فاصل الهواء الأكسجين السائل

أنواع مُفصِّلات هواء الأكسجين السائل

تُعد مُفصِّلات هواء الأكسجين السائل آلات صناعية تُنتج الأكسجين في صورة سائلة. تُعرف أحيانًا باسم وحدات تقطير الهواء المُبردة، وتعتمد طريقة عملها على التقطير الكسري للهواء. تُعرف هذه الطريقة باستخراج النيتروجين والأرجون والأكسجين بتركيزات نقية عالية. تتكون مُفصِّلات هواء الأكسجين السائل من عدة قطع من الآلات ضرورية لعملية فصل الهواء.

بشكل عام، تتميز مُفصِّلات هواء الأكسجين السائل بوجود ضاغط يُضغط الهواء الوارد. بعد ذلك، هناك وحدة تبريد دورها الأساسي هو خفض درجة حرارة الهواء المضغوط حتى تصل إلى نقطة التجمد. عند هذه النقطة، يتحول الهواء إلى صورة سائلة، وتُصبح مكوناته المختلفة سائلة. عمود التقطير هو سمة أساسية لمُفصِّل الهواء حيث يُسخّن الهواء المُسال تدريجيًا. يُؤدي هذا إلى تبخر مكونات السائل المختلفة، مثل النيتروجين والأكسجين والأرجون، بشكل متتابع. ثم يتحرك كل مكون لأعلى خلال عمود التقطير ويتم جمعه بشكل منفصل. المرحلة النهائية من العملية هي حيث تُستخدم عناصر التسخين لتبخير وإطلاق الغازات.

بخلاف أعمدة تقطير الهواء، تحتوي بعض مُفصِّلات هواء الأكسجين السائل أيضًا على طرق غير مُبردة لفصل الأكسجين. يشمل ذلك فصل الغشاء أو امتصاص التأرجح الضغطي. في الطريقة غير المُبردة، تُضغط سلسلة من الأسِرَّة المُمتصة لاحتجاز النيتروجين. ما يفعله هذا هو إطلاق الأكسجين الذي يتم جمعه بعد ذلك. طريقة أخرى لفصل الغاز هي استخدام أغشية ألياف مجوفة تُسمح للأكسجين بالمرور عبرها بشكل انتقائي.

مواصفات وصيانة مُفصِّلات هواء الأكسجين السائل

يُتطلب مراقبة وصيانة منتظمة للمكونات الحيوية، مثل الضاغطات ومبادلات الحرارة وآلات التوسع وأعمدة التقطير والمنخلات الجزيئية والصمامات والفلاتر، للحفاظ على أداء وحدة فصل الهواء الأمثل.

سيكون إعطاء كل مكون أولوية الاهتمام أمرًا مُهمًا للغاية في إطالة عمره بينما تُحقّق معدلات إنتاجية قصوى طوال عمره التشغيلي. يعمل مُفصِّل الهواء النموذجي على النحو التالي:

• سعة الضاغط: يمكن أن يكون للضاغط في آلة فصل الهواء سعة تتراوح بين 1000 متر مكعب في الساعة إلى 5000 متر مكعب في الساعة. هذا هو حجم الهواء الجوي الذي يمكن أن يُضغطه في غضون ساعة.
• حجم مُبادل الحرارة: سيكون لمُبادل الحرارة مساحة سطح معينة تتراوح بين 3000 متر مربع إلى 30,000 متر مربع مع خمسة إلى خمسة عشر مُبادل.
• ارتفاع عمود التقطير: ستحتوي آلة فصل الهواء على ما يصل إلى عمودين للتقطير يمكن أن يصل ارتفاعهما إلى 100 متر إلى 400 متر. سيعتمد عدد وارتفاع هذه الأعمدة على نوع مُفصِّل الهواء الذي تم تصميم الآلة لتصنيعه.
• قطر القمع: تتمتع أقماع التقطير بأقطار أقماع مختلفة تتراوح من 0.5 إلى 3 أمتار، اعتمادًا على حجم الهواء الذي تُعالجه في ذلك الوقت.
• سعة المنخل الجزيئي: يمكن أن يحتوي المنخل الجزيئي داخل وحدة فصل الهواء على ما يقرب من 10 إلى 20 م³ من مادة المُمتص. تُمكّن هذه السعة الوحدة من إزالة الكميات الضئيلة من بخار الماء وثاني أكسيد الكربون من الهواء المضغوط بشكل فعال.

