Tesisat Dergisi 309. Sayı (Eylül 2021)

T esisat / Eylül 2021 113 tesisat.com.tr arasıdır azot üretimi gerçekleşir. Karbon moleküler elek doy- gunluğa ulaştığında birinci tankın basıncı düşürülür ve CMS tekrardan kullanılabilir hale getirilir. Bu işleme rejenerasyon veya desorpsiyon denir. Bu süreç içerisinde ikinci tankın basıncı arttırılır ve saf azot üretimi ikinci tankta devam eder. Adsorpsiyon, tanklar arası devamlı olarak basınç deği- şimine bağlı olduğundan ötürü bu sisteme basınç salınımlı adsopsiyon adı verilmiştir. Bu yöntemle 95 %- 99.999% saflıkta azot üretimi gerçekleştirilir. Medikal uygulamalar, lazer kesim, gıda gibi birçok uygu- lama 99.999% gibi yüksek saflıkta azot gazına ihtiyaç duy- maktadır. Bu yüksek saflıktaki azot ihtiyacı PSA yöntemine ek olarak deoxo adı verilen sistemle elde edildiğinde çok daha fazla enerji tasarrufu sağlanabilir. 3. DEOXO SİSTEMİ PSA sisteminden üretilen 99.5% ve 99.9% saflıktaki azotun içerisinde %0,5 ve %0,1 oranında oksijen bulunabilir. Safsızlığın sebebi olan bu oksijen molekülleri hidrojen gazı ile reaksiyona girerek ayrıştırılabilmektedir. Deoxo ile azot gazı saflaştırma işleminde hidrojen ve PSA azot jeneratö- ründen üretilen azot gazı içerisindeki safsızlık olan oksijen stokiyometrik oranlarda reaksiyona girerek su oluşturur ve sistemden dışarı atılır. Deoxo sisteminde reaksiyonun verimli bir şekilde gerçekleşmesi için paladyum veya platin esaslı katalizörler kullanılır. PSA yöntemi ile üretilen azot içerisindeki oksijen ve sisteme beslenen hidrojen gazı bu katalizörlerin yüzeyinde reaksiyona girerek su molekülünü Adsorban Ayrıştırdığı Malzeme Alüminyum Oksit Su Silika Jel Su, Hidrokarbon, CO 2 Aktif Karbon CO 2 , CH 4 , C 2 + , N 2 Zeolit Moleküler Elek CH 4 , CO, N 2 Karbon Moleküler Elek O 2 Şekil 2. PSA metodunun şematik gösterimi Yukarıdaki tablodan da anlaşılacağı üzere azot üretimi için en uygun adsorban malzeme oksijen moleküllerini tutma özelliğinden ötürü karbon moleküler elektir. Karbon molekü- ler elek (CMS), aktif karbonunun özel ısıl işlemlerden geçi- rilerek üretildiği bir başka çeşididir. Karbon moleküler elek <0.4 nm’den >25 nm’ye kadar olan bileşenleri tutabilecek özel gözenek yapılarına sahiptir [4]. Ayrıştırma prosesi genel olarak bu gözeneklerin yarattığı elementler arası difüzyon hız farklılığına dayanarak gerçekleşir. Basınçlı hava karbon mole- küler elekten geçerken oksijenin elek tarafından tutunma hızı azota göre daha hızlı gerçekleştiğinden azot molekülleri ayrışıp ilerlerken oksijen molekülleri geride kalır. CMS belli bir doygunluğa ulaşıncaya kadar oksijen ele- mentlerini yüksek basınç altında tutabilir. Belli bir zaman sonra azot molekülleri de CMS’ in gözeneklerine sıkışmaya başlar ve böylece verimlilik düşer. Verimli bir şekilde azot üretimine devam edebilmek için karbon moleküler elek tutmuş olduğu oksijen moleküllerinden ayrışması gerekir. CMS oksijen moleküllerinin yüksek basınç atında tutarken basınç düşürüldüğünde bu adsorpsiyon özelliğini kaybeder ve desorpsiyon gerçekleşir. PSA yönteminde sürekli bir şekilde azot üretimi yapabil- mek için iki tane tank kullanılır. Birinci tankın basıncı yüksel- tilir ve oksijen CMS tarafından adsorbe edilerek doygunluk seviyesine ulaşıncaya kadar, ki bu zaman aralığı 1 ila 2 dakika Şekil 1. Oksijen ve Azotun adsorpsiyon hızları [5]