تطبيق VPSA في إنتاج الغاز الطبيعي

يعد المنفاخ مصدرًا أساسيًا للطاقة لا غنى عنه في عملية VPSA، ويحدد أدائه التشغيلي بشكل مباشر مستوى الإنتاجية ونقاء الأكسجين واستهلاك الطاقة للنظام بأكمله. في قلب عملية VPSA، يتم فصل الأكسجين والنيتروجين في الهواء من خلال التغيرات الدورية في الضغط، والتي تعتمد بشكل كبير على بيئة الضغط الناتجة عن المنفاخ.

خلال مرحلة الامتزاز تحت الضغط من العملية، يقوم منفاخ روتس كبير أو منفاخ طرد مركزي عالي الكفاءة برفع ضغط الهواء المحيط إلى 20-60 كيلو باسكال، ثم يُغذيه في عمود امتزاز مُجهز بالزيوليت. تحت تأثير الضغط، يمتص المنخل الجزيئي النيتروجين وثاني أكسيد الكربون ومكونات أخرى بشكل انتقائي، مما يُتيح إثراء الأكسجين وتصديره كغاز ناتج عبر طبقة الامتزاز. عندما يصل برج الامتزاز إلى حالة التشبع، ينتقل النظام فورًا إلى مرحلة الامتزاز الفراغي. عند هذه النقطة، تبدأ مضخة تفريغ روتس مُصممة خصيصًا (وهي في جوهرها منفاخ) بالعمل، وترفع الضغط في البرج إلى ضغط سالب يتراوح بين -40 و-60 كيلو باسكال. تقلل بيئة الفراغ بشكل كبير الضغط الجزئي للغاز الممتص، بحيث يتم فصل غاز الشوائب الممتص بسرعة عن الزيوليت وتصريفه من خلال نظام العادم، وذلك لإكمال عملية تجديد المادة الماصة وإعدادها للدورة التالية.

يتضح أن المنفاخ يعمل بتناغم تام في عملية VPSA لتحقيق مهمتين: الضغط والشفط: يوفر طرف الضغط الإيجابي قوة دفع لفصل الأكسجين، بينما يهيئ طرف الفراغ الظروف اللازمة لتجديد المادة الماصة. ويشكل استقرار تشغيله، ومستويات الضغط والفراغ المُقدمة، والتحكم الكلي في استهلاك الطاقة، العوامل الرئيسية المؤثرة على الكفاءة الاقتصادية والمؤشرات الفنية للمحطة، ولذلك أصبحت وحدة الجذور الموفرة للطاقة الخيار الأمثل لأنظمة توليد الأكسجين الحديثة من VPSA.

النموذج المناسب:

منفاخ جذور RR	منفاخ ZR كبير