نقش زئولیت اکسیژن ساز در تغلیظ اکسیژن چیست ؟

این ماده نوع کانی به شمار می رود که اصولاً در طبیعت وجود دارد. بیشتر کره خاکی ما پوشیده شده از این عنصر می باشد که به وفور در هر جایی پیدا می شود؛ ولی نوع آتشفشانی آن بهترین محصول به شمار می رود. 

معادن زئولیت ایران در شهرهای مختلفی موقعیت دارد که از آن شرکت های گوناگونی بهره وری می کنند و محصولاتش را هم در بازارهای داخلی و هم در خارج کشور به فروش می رسانند. از این جمله می شود به کارخانه زئولیت سمنان اشاره کرد که یکی از بهترین کانی های تولید کرده و در دسترس مشتریان خود قرار می دهد. 

تولید عمده زئولیت هم از سوی کارخانه های متعددی انجام می پذیرد که در کار استخراج و همچنین تبدیل کردن این نوع از کانی، به اشکال مختلفی می باشند. ولی اکنون می پردازیم به این موضوع که ساخت زئولیت ها به در دو نوع صورت می گیرد؛ اول این که آن را همان طور که توضیح داده شد، به شکل طبیعی می توان از معدن استخراج کرد. 

نکته دوم این است که برخی از شرکت ها آن را به شکل مصنوعی نیز می سازند که این کار را با مواد اولیه گوناگون و طی فرآینده های متفاوتی انجام می دهند. پس در بازار دو نوع زئولیت تولید شده وجود دارد که هر کدام از آن ها کیفیت های مختلفی را دارا می باشند و در عین زمان، کاربردهای شان نیز متفاوت است. 

اکسیژن ساز چیست؟

دستگاه اکسیژن ساز یک وسیله ی پزشکی برقی برای تامین اکسیژن کافی برای بیماران است. هوای اطراف ما از  اکسیژن (۲۱%) ، نیتروژن (۷۸%) و گازهای دیگر (۱%) تشکیل شده است.

اکسیژن ساز اکسیژن با خلوص بالا را برای بیمار مهیا می کند و توسط ظرف مرطوب کننده اکسیژن مرطوب را با جریان خروجی قابل تنظیم به بیمار تحویل می دهد.

انواع اکسیژن ساز:

 ۱- اکسیژن ساز ثابت یا خانگی :

دستگاه اکسیژن ساز خانگی در حجم های ۳ ، ۵ ،۶ ، ۸ و ۱۰ لیتر تولید می شود. این مدل اکثرا ثابت بوده و با توجه به نداشتن باطری پشتیبان و وزن زیاد آن مناسب حمل و نقل های زیاد نیست.

 ۲- اکسیژن ساز پرتابل :

اکسیژن ساز پرتابل عملکردی شبیه به بقیه اکسیژن ساز ها دارد و مشخصه اصلی آن وزن کم، اندازه کوچک و باطری قابل شارژ است. اکسیژن ساز پرتابل به دو نوع اکسیژن ممتد و منفصل تقسیم می شود.

 ۳- اکسیژن ساز بیمارستانی :

در واحد تاسیسات هر بیمارستان قسمتی برای دستگاه اکسیژن ساز مرکزی تعبیه شده . این اکسیژن توسط لوله کشی های مخصوص به کلیه ی بخش های ویژه بیمارستان منتقل می شود.

نقش زئولیت اکسیژن ساز در تغلیظ اکسیژن :

 

این ماده که شامل ساختارهایی از سیلیکا، کاتیون سدیم، کلسیم و آلومینیوم می باشد، برای تولید جبران بار مثبتی که دستگاه های اکسیژن ساز در سطح از دست می دهند، موثر است. 

 زئولیت رابرای تغلیظ اکسیژن به دو دلیل اصلی به کار می برند:

۱- جذب فیزیکی:

نوع عمل کرد می باشد که در آن زئولیت، نیتروژن حاوی آب را می گیرد و سپس به اکسیژن اجازه می دهد تا به عبور خود ادامه دهد. این نوع از سنگ به دلیل متخلخل بودن و و بزرگی سطحی که دارد، توانای جذب هر گونه نیتروژنی در مقدارهای مختلف و متنوع را دارا می باشد. 

