مصنع توليد الأكسجين

أنواع محطات توليد الأكسجين

تُنتج **محطة توليد الأكسجين** غاز الأكسجين من الهواء. هناك بعض الطرق لتنقية الهواء ثم استخراج الأكسجين منه. فيما يلي أربعة أنواع شائعة من محطات توليد الأكسجين:

• محطة توليد الأكسجين بالتقطير المُبَرّد:

  هذه هي عملية تُجمّد الهواء لفصل مكوناته، بما في ذلك الأكسجين. يُسّعل الهواء في محطة توليد الأكسجين بالتقطير المُبَرّد من خلال ضغطه وتبريده حتى يتحول إلى سائل. ثم يُسخّن الهواء السائل، مما يؤدي إلى تبخر النيتروجين أولاً، ثم الأكسجين. بعد ذلك، يتم جمع الأكسجين وضغطه وتخزينه على شكل سائل.

• محطة توليد الأكسجين بفصل الضغط:

  تعمل PSA عن طريق امتصاص النيتروجين باستخدام غربال جزيئي من الكربون CMS، مما يسمح للأكسجين بالمرور عبر النظام. يُرسل الهواء المضغوط إلى عمود CMS، حيث يُحبس النيتروجين بداخله. تمر الغازات المتبقية، التي تتكون بشكل أساسي من الأكسجين، عبر باقي العمود، ثم يتم جمعها وضغطها وتخزينها. بمجرد امتلاء عمود CMS بالنيتروجين، يُخفض الضغط، ويُطلق النيتروجين. هذه العملية مستمرة وتُنتج تدفقًا مستمرًا للأكسجين.

• محطة توليد الأكسجين بفصل الفراغ:

  خيار آخر هو استخدام VSA، وهو مشابه لـ PSA. يدخل الهواء المضغوط إلى عمود VSA؛ والأكسجين هو ما يُترك بشكل أساسي، بينما يُطلق النيتروجين عند انخفاض الضغط. تُعد VSA مناسبة عند الحاجة إلى كمية كبيرة من الأكسجين. وهي أفضل للاستخدامات الكبيرة أو الصناعية لأنها تعمل بشكل جيد لتصنيع كمية كبيرة من الأكسجين في وقت واحد.

• محطة توليد الأكسجين البيولوجية:

  تستخدم محطات توليد الأكسجين البيولوجية الكائنات الحية لإنتاج الأكسجين من خلال عملية التمثيل الضوئي. يمكن زراعة الطحالب أو النباتات المائية، مثل العوالق النباتية، في أنظمة مغلقة مثل مفاعلات الضوء أو البرك المفتوحة. تُحوّل هذه الكائنات ثاني أكسيد الكربون إلى أكسجين في وجود ضوء الشمس. يمكن جمع الأكسجين المنطلق إلى الغلاف الجوي أو استخدامه بشكل مباشر. تُستخدم محطات توليد الأكسجين البيولوجية عادةً للتطبيقات البيئية أو تُدمج في أنظمة معالجة مياه الصرف الصحي.

مواصفات وصيانة محطات توليد الأكسجين

المواصفات

• معدل التدفق: يشير معدل التدفق إلى كمية أو حجم الأكسجين الذي يمكن للمحطة إنتاجه في فترة زمنية معينة. يمكن التعبير عنه بوحدات مختلفة، على سبيل المثال، قدم مكعبة في الدقيقة (CFM)، لتر في الدقيقة (LPM)، إلخ. سيختلف معدل التدفق المحدد وفقًا لتصميم المحطة وسعتها.
• نقاوة الأكسجين: عادةً ما يكون الأكسجين المُنتَج بواسطة محطة توليد الأكسجين نقياً بنسبة 90٪ على الأقل. يمكن لبعض المحطات إنتاج أكسجين نقياً بنسبة 99.5٪ أو أعلى. العوامل الرئيسية التي تؤثر على نقاوة الأكسجين هي نوع المعدات المستخدمة والتكنولوجيا وظيفة أنظمة الترشيح بشكل صحيح.
• الضغط: يشير ضغط تشغيل محطة توليد الأكسجين إلى مستويات الضغط المستخدمة في عملية الإنتاج. تحدد المعدات والتكنولوجيا المستخدمة في المحطة ضغط العمل. على سبيل المثال، تعمل محطات فصل الهواء المُبَرّد عادةً عند ضغوط عالية، مما يساعد على فصل الأكسجين عن الغازات الأخرى بكفاءة.
• نطاق درجة الحرارة: يشير نطاق درجة حرارة محطة توليد الأكسجين إلى نطاقات درجة الحرارة التي يمكن للمحطة أن تعمل فيها بشكل طبيعي وآمن. تختلف نطاقات درجات الحرارة لمختلف أنواع مُولدات الأكسجين. على سبيل المثال، تحتاج محطات فصل الهواء المُبَرّد إلى الحفاظ على درجات حرارة منخفضة لضمان تحويل الهواء إلى سائل وفصله. يمكن أن تكون درجة الحرارة هنا أقل من -150 درجة مئوية.
• التخزين والنقل: تُعد طريقة نقل الأكسجين وتخزينه أمرًا مهمًا أيضًا. عادةً ما يتم تخزين الأكسجين في اسطوانات عالية الضغط أو خزانات الأكسجين السائل. يجب أن تكون هذه الحاويات متينة وآمنة، ويجب أن تكون قادرة على منع تسرب الأكسجين المخزن فيها.