ستتلقى الصمامات والفلاتر أيضًا اهتمامًا بصيانة. تحتاج الصمامات، خاصة صمامات التحكم، إلى معايرة روتينية لضمان دقة تدفق الغاز. تُتطلب أيضًا مُفصِّلات الهواء المُبردة بوجود فلاتر N2 و O2 مُثبتة على طول خطوط الأنابيب لاحتجاز أي شوائب صلبة. يجب تنظيف الفلاتر بانتظام لإزالة الحطام المُجمع.

ستحتاج بعض أجزاء آلة فصل الهواء إلى التزييت. الأجزاء المتحركة، خاصة المحامل والسلاسل والتروس، تحتاج إلى تزييت منتظم لتعمل بسلاسة. يجب أن تكون المُزلقات صديقة للبيئة وغير سامة وخالية من الرائحة.

استخدامات مُفصِّلات هواء الأكسجين السائل

الاستخدام الأساسي لمُصانع مُفصِّلات هواء الأكسجين السائل هو في مجال الرعاية الصحية. تُستخدم المستشفيات هذه الأنظمة لتوفير إمداد مستمر من الأكسجين لعلاج المرضى. الشيء الجيد في مُصانع مُفصِّلات الهواء هو أنها يمكن أن تُصمم لتزويد مستشفى صغير أو حتى ولاية كبيرة بالأكسجين بطريقة فعالة من حيث التكلفة.

تُستخدم مُفصِّلات الأكسجين الصناعية على نطاق واسع في صناعات المعادن، خاصة في صناعة الصلب. هنا، يُستخدم الأكسجين المُنتج باستخدام مُفصِّل الهواء لأكسدة مختلف المعادن. يلعب وجود الأكسجين دورًا هامًا في تقليل الشوائب في المعادن. تُعزز المعادن النقية جودة المنتجات النهائية. ستبحث شركات تصنيع الصلب ذات السمعة الطيبة دائمًا عن موردين مُفصِّلات هواء الأكسجين السائل للحصول على إمدادات الأكسجين المُستمرة عند تنقية المعادن.

صناعة أخرى تستفيد من مُفصِّلات الهواء للحصول على الأكسجين هي الصناعة الكيميائية. تتطلب العديد من التفاعلات الكيميائية استخدام الأكسجين. تُوفر مُفصِّلات الهواء الأكسجين الضروري في الموقع للتفاعلات الكيميائية، مما يُقلل من تكاليف النقل ويُعزز كفاءة الإنتاج. بعض التفاعلات الكيميائية التي تتطلب الأكسجين تشمل إنتاج الأحماض، وأكسدة الفينول، وتخليق المركبات العضوية. يُستخدم الأكسجين عالي النقاء من المُفصِّلات في منشآت معالجة مياه الصرف الصحي. تتطلب البكتيريا التي تُفكك الشوائب العضوية في مياه الصرف الصحي الأكسجين. ولهذا، تُستخدم مُفصِّلات الهواء بكفاءة في منشآت معالجة مياه الصرف الصحي لضمان اكتمال عملية المعالجة في الوقت المُحدد.

تُعد المُفصِّلات المُبردة شائعة في صناعة الأغذية. هنا، تُستخدم للحفاظ على الأغذية وتعبئتها في جو مُعدّل. في حالات أخرى، تُستخدم مُفصِّلات الأكسجين في عمليات التجفيف بالتجميد والتجميد. تُستفيد مصانع الأغذية التي تُستخدم فيها المُفصِّلات من مدة صلاحية أطول ومحتوى غذائي محفوظ في منتجات الأغذية.

كيفية اختيار مُفصِّلات هواء الأكسجين السائل

• تقنية الفصل:

  تستخدم أجهزة فصل الهواء المختلفة طرقًا متباينة لفصل الأكسجين السائل عن الهواء. عند اختيار وحدة فصل الهواء، من الضروري مراعاة تقنية الفصل الخاصة بها واختيار طريقة تتوافق مع الاستخدام المُقصود. على سبيل المثال، يجب على المشترين اختيار مُفصِّل تقنية تقطير التجزئة إذا كانوا يُعطي الأولوية للكفاءة والإنتاج على نطاق واسع. ومع ذلك، إذا كانوا يبحثون عن وحدة مُدمجة ذات إنتاجية معقولة لتطبيق صناعي معين، فقد يختارون مُفصِّل الغشاء.