۲- جلوگیری فضایی :

به این معنی است که تخلخل های زئولیت به دلیل یک نواختی ای که دارند، از خواص ویژه این ماده معدنی هستند که باعث می شوند تا نیتروژن را گرفته و نگذارند تا از فیلترهای تصفیه کننده عبور نمایند. 

کاربرد زئولیت در خالص سازی اکسیژن :

این عنصر معدنی همان گونه که به گونه مبسوط در بالا به آن پرداختیم، از ورود هرگونه گاز نیتروژن به آب جلوگیری می کند و اکسیژن را آزاد می سازد. 

اما کاربردهای گوناگونی این سنگ دارد که می توان به استفاده از آن در صنایع مختلف و همچنین منازل اشاره کرد. در تصفیه های خانگی به جای سلیس امروزه بیشتر از زئولیت استفاده می شود و در کارخانه های صنعتی هم قضیه به همین گونه است. 

این سنگ باعث می شود تا ۹۵% از اکسیژن خالص تولید شود و از نمونه های گوناگون آن هم شرکت های تولیدکننده استفاده می کنند که شامل شابازیت و موردنیت است. برای نمونه یکی از کاربردهای اساسی دیگر زئولیت را می شود در معادن ذغال سنگ یافت. در این معادن به دلیل وجود گازهای خطرناک هم چنین کمبود اکسیژن، برای تولید گاز مفید برای انسان، از زئولیت استفاده می کنند که بسیار کارا و موثر می باشد. 

از طرفی بکارگیری از زئولیت در صنایع و کارهای مختلف، بسیار ارزان تر می باشد و مقرون به صرفه است. به همین دلیل است که بسیاری از تولیدی ها و صنایع مختلف از این سنگ برای اکسیژن سازی خالص کار می گیرند. 

مهمترین کاربردهای صنعتی زئولیت :

۱- کاربردهای صنعتی: جدا سازی نیتروژن و انواع گاز و همچنین جذب کننده نفت و دیگر فراورده های آن 

۲- کاربرد در تصفیه آب: از میان بردن همه فلزات سنگین، تصفیه آب استخر و غیره 

۳- کاربرد کشاورزی: جذب رطوبت را انجام می دهد و بو را کنترل می کند. با این سنگ گلخانه ها را حاصل خیز می کنند و از سوی سبزیجات و گل را پروش می دهند. تولید کو شیمیایی هم با زئولیت انجام می شود. 

۴- استفاده در پرورش ماهی: به دلیل تصفیه کردن خوب، در این صنعت بکار گرفته می شود. 

۵- استفاده در خانه ها: بو گیر مناسبی است. 

مشخصات بهترین زئولیت برای دستگاه اکسیژن ساز :

۱- عاری از هر گونه مواد افزودنی دیگر مانند گچ و آهک می باشد. 

۲- در رنگ های شفاف به فروش می رسند. 

۳- ناخالصی ندارند که این مسئله با دستگاه های آزمایشگاهی انجام پذیر است. 

۵- دارای خلوص بالایی باشد. 

آشنایی با انواع زئولیت و کاربردهای آن :

زئولیت ها را در سه بخش اصلی تقسیم بندی می کنند که به آن طبقه بندی هم می گویند. در درجه نخست می شود به زوئولیت بر اساس شکل بلورین آن اشاره کرد. این نام را برای این روی آن گذاشته اند که مانند بلور است. طبقه بندی دوم بر اساس نوع شکل گیری است که برخی از آنان رسوبی و بعضی دیگر آتشفشانی تولید می گردند. اما طبقه بندی سوم بر اساس خواص اسیدی آن ها انجام می شود. این ها را به نحوی می شود به عنوان انواع زئولیت هایی که در بازار موجود است، نام برد. 

