কিভাবে একটি চাপ সুইং অ্যাডসরপশন (পিএসএ) অক্সিজেন জেনারেটর উচ্চ বিশুদ্ধতা অক্সিজেন দক্ষতার সাথে এবং চাহিদা অনুযায়ী সরবরাহ করে?

একটি প্রেসার সুইং অ্যাডসর্পশন (PSA) অক্সিজেন জেনারেটর কীভাবে উচ্চ-বিশুদ্ধতার অক্সিজেনকে দক্ষতার সাথে এবং চাহিদা অনুযায়ী সরবরাহ করে?

শিল্পক্ষেত্রে, ইস্পাত কাটা ও ঝালাই থেকে শুরু করে বর্জ্য জল শোধন এবং ওজোন উৎপাদন পর্যন্ত বিভিন্ন প্রক্রিয়ার জন্য উচ্চ-বিশুদ্ধতার অক্সিজেনের একটি ধারাবাহিক, সাশ্রয়ী সরবরাহ অপরিহার্য। ঐতিহাসিকভাবে, এই সরবরাহ ক্রায়োজেনিক পাতন বা ভারী ট্যাঙ্কে তরল অক্সিজেন (LOX) সরবরাহের উপর নির্ভরশীল ছিল, যা সরবরাহ শৃঙ্খলে জটিলতা, নিরাপত্তা এবং সরবরাহের ক্ষেত্রে বিভিন্ন চ্যালেঞ্জ তৈরি করত। বর্তমানে, আধুনিক সমাধান হল প্রেসার সুইং অ্যাডসর্পশন (PSA) প্রযুক্তি ব্যবহার করে শিল্প অক্সিজেন জেনারেটর, যা শিল্প গ্যাস সংগ্রহের ক্ষেত্রে বিপ্