الصيانة

• الحفاظ على النظافة: من المهم الحفاظ على نظافة الجهاز والمحيط المحيط به. قم بإزالة أي غبار أو أوساخ أو حطام من المعدات لتجنب انسداد أو إتلاف نظام سحب الهواء.
• المراقبة المستمرة: راقب حالة تشغيل محطة توليد الأكسجين بشكل دوري، بما في ذلك مراقبة معلمات مثل درجة الحرارة والضغط ومعدل التدفق لضمان بقائها ضمن النطاقات المحددة.
• الانتباه إلى رسائل الإنذار: عادةً ما تُجهز المحطات بأنظمة إنذار يمكنها تنبيه المستخدمين إلى مشاكل محتملة أو أعطال في المعدات. يجب على المستخدمين الانتباه إلى رسائل الإنذار واتخاذ إجراءات سريعة للتحقيق في المشاكل ومعالجتها عند الضرورة.
• الصيانة والخدمة: من المهم وضع جدول منتظم لصيانة محطة توليد الأكسجين وخدمتها. يمكن أن يشمل ذلك تنظيف المعدات وضبطها واستبدال الأجزاء وخدمتها، إلخ، لضمان تشغيل المعدات بشكل مستقر وموثوق به.

سيناريوهات استخدام محطات توليد الأكسجين

ظل الطلب على الأكسجين الطبي والصناعي مرتفعًا بشكل ثابت بين المستخدمين المستهدفين.

• المرافق الصحية

  المستشفيات والمراكز الصحية

  تُزوّد محطات توليد الأكسجين المرضى بالأكسجين مباشرةً من خلال مُركّزات الأكسجين، وتُزوّد اسطوانات الأكسجين المحمولة للسيارات الإسعاف، وتُقدم دعمًا للعناية المركزة من خلال ضمان إمداد مستمر وغير متقطع بالأكسجين الطبي للمنفسات.

• خدمات الطوارئ الطبية

  سيارات الإسعاف ونقل الطيران الطبي

  الطيران والسفر الجوي: تستخدم شركات الطيران الأكسجين ذو الجودة الطبية في الرحلات الجوية على ارتفاعات عالية لضمان سلامة الركاب والامتثال للوائح.

  في هذا السياق، تُزوّد محطات توليد الأكسجين اسطوانات الأكسجين المحمولة لسيارات الإسعاف وخدمات النقل الطبي الجوي لتوفير رعاية فورية للمريض أثناء النقل.

• مرافق التصنيع

  صناعات الصلب والمعادن

  تستخدم مرافق صناعات الصلب والمعادن الاحتراق الغني بالأكسجين لتعزيز كفاءة الوقود وتقليل الانبعاثات وتحسين جودة منتجات المعادن من خلال التفاعلات والعمليات الكيميائية التي تشمل الأكسجين، مثل التكرير وإزالة الأكسدة.

  تُعد محطات توليد الأكسجين المصدر الأساسي للأكسجين الصناعي لصناعة الصلب واللحام. يُعزز الأكسجين الصناعي عمليات إنتاج الصلب الأكثر نظافة واستدامة من خلال تقليل الشوائب في سبائك الصلب.

• صناعة النفط والغاز

  مصافي النفط ومصانع البتروكيماويات

  تستخدم مصافي النفط ومصانع البتروكيماويات الأكسجين في التفاعلات الكيميائية والعمليات، مثل الاحتراق والتفاعل، وكمواد خام في العديد من العمليات الكيميائية.

  النقل العام وصناعات السيارات:

  في هذه السياقات، تستخدم صناعة السيارات ونظم النقل العام الأكسجين في تصنيع المركبات وصيانتها وإصلاحها، خاصةً لمستشعرات الأكسجين ومحركات الاحتراق.

