فصل الغشاء ل إنتاج النيتروجين هي طريقة لتوليد النيتروجين عالي النقاء من الغلاف الجوي باستخدام أغشية تخلل انتقائية. مبدأ هذه العملية هو أن الغازات المختلفة في الهواء لها معدلات انتشار مختلفة عبر الغشاء، مما يسمح للنيتروجين بالمرور بينما يتم الاحتفاظ بالمكونات الأخرى مثل الأكسجين والأرجون والغازات النزرة. فيما يلي نظرة عامة على فصل الغشاء لإنتاج النيتروجين:
مكونات الغشاء: تستخدم هذه العملية أولاً مكونات الغشاء، والتي تحتوي على عدد كبير من الألياف المجوفة أو الأغشية المسطحة. هذه الأغشية مصنوعة من مواد ذات قابلية عالية للأكسجين ومكونات الغاز الأخرى، والتي يمكنها إزالة هذه المكونات بشكل انتقائي من تدفق الهواء.
إمداد الغاز: يتم إدخال الهواء المضغوط إلى مكونات الغشاء. يمكن معالجة الهواء مسبقًا لإزالة الشوائب والرطوبة والجسيمات، وبالتالي حماية الغشاء من الأوساخ أو التلف.
فصل الغاز: عندما يتدفق الهواء المضغوط عبر مكونات الغشاء، بسبب الحجم الجزيئي الأصغر والانتشار العالي للأكسجين ومكونات الغاز الأخرى، تكون سرعة مرور الأكسجين ومكونات الغاز الأخرى عبر الغشاء أسرع من سرعة النيتروجين. وهذا يشكل تدفق النيتروجين المخصب على الجانب الآخر من الغشاء.
جمع النيتروجين: يتم جمع تيارات غاز النيتروجين المخصب بتركيز عالي من النيتروجين كمنتج رئيسي. عادةً ما يتم تفريغ الغاز المتبقي (الذي يحتوي على نسبة منخفضة من النيتروجين) الموجود على جانب التغذية للغشاء أو إعادة تدويره.
التحكم في النقاء: يمكن ضبط نقاء إنتاج النيتروجين من خلال التحكم في ظروف التشغيل وخصائص الغشاء وعدد مكونات الغشاء المستخدمة في النظام.
النظام المتكامل: يمكن توصيل مكونات الغشاء المتعددة بالتوازي أو على التوالي لتحسين قدرة إنتاج النيتروجين أو تحقيق مستويات نقاء أعلى. يمكن ضبط إنتاج النيتروجين بشكل دقيق لتلبية متطلبات التطبيق المحددة.
يعد الفصل الغشائي لإنتاج النيتروجين طريقة موثوقة وموفرة للطاقة، ومناسب بشكل خاص للتطبيقات التي تتطلب معدلات تدفق منخفضة ونيتروجين متوسط النقاء. يتم استخدامه على نطاق واسع في العديد من الصناعات، بما في ذلك الإلكترونيات والمختبرات وتغليف المواد الغذائية والقطع بالليزر، والتي تتطلب إمدادًا مستمرًا بغاز النيتروجين عالي النقاء.
بالمقارنة مع طرق إنتاج النيتروجين الأخرى، تتميز طريقة الفصل الغشائي بمزايا استهلاك الطاقة المنخفض، الحجم الصغير، التركيب السهل، ومتطلبات الصيانة المنخفضة. ومع ذلك، قد لا يكون مناسبًا لتطبيقات النيتروجين عالية النقاء أو المواقف التي تتطلب معدلات تدفق عالية للنيتروجين، حيث أن طرق إنتاج النيتروجين الأكثر تخصصًا مثل فصل الهواء قد تكون أكثر ملاءمة في مثل هذه الحالات.
