيست . به اين علت كه هيچ قطعه متحركي در اين سيستم وجود ندارد . بنابراين دستگاهههاي غشايي را ميتوان سريعا  و هر ووقت كه لازم است روشن و خاموش كرد.

گازهاي گوناگوني و با سرعتهاي گوناگوني از غشاهاي معين ميگذرند و بدين ترتيب امكان جداسازي جزئي فراهم ميشود . ميزان نفوذ رابطه مستقيمي با اختلاف فشار در غشاء و رابطه معكوسي با ضخامت غشاء دارد . همچنين ميزان نفوذ رابطه مستقيمي با قابليت انحلال گاز در غشاء‌و همچنين نفوذ پذيري گاز دارد .

جداسازي گاز تحت تاثير سه ويژگي كليدي غشاءها قرار دارد :

  • · گزينش پذيري نسبت به گازهاي جدا شده
  • · نفوذ پذيري سطح غشاء
  • · طول عمر غشاء ، مراقبت و نگهداري و هزينههاي تعويض

مزيت سيستم غشايي در جداسازي توسط نوسان خلاء

  • · دستگاههاي غشايي براي كاربردهاي نسبتا پايين مقرون به صرفه تر است .
  • · ساختار مدولهاي ( بخش بخشي) كه برا ي دستگاههايي كه ظرفيت بزرگتري دارند استفاده ميشود باعث ايجاد دستگاههايي با ظرفيت بالا شده است كه هزينه جداسازي و ظرفيت توليد در هر يك از اين دستگاهها نسبتا ثابت است .
  • · متراكم بودن و سبك بودن
  • · هزينه نيروي كار پايين تر
  • · طرح مدوله اي كه امكان توسعه يا عمليات در ظرفيت پايين تر را فراهم مي آورد
  • · نياز به انرژي كم

كاربردهاي جداسازي غشايي در جداسازي توسط نوسان خلاء

  • قابل كاربرد در صرفه جويي انرژي
  • بي خطري براي محيط زيست
  • تكنولوژي پاكيزه و عملكرد راحت
  • جايگزيني براي روش هاي سنتي مثل تصفيه Filtration ، تقطير ،‌مبدل يوني ،‌سيستمهاي تصفيه شيميايي
  • توليد محصول با كيفيت
  • انعطاف پذيري بيشتر در طراحي سيستم ها

جداسازي توسط نوسان خلاء ” جداسازي توسط نوسان خلاء ” جداسازي توسط نوسان خلاء ” جداسازي توسط نوسان خلاء ” جداسازي توسط نوسان خلاء “

مطالب مرتبط