  تُقدم محطات توليد الأكسجين مصدرًا اقتصاديًا للأكسجين الصناعي لعمليات استخراج النفط والغاز وتكريره، بما في ذلك تفاعلات الأكسدة وتقنيات تحسين استخراج النفط.

كيفية اختيار محطة توليد الأكسجين

يجب على المشترين التركيز على المعلمات التالية عند اختيار مُولد الأكسجين المثالي:

• تقييم الطلب

  يجب على المشترين تقييم التطبيقات لتحديد نقاوة الأكسجين ومعدل التدفق المطلوبين. يجب عليهم أيضًا مراعاة حجم الأكسجين الذي يحتاجه المستخدمون يوميًا. ستؤثر نتيجة تقييم الطلب على نموذج المولد الذي سيتم اختياره.

• مقارنة التكنولوجيا

  يجب على المشترين مقارنة مختلف التقنيات المتاحة لدعم تطبيقاتهم المحددة. على سبيل المثال، سيكون مُولد الأكسجين PSA مناسبًا للتطبيقات الصناعية، بينما سيُناسب النوع الغشائي العمليات الصغيرة أو عند محدودية المساحة.

• الكفاءة وتكاليف التشغيل

  على الرغم من أن سعر شراء المولد الأولي مهم، فإن المشترين سيوفّرون المال على المدى الطويل إذا اختاروا جهازًا ذا كفاءة عالية في استهلاك الطاقة وتكاليف تشغيل منخفضة. لاتخاذ قرار أكثر استنارة، يمكنهم حساب إجمالي تكلفة دورة الحياة. تتضمن هذه التكلفة شراء المولد الأولي وكفاءة التشغيل واستهلاك الطاقة ومتطلبات الصيانة وإنتاج الأكسجين.

• النمطية والتوسع

  قد يُضطر المشترون إلى تعديل متطلباتهم من الأكسجين. لذلك، سيكون من المفيد اختيار مُولد يحتوي على إمكانية التوسع أو النمطية لتلبية الطلبات المستقبلية دون تكبد تكاليف إضافية كبيرة.

• الصيانة والدعم

  يجب مراعاة متطلبات صيانة مُولد الأكسجين. يجب على المشترين معرفة المزيد عن جدول صيانة الشركة المصنعة وخدمة الدعم للاستمتاع بتوفير مستمر للأكسجين. يجب عليهم أيضًا التحقق مما إذا كانت مكونات المولد متاحة بسهولة وما إذا كانت شبكة الخدمة واسعة.

• الامتثال والشهادات

  يجب على محطة توليد الأكسجين تلبية معايير الصناعة المحددة ومتطلبات اللوائح. لتجنب مشكلات الامتثال المُكلّفة، يجب على المشترين تأكيد امتثال المولد المُختار للوائح ذات الصلة ووجود الشهادات اللازمة.

أسئلة شائعة حول محطات توليد الأكسجين

س1: كم كمية الأكسجين التي تُنتجها محطة توليد الأكسجين؟

ج1: تُقاس قدرة محطة توليد الأكسجين بوحدات متر مكعب في الساعة (م3/ساعة) أو لتر في الدقيقة (ل/دقيقة). قد تُنتج المحطات الصغيرة من 10 م3/ساعة إلى 20 م3/ساعة، بينما يمكن للمحطات متوسطة الحجم توليد من 50 م3/ساعة إلى 100 م3/ساعة. تتمتع المرافق الصناعية الكبيرة بقدرة على توفير 500 م3/ساعة أو حتى كميات أعلى.

س2: ما هي مدة استخدام الأكسجين المُخزّن؟

ج2: تُقدر مدة صلاحية الأكسجين السائل بنحو عامين عند تخزينه في وعاء مُبَرّد. ومع ذلك، من الأفضل دائمًا استخدام الغاز خلال عام أو عامين للحفاظ على جودته.

س3: هل يمكن لـ محطة توليد الأكسجين أن تعمل بدون كهرباء؟

ج3: لا، تتطلب محطات توليد الأكسجين توفيرًا ثابتًا للطاقة الكهربائية لتشغيل أنظمة معالجة الهواء المضغوط ووحدات إنتاج الأكسجين ونظم ضغط الأكسجين وتخزينه.

س4: هل هناك بديل لمحطات توليد الأكسجين؟

ج4: تُعد مُركّزات الأكسجين المحمولة البديل الأكثر سهولة للحصول على الأكسجين من محطات توليد الأكسجين. ومع ذلك، فإنها تلبي احتياجات المرضى الأفراد وليس الاحتياجات الضخمة للشركات.