נפות מולקולריות זאוליט ממלאות תפקיד מכריע בתהליך ייצור המימן PSA (Pressure Swing Adsorption), ותכונות הספיחה הסלקטיביות שלהן הן המפתח להשגת טיהור מימן יעיל. ייצור מימן PSA הוא תהליך ספיחה פיזיקלי, זהו תהליך של הפרדת גזים המשתמש ביכולות הספיחה השונות של גזים שונים על סופח המסננת המולקולרית.
איך התהליך של טיהור מימן?
מכיוון שהמימן מיושם במגזרי תעשייה ואנרגיה רבים, במיוחד בתאי דלק ובתעשיית האלקטרוניקה, יש להם דרישות מחמירות ביותר, רק מימן בטוהר גבוה יכול לעמוד בדרישות אלו.
אבל המימן המופק מחומרי גלם מכיל לרוב אדי מים וזיהומים כמו פחמן חד חמצני, פחמן דו חמצני, מתאן, גז חנקן וסולפידים. מים וזיהומים אלו עלולים להרעיל זרזים, להפחית את יעילות התגובה, לשתות ציוד ולהוות סיכונים בטיחותיים. לכן, התהליכים הקשורים לטיהור מימן מתמקדים בעיקר בייבוש והסרת זיהומים.
ייצור וטיהור מימן PSA
ייצור מימן PSA הוא אחד מתהליכי טיהור המימן הנפוצים ביותר בתעשייה. הוא מתאים במיוחד לטיהור מימן-המכיל גזים מעורבים כגון גז תנורי קוק וגז סינת (רפורמה בגז טבעי, גיזוז פחם).
טיהור מימן PSA מנצל את יכולות הספיחה הסלקטיביות הדיפרנציאליות של נפות מולקולריות בלחץ גבוה, כדי להפריד מימן מהגז המעורב. גדלי הנקבוביות האחידים של נפות מולקולריות מאפשרות להן ללכוד מולקולות טומאה קטנות יותר, ולשחרר מולקולות מימן גדולות יותר.
מנגנון אי-הכללה של-גודל זה מבטיח הסרה יעילה של מים וזיהומים, ומייצר מימן-טהור במיוחד המתאים ליישומים קריטיים. ומננות מולקולריות זאוליט הפכו לאבן יסוד בתהליך זה.
בלחץ גבוה, זיהומים נספגים, בעוד מימן עובר דרכו. בלחץ נמוך/וואקום, הנפות המולקולריות נספגות (מתחדשות), ומשחררות זיהומים. על ידי החלפת הלחץ מעת לעת, ניתן להשיג מימן בטוהר גבוה באופן רציף.
מסננות מולקולריות לטיהור מימן
טיפול מקדים באוויר כניסת-: לפני כניסת זרם הגז המעורב (המכיל מימן, אדי מים, פחמן חד חמצני, פחמן דו חמצני, מתאן, גז חנקן וכו') נכנס למערכת ה-PSA, יש צורך במסננות מולקולריות מסוג זאוליט מסוג 3A או 4A (או אלומינה פעילה) להסיר מים תחילה.
ספיגה בלחץ גבוה: זיהומים (כגון פחמן חד חמצני, פחמן דו חמצני, מתאן, גז חנקן וכו') ניתנים לספיגה על ידי מסננות מולקולריות זאוליט מסוג 5A, ולעיתים ניתן להשתמש גם במסננות מולקולריות זאוליט מסוג 13X בשילוב.
