شركة هانغتشو نوزو للتكنولوجيا المحدودة

يُعدّ فصل الهواء بالتبريد (فصل الهواء في درجات حرارة منخفضة) ومعدات إنتاج النيتروجين الشائعة (مثل فصل الأغشية ومولدات النيتروجين بالامتزاز المتأرجح للضغط) من الطرق الرئيسية لإنتاج النيتروجين صناعيًا. وتُستخدم تقنية فصل الهواء بالتبريد على نطاق واسع في مختلف الصناعات نظرًا لقدراتها الفعّالة في إنتاج النيتروجين ونقائه الممتاز. ستتناول هذه المقالة بالتفصيل مزايا واختلافات فصل الهواء بالتبريد ومعدات إنتاج النيتروجين، مع إجراء تحليل مقارن من حيث نقاء النيتروجين، وتطبيقات المعدات، وتكاليف التشغيل، وذلك لتوفير مرجع لاختيار تقنية إنتاج النيتروجين المناسبة.

تتمثل إحدى المزايا الهامة لفصل الهواء المبرد العميق لإنتاج النيتروجين في قدرته على تحقيق نقاء عالٍ للغاية للنيتروجين. إذ يُمكن لهذا الأسلوب إنتاج نيتروجين بنقاء يتجاوز 99.999%، وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات التي تتطلب نيتروجينًا عالي النقاء، مثل صناعة الإلكترونيات، والتخليق الكيميائي، وصناعة الطيران. في المقابل، لا تُوفر معدات إنتاج النيتروجين بتقنية الفصل الغشائي سوى نيتروجين بنقاء يتراوح بين 90% و99.5%، بينما تُوفر معدات إنتاج النيتروجين بتقنية امتزاز تأرجح الضغط (PSA) نيتروجينًا بنقاء يصل إلى 99.9%، إلا أنها لا تزال أقل كفاءة من فصل الهواء المبرد العميق. لذلك، يُعد فصل الهواء المبرد العميق خيارًا أكثر تنافسية في الصناعات التي تتطلب غازات عالية النقاء.

حجم إنتاج النيتروجين

تتميز وحدات فصل الهواء بالتبريد العميق بقدرتها على إنتاج كميات كبيرة من النيتروجين، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص للمنشآت التي تتطلب كميات كبيرة من النيتروجين، مثل مصانع الصلب والمصانع الكيميائية. ونظرًا لأن هذه الوحدات تُسيّل الهواء عند درجات حرارة منخفضة ثم تفصل النيتروجين والأكسجين، فإن طاقتها الإنتاجية تصل إلى مئات أو حتى آلاف الأمتار المكعبة في الساعة. في المقابل، تتميز معدات إنتاج النيتروجين بتقنية الفصل الغشائي والامتزاز بتقلب الضغط بقدرة إنتاجية محدودة نسبيًا، وهي مناسبة عادةً للمنشآت الصناعية الصغيرة والمتوسطة الحجم التي يتراوح طلبها على النيتروجين بين عشرات ومئات الأمتار المكعبة في الساعة. لذا، في المنشآت التي تتطلب كميات كبيرة من النيتروجين، يُعد فصل الهواء بالتبريد العميق خيارًا أفضل لتلبية احتياجاتها.

تكاليف التشغيل

من منظور تكاليف التشغيل، تُعدّ معدات فصل الهواء بالتبريد العميق أكثر اقتصادية للتشغيل المستمر واسع النطاق. صحيح أن الاستثمار الأولي لهذه المعدات أعلى، إلا أن تكلفة وحدة الغاز ستكون أقل نسبيًا على المدى الطويل. خاصةً في الحالات التي تتطلب كميات كبيرة من النيتروجين والأكسجين معًا، يُمكن لفصل الهواء بالتبريد العميق أن يُقلل بشكل ملحوظ التكلفة الإجمالية لإنتاج الغاز من خلال الإنتاج المشترك. في المقابل، تستهلك تقنيات إنتاج النيتروجين بالامتزاز المتأرجح للضغط وتقنيات الفصل الغشائي طاقةً أكبر، لا سيما عند إنتاج نيتروجين عالي النقاء. كما أن تكاليف التشغيل أعلى نسبيًا، وكفاءتها الاقتصادية التشغيلية أقل من كفاءة فصل الهواء بالتبريد العميق عند إنتاج كميات كبيرة من النيتروجين. السيناريوهات المُناسبة

تُستخدم وحدة فصل الهواء المبردة على نطاق واسع في الإنتاج الصناعي واسع النطاق الذي يتطلب كلاً من النيتروجين والأكسجين، كما هو الحال في صناعات الصلب والكيماويات والبتروكيماويات. في المقابل، تُعدّ معدات إنتاج النيتروجين بالامتزاز بتقلب الضغط ومعدات الفصل الغشائي أكثر ملاءمة للمؤسسات الصغيرة والمتوسطة، لا سيما في الحالات التي تتطلب الحصول على النيتروجين بمرونة وسرعة. يتطلب نظام فصل الهواء المبرد فترة تخطيط وتركيب مسبقة، وهو مناسب للمنشآت واسعة النطاق ذات التشغيل المستقر طويل الأمد. في المقابل، تتميز معدات الفصل الغشائي ومعدات الامتزاز بتقلب الضغط بصغر حجمها نسبيًا، مما يسهل نقلها وتركيبها بسرعة، وهي مناسبة للمشاريع قصيرة الأجل أو الأماكن التي تتطلب تصميمًا مرنًا.

