טכנולוגיית הפרדת וטיהור גזים בלחץ מנפה מולקולרית (PSA) היא טכנולוגיה שהתפתחה במהירות מאז שנות ה-60 עם דרישות הגנת הסביבה ובקרת זיהום. מפעלי גז חמצן היו בשימוש נרחב בתעשיות רבות כגון ייצור פלדה, תעשיית גז, תעשיית האלקטרוניקה, תעשייה פטרוכימית וטיפול רפואי ובריאות.
עקרון העבודה של טכנולוגיית הפקת חמצן PSA
העיקרון הבסיסי של PSA הוא להשתמש בהבדל בביצועי הספיחה של חנקן וחמצן באוויר על מסננת מולקולרית זאוליט (ZMS) עקב לחצים שונים. יכולת הספיחה משתנה עם הלחץ. בתנאי שיווי משקל, המסננת המולקולרית סופחת עדיפות לרכיבי חנקן. בתנאי לחץ מוגברים, ספיחת החנקן גבוהה מיכולת הספיחה בלחץ נמוך. הספיחה וההתחדשות של המסננת המולקולרית מושגת על ידי שינוי לחץ הפעולה, כלומר ספיחה בלחץ וספיחה בלחץ, ובכך משיגים הפרדת חמצן וחנקן.
המונח "ספיחה" הוצע לראשונה על ידי קיסר בשנת 1881, כלומר עיבוי גז על משטח חופשי. ספיחה מוגדרת כיום באופן קפדני בינלאומית כ: העשרה או אובדן של רכיב אחד או יותר בממשק [8]. ספיחת תנודת לחץ מתייחסת לתהליך שבו חומר מוצק נקבובי יוצר קשר עם נוזל, רכיב מסוים או רכיבים מרובים בנוזל מצטברים על פני השטח המוצקים, וכמות וריכוז הנוזל משתנים באמצעות שינוי לחץ. הסרת רכיבים הנספגים על פני השטח של מוצקים נקבוביים נקראת ספיחה או תהליך ספיחה, שהוא התהליך ההפוך של ספיחה. באמצעות ספיחה וספיחה ניתן להשיג את מטרת ההפרדה או טיהור רכיבים שונים בנוזל.
מרכיב הליבה של מערכת ייצור החמצן הוא מסננת מולקולרית. כיום, הסופח הנפוץ לציוד לייצור חמצן של מסננות מולקולריות רפואיות קטנות ובינוניות הוא ZMS. ZMS הוא חלקיק לבן העשוי מזאוליט כחומר הגלם העיקרי ומעובד בעיבוד מיוחד. זהו חומר סופח למחצה קבוע. שימו לב לאיטום במהלך השימוש, אחרת הוא יאבד את אפקט הספיחה שלו. הסופח הנפוץ לייצור חמצן PSA הוא ZMS סינתטי, שביניהם הנפוץ הוא מולקולות זאוליט בגודל נקבוביות של 5A, שהוא סופח קוטבי המורכב מקטיונים ושלדי תחמוצת אלומיניום סיליקון בעלי מטען שלילי.
למרות שחמצן וחנקן הם חומרים לא קוטביים, הם ייצרו דיפולים המושרים בהשפעת מסננות מולקולריות זאוליט. קיימת משיכה (כוח אינדוקטיבי) בין הדיפול המושרה לבין הדיפול המובנה של מולקולות קוטביות. מכיוון שכוח השראות של חנקן גדול מזה של חמצן, המסננת המולקולרית סופחת הרבה יותר חנקן מחמצן. כאשר האוויר עובר דרך המסננת המולקולרית הזאוליט, החנקן נספג בעדיפות על ידי המסננת המולקולרית ומועשר במיקרונקבוביות שלה, בעוד שרק כמות קטנה של חמצן נספגת, ורובו עובר דרך המסננת המולקולרית והופך לגז תוצר. לאחר מכן מסנן החמצן דרך מסנן האבק ומסנן העיקור לקבלת חמצן רפואי מוסמך. על מנת לקבל חמצן רפואי רציף ויציב, ציוד ייצור חמצן לספיחת תנופת לחץ מצויד בשני מגדלי ספיחה להפקת חמצן לסירוגין. כאשר אחד סופג ומייצר חמצן, הסופח השני נמצא במצב התחדשות. שאר גזי המרכיבים הנפלטים מההתחדשות מושתקים ונפלטים החוצה דרך משתיק הקול.
תגיות פופולריות: מפעל גז חמצן, יצרנים, ספקים של מפעלי גז חמצן בסין