  کاربردهای این کانی ها زیاد می باشد که عبارتند از  :

۱- زئولیت پرورش ماهی 

۲- زئولیت در کشاورزی 

۳- زئولیت در صنعت تصفیه آب 

۴- زئولیت در صنعیت پتروشیمی، گاز و نفت 

۵- زئولیت در صنعت دارو سازی و مواد شوینده 

۶- زئولیت در ساخت مصالح گوناگون ساختمانی 

ویژگی های بهترین زئولیت های صنعتی :

همان گونه که توضیح داده شد، از زئولیت ها در صنایع مختلفی استفاده می شود. این گونه از محصول دارای انواع و مدل های متفاوتی است که هر کدام از مالکان صنایع به طور جداگانه و برای امور مختلفی از این کانی کار می گیرند. اما بیشتر صنایع سعی می کنند تا از نوع مصنوعی زئولیت استفاده کنند که در این خصوص دلیل دارند. 

مسئله این است که نوع طبیعی محصول، دارای ترکیب یک دست نمی باشد و همین در برخی از صنعت ها مشکلاتی را پیش می آورد؛ ولی نوع دست ساز و به اصطلاح مصنوعی از این مشکل مبرا است و آن را می شود در اندازه های منظمی از بازار تهیه کرد و در اموری که به آن نیاز داریم بکار بست. اما از دیگر ویژگی های این کانی می شود به این ها اشاره نمود: 

۱- قدرت تصفیه کننده بالا 

۲- آب گیری به میزان زیاد 

۳- چگالی پایین در هنگام آب گیری 

۴- توانایی جذب هر گونه گازهای غیر مفید و مضر 

دو روش برای تولید گاز اکسیژن وجود دارد :

۱-  روش برودتی

۲-  روش جذب سطحی همراه با نوسانات فشار (PSA) 

 زئولیتی که برای دستگاه اکسیژن ساز استفاده می شود متخلل و دارای سطح زیادی می ­باشد که نیتروژن بر روی سطح آن جذب شده و اکسیژن (و همین طور آرگون) عبور می کند . زئولیت معمولا به سرعت با نیتروژن اشباع می شود به همین خاطر برای تولید پیوسته گاز اکسیژن از دو ستون زئولیت به طور همزمان استفاده می­شود و در یک زمان یکی از ستون ها در حال تغلیظ گاز اکسیژن و دیگری در حال احیا می باشد . این فرایند نه تنها بسیار با محیط سازگار می­ باشد بلکه می ­تواند گازهای دیگر (مثل CO۲) را نیز از جریان گازهای صنعتی حذف کند .
روش جذب بر اساس نوسانات فشار یکی از محبوب ترین روش ­های قابل استفاده برای تولید صنعتی گاز اکسیژن در مقادیر کم و متوسط می­ باشد . دستگاه های اکسیژن ساز خانگی با تکنولوژی PSA (به اندازه یک چمدان) جایگزین کپسول های اکسیژن پر فشار استفاده شده در خانه ها و برخی موقعیت های صنعتی شده اند .
روش جذب سطحی بر اساس نوسانات فشار (PSA)
یک دستگاه اکسیژن ساز آنچنان که گفته شد برای اینکه قادر به تولید پیوسته گاز اکسیژن باشد دارای دو ستون زئولیت است . ابتدا هوا با فشار وارد یک ستون پر از گرانول های زئولیت می ­شود و گرانول­ ها ترجیحا گاز نیتروژن را جذب کرده و به گاز اکسیژن اجازه عبور می­دهند تا به سمت خروجی دستگاه برود . در آخر زئولیت­ها با گاز نیتروژن اشباع شده و باید احیا شوند . ویژگی خاص این زئولیت­ها در جذب سطحی نیتروژن به این ترتیب است که در فشارهای بالای ۱۵۰ KPa قادرند بیشترین گاز نیتروژن را جذب کنند . به این خاطر هوا با فشار زیاد وارد ستون­ها می­ شود و در فشار اتمسفر گاز نیتروژن دفع می­ شود که در هنگام احیا زئولیت­ های یک ستون دستگاه اکسیژن ساز ، فشار به میزان فشار اتمسفر کاهش می ­یابد و گاز نیتروژن از سطح زئولیت خارج و از مسیری مشخص از دستگاه دفع می­ شود . بلافاصله بعد از اینکه ستون اول از گاز نیتروژن اشباع شد و زمان احیا زئولیت ها فرا رسید ، ورودی هوای دستگاه اکسیژن ساز به ستون دوم تغییر مسیر می­ دهد و در ستون دوم کار تغلیظ اکسیژن را انجام می­دهد تا اینکه این ستون هم از نیتروژن اشباع گردد . در این هنگام هوا دوباره به ستون اول که کاملا احیا شده و آماده تغلیظ است وارد شده و این چرخه ادامه می یابد .

زئولیت دستگاه اکسیژن ساز :

زئولیت انواع مختلف طبیعی و سنتزی دارد که در ادامه به بیان ویژگی های آن ها و به ویژه زئولیتی که در دستگاه اکسیژن ساز  استفاده می شود می پردازیم .
زئولیت های طبیعی آنچنان جهت جدا کردن گاز اکسیژن خاصیت انتخابی ندارند و برای این کار زئولیت های سنتزی مورد استفاده قرار می­ گیرند . زئولیت­ ها ، آلومینوسیلیکات­ هایی با ساختار کریستالی پیچیده می ­باشند که از حلقه های به هم پیوسته­ ی یون­ های سیلیکونی ، آلومینیوم و اکسیژن تشکیل یافته است . فرمول شیمیایی زئولیت استفاده شده در دستگاه Na۱۲[(AlO۲)۱۲(SiO۲)۱۲].۲۷H۲O می ­باشد . این ترکیب گونه ای از زئولیت است که می ­تواند بیشترین گاز نیتروژن را جذب کند .

زئولیت در تغلیظ اکسیژن به دو دلیل بسیار موثر است :

جذب فیزیکی وقتی نیتروژن در معرض کاتیون های کریستال زئولیت قرار می گیرد ، یک دو قطبی القایی تشکیل می ­شود و نیتروژن در کریستال زئولیت جذب می­ گردد . نیتروژن نسبت به اکسیژن بیشتر قابلیت پلاریزاسیون دارد و زئولیت به صورت انتخابی نیتروژن را جذب کرده و اکسیژن را بدون هیچ محدودیتی عبور می ­دهد . سطح درونی زئولیت به خاطر متخلخل بودن آن بسیار بزرگ است و به همین دلیل م ی­تواند مقدار زیادی گاز نیتروژن را جذب کند .
ممانعت فضایی ساختار قفس مانند زئولیت به گونه ای طراحی شده که تنها به اکسیژن اجازه عبور می ­دهد و از عبور مولکول های بزرگتر نیتروژن ممانعت می­ کند . تخلخل ها و حفرات زئولیت به اندازه کافی بزرگ هستند که اجازه ورود مولکول های اکسیژن را بدهند و از طرفی به اندازه کافی کوچک هستند تا از عبور مولکول های نیتروژن جلوگیری نمایند . آرگون نیز تقریبا ۵ درصد گاز تولید شده توسط یک دستگاه اکسیژن ساز PSA را تشکیل می دهد. یکنواختی تخلخل ها  مهم ترین مزیت این زئولیت های سنتزی به حساب می­آید .

 برای تهیه دستگاه اکسیژن ساز با کیقیت و قیمت مناسب  با مشاورین ما در تماس باشید .

تلفن همراه : ۰۹۱۲۵۴۶۷۱۴۲

Image: 

آدرس :تهران جنوب به شمال اتوبان نواب قبل از پل کمیل ساختمان کالای پزشکی ایران (اقاقیا)واحد ۱۲۱ 

شرکت پیشگامان طب اقاقیا

تلفکس :   ۰۲۱۵۵۴۳۵۰۶۳ 

تلفن همراه:  ۰۹۱۲۰۵۰۶۶۱۴   , ۰۹۱۲۵۴۶۷۱۴۲

ایمیل: ptaghaghia@gmail.com

وب سایت: www.ptaghaghia.ir