طاقة إنتاج الغاز

من أهم مزايا فصل الهواء بالتبريد قدرته على إنتاج الغازات. فهو لا ينتج النيتروجين فحسب، بل ينتج أيضًا غازات صناعية أخرى كالأكسجين والأرجون، والتي لها تطبيقات مهمة في صهر الصلب، وإنتاج المواد الكيميائية، وغيرها من المجالات. لذا، تُعدّ تقنية فصل الهواء بالتبريد مناسبة للمؤسسات ذات الاحتياجات المتنوعة من الغازات، ويمكنها خفض تكلفة شراء الغاز بشكل ملحوظ. في المقابل، لا تنتج معدات امتزاز تأرجح الضغط وفصل الأغشية عادةً سوى النيتروجين، وتخضع نقاوة النيتروجين المُنتَج وكميته للعديد من القيود.

حماية البيئة وكفاءة الطاقة

تتميز أنظمة فصل الهواء المبردة بمزايا عديدة من حيث حماية البيئة وكفاءة الطاقة. فنظرًا لاعتمادها على الفصل الفيزيائي دون استخدام مواد كيميائية، فإنها لا تُسبب تلوثًا بيئيًا. إضافةً إلى ذلك، وبفضل التصميم المُحسّن وتقنية استعادة الحرارة، ارتفعت كفاءة استخدام الطاقة في هذه الأنظمة بشكل ملحوظ. في المقابل، تتطلب معدات إنتاج النيتروجين بالامتزاز المتأرجح للضغط عمليات امتزاز وإزالة امتزاز متكررة، مما يؤدي إلى استهلاك طاقة مرتفع نسبيًا. أما معدات إنتاج النيتروجين بالفصل الغشائي، فرغم انخفاض استهلاكها للطاقة نسبيًا، إلا أن نطاق استخدامها محدود، خاصةً في حالات النقاء العالي ومتطلبات التدفق الكبيرة، حيث لا تُضاهي كفاءة استخدام الطاقة فيها كفاءة أنظمة فصل الهواء المبردة.

الصيانة والتشغيل

تُعدّ صيانة أنظمة فصل الهواء المبردة عملية معقدة نسبيًا، وتتطلب فنيين ذوي خبرة لإدارتها وصيانتها الدورية. ومع ذلك، وبفضل أدائها المستقر وعمرها التشغيلي الطويل، تستطيع وحدات فصل الهواء المبردة الحفاظ على كفاءة تشغيلها على المدى الطويل. في المقابل، تُعدّ صيانة معدات فصل الأغشية وامتزاز تأرجح الضغط بسيطة نسبيًا، إلا أن مكوناتها الأساسية، كالمواد الماصة ومكونات الأغشية، عُرضة للتلوث أو التلف، مما يؤدي إلى دورات صيانة قصيرة وتكرارها بشكل متكرر، وهو ما قد يؤثر على جدوى المعدات وموثوقيتها على المدى الطويل.

ملخص

في الختام، تتميز تقنية فصل الهواء بالتبريد العميق بمزايا كبيرة مقارنةً بتقنيات إنتاج النيتروجين التقليدية، مثل الامتزاز بتقلب الضغط وفصل الأغشية، وذلك من حيث نقاء النيتروجين، وحجم الإنتاج، وتكاليف التشغيل، وإنتاج الغازات المصاحبة. وتُعدّ هذه التقنية مناسبة بشكل خاص للمؤسسات الصناعية الكبيرة، لا سيما في الحالات التي تتطلب نقاءً عالياً للنيتروجين، واستهلاكاً كبيراً للأكسجين، وحجماً كبيراً للإنتاج. أما بالنسبة للمؤسسات الصغيرة والمتوسطة، أو تلك التي لديها طلب مرن على النيتروجين وأحجام إنتاج منخفضة نسبياً، فإن تقنيات إنتاج النيتروجين بالامتزاز بتقلب الضغط وفصل الأغشية تُعدّ خيارات أكثر جدوى من الناحية الاقتصادية. لذا، ينبغي على المؤسسات اتخاذ قرارات مدروسة بناءً على احتياجاتها الفعلية، واختيار أنسب معدات إنتاج النيتروجين.

نحن شركة مصنعة ومصدرة لوحدات فصل الهواء. إذا كنت ترغب في معرفة المزيد عنا:

الشخص المسؤول عن التواصل: آنا

الهاتف/واتساب/وي شات: +86-18758589723

Email :anna.chou@hznuzhuo.com