بررسی تئوری و تجربی عملکرد جاذب زئولیتی 13x در جذب n2 از هوا در فرآیند vpsa

یکی از روش های تولید اکسیژن از هوا استفاده از روش تقطیر برودتی می باشد که همچنان بهترین روش برای تولید اکسیژن در حجم های بالا و خلوص بیش از 99% است. اما هزینه های بسیار بالای این روش موجب شده که در مراکزی که نیاز به حجم کمتری از اکسیژن است و یا توانایی هزینه ی زیادی برای احداث واحد تولید اکسیژن ندارند از فرآیند جذب سطحی با تناوب فشار استفاده شود. فرآیند جذب سطحی با تناوب خلاء (vpsa) در جداسازی و خالص سازی گازها کاربرد وسیعی دارد. در این تحقیق از فرایند vpsa برای جداسازی اکسیژن از هوا در دو بخش تئوری و تجربی مورد مطالعه و آزمایش قرار گرفت. در بخش تئوری به مطالعه مدل های جذب از جمله ایزوترم های لانگمویر، فروندلیچ، تمکین، ردلیش – پترسون پرداخته و مکانیسم تئوری جذب فیزیکی و شیمیایی مطالعه می شود. در بخش تجربی با تهیه setup آزمایشگاهی به کمک یک دستگاه خلاء، فرایند جذب نیتروژن توسط جاذب و خالص سازی اکسیژن در زمان های مختلف انجام می گیرد و احیاء بستر زئولیتی از گاز نیتروژن جذب شده بررسی می شود. آزمایشات در محدوده فشار 1/6 تا 2/4 اتمسفر، سه جریان خوراک ورودی 0/5 ، 0/75 و 1 لیتر بر دقیقه و زمان جذب در 20، 30 و 40 ثانیه مورد بررسی قرار گرفته است. برای فشار و زمان دفع هم به صورت ثابت 0/2 اتمسفر برای 60 ثانیه بعد از انجام هر آزمایش در نظر گرفته شد. اعداد بدست آمده از آزمایشها به کمک نرم افزار کامپیوتری به صورت نمودار درآمده و با نمودارهایی که از برنامه شبیه ساز بدست آمده مورد مقایسه قرار گرفته اند. داده های حاصل از این تحقیق نشان می دهد که در زمان های اولیهء جذب، سرعت جذب بیشتر بوده و مقدار loading به افزایش یا کاهش جریان خوراک وابسته نیست بلکه با میزان فشار ارتباط مستقیم دارد.از عوامل مهمی که در میزان خلوص اکسیژن محصول سهم مهمی دارد زمان مرحله جذب است. این تغییرات تقریبآ خطی هستند و می توان گفت که خلوص با افزایش زمان مرحله ی جذب کاهش می یابد.در فشارهای بالا نیتروژن در لحظه ی ورود به بستر جذب توسط اولین لایه از جاذب ها، جذب شده و این باعث می شود که سایت های بستر جذب بهتر پر شده و ظرفیت جذب اُفت نکند.