• قدرة الإنتاج:

  تُمتلك مُنشئات هواء الأكسجين السائل قدرات إنتاج مختلفة. يجب على المشترين تقييم احتياجاتهم الخاصة واختيار جهاز تتطابق قدرة إنتاجه مع متطلباتهم. يُعد اختيار مُفصِّل بسعة إنتاج مناسبة أمرًا ضروريًا لتلبية طلب إمدادات الأكسجين للمشتري مع تجنب الإفراط في العرض أو النقص.

• نقاء وجودة الأكسجين:

  تُنتج أجهزة فصل هواء الأكسجين السائل المختلفة أكسجينًا ذو نقاء مختلف. يجب على المشترين مراعاة حالة الاستخدام واختيار المُفصِّل الذي يُوفر الأكسجين بنقاء مرغوب فيه. على سبيل المثال، تتطلب الصناعات مثل الرعاية الصحية وصناعة أشباه الموصلات أكسجينًا عالي النقاء للغاية. لذلك، يجب عليهم اختيار مُفصِّل يُضمن أعلى مستويات نقاء للأكسجين.

• الحجم والتصميم:

  يمكن أن تختلف مُفصِّلات هواء الأكسجين السائل الصناعية في الحجم والشكل والوزن. يجب على المشترين مراعاة قيود الحجم والتصميم وموقع التثبيت. يجب عليهم اختيار مُفصِّل يمكن أن يُناسب بسهولة داخل البنية التحتية للإنتاج أو المرفق الحالي. بالإضافة إلى ذلك، يُعد تصميم المُفصِّل أيضًا مهمًا للصيانة والتشغيل.

• التكاليف والأداء:

  عند اختيار مُفصِّل هواء الأكسجين السائل، من الضروري مراعاة تكاليف الاستحواذ الأولية ونفقات التشغيل المستمرة، بما في ذلك الصيانة واستهلاك الطاقة. إجراء تحليل شامل للتكلفة، مع مراعاة أداء المُفصِّل وكفاءته وإنتاجيته. على المدى الطويل، اختر مُفصِّلًا يُقدم اقتراحًا قيّمًا متوازنًا.

• سمعة العلامة التجارية والمُصنع:

  يجب على المشترين البحث في سمعة وتجارب العلامات التجارية والمُصنعين المختلفين. اختر علامة تجارية ذات سمعة راسخة وتقنية موثوقة. تأكد من مراعاة دعم وخدمة ما بعد البيع من قبل المُصنع.

• عناصر السلامة:

  تُعد السلامة من أهم العوامل عند اختيار مُفصِّل هواء الأكسجين السائل. يجب على المشترين البحث في ميزات السلامة للمُفصِّل، بما في ذلك أنظمة إيقاف الطوارئ، وصمامات تخفيف الضغط، والتصاميم المقاومة للانفجار، وقياسات منع التسرب. علاوة على ذلك، يجب عليهم التأكد من أن المُفصِّل مُتوافق مع معايير ولوائح السلامة المطبقة.

أسئلة وأجوبة

س: ما هو الغرض من مُفصِّل هواء الأكسجين السائل؟

ج: تُستخدم مُفصِّلات هواء الأكسجين السائل لفصل النيتروجين والأكسجين عن الهواء في صورة سائلة. تُراعي الأغراض التجارية مثل إنتاج الغاز الصناعي.

س: أي الصناعات تُستخدم فيها وحدات فصل الهواء؟

ج: تُستخدم الصناعات التي تُعنى بإنتاج الصلب والمواد الكيميائية ومعالجة المياه والإلكترونيات والأغذية والمشروبات وحدات فصل الهواء من أنواع مختلفة.

س: ما هو الفرق بين مُفصِّلات الهواء المُبردة وغير المُبردة؟

ج: مُفصِّلات الهواء المُبردة هي وحدات تقطير منخفضة درجة الحرارة. تُنتج كميات كبيرة من الأكسجين والنيتروجين والأرجون. بينما تُستخدم مُفصِّلات الهواء غير المُبردة، من ناحية أخرى، تقنية امتصاص التأرجح الضغطي (PSA) لإنتاج الأكسجين والنيتروجين.

س: كيف تُخزّن الغازات المُنفصلة وتُوزّع؟

ج: تُخزّن الغازات المُنفصلة بواسطة مُفصِّلات الهواء في أسطوانات أو خزانات عالية الضغط. ثم تُوزّع الغازات عبر خطوط أنابيب توزيع مختلفة إلى العملاء أو مصانع المعالجة حيث سيتم معالجتها بشكل أكبر.