لماذا لا تستطيع محطة PSA إنتاج أكسجين بنقاء 100%؟

مما يتكوّن الهواء

يتكوّن الهواء الجاف حجمًا من 78.08% نيتروجين و 20.95% أكسجين، ويليهما الأرغون بوصفه أكبر مكوّن تالٍ بنسبة 9,340 ppm، وفق صحيفة بيانات الأرض الصادرة عن NASA. وتفصل محطة الامتزاز بتأرجح الضغط (PSA) هذه الغازات بالامتزاز: إذ يمتز الزيوليت فيها النيتروجين تفضيليًا ويسمح للأكسجين بالمرور، وعندما يتشبع الزيوليت يُخفَّض ضغط الوعاء فيتحرر النيتروجين ويمكن استخدام سرير المنخل من جديد.

لماذا يحدد الأرغون السقف

تذكر المذكرة HTM 02-01 (2026) أن تقنية PSA يمكنها إنتاج تركيزات أكسجين تصل إلى 95%، وأن المحتوى المتبقي في معظمه أرغون مع قليل من النيتروجين، وأن من غير المرجح أن يتجاوز أقصى تركيز يمكن بلوغه 97/98%. ويصف دستور الأدوية الأوروبي الأكسجين المنتج في محطة امتزاز أحادية المرحلة بأن محتواه الاسمي يتراوح بين 90.0% و 96.0%، والباقي أرغون ونيتروجين، وتذكر مذكرة إحاطة بشأن النقاء صادرة عن الصندوق العالمي (2024) أن نقاء هذه المحطات لا يتجاوز 96% بسبب حدود التقنية.

كيف تُنتج درجات نقاء أعلى

• الامتزاز على مرحلتين: توضح EDQM أن مرحلة امتزاز ثانية مصممة لإزالة الأرغون أدت إلى الأكسجين 98، الدراسة الدستورية 3098، بمحتوى اسمي قدره 98.0% يتراوح بين 96% و 100%.
• التقطير بالتبريد العميق: يُنتج الأكسجين بنقاء لا يقل عن 99.5% (Ph. Eur.، الدراسة الدستورية 0417) بتقطير الهواء بالتبريد العميق، ويُورَّد سائلًا أو في أسطوانات.

النقاء والتدفق

ضمن نطاق المرحلة الواحدة، يعني ضبط النقاء على قيمة أعلى تدفقًا أقل من المعدات نفسها. ويُظهر جدول مركّز الأكسجين ULTRACON إنتاجًا أقل عند 95% منه عند 93% لكل الأحجام: فأكبرها، 14D، يعطي 111.4 Nm³/h عند 93% و 90.4 Nm³/h عند 95%. وتُزوِّد محطات ULTRAOX SC و ST أكسجينًا بنقاء 94% (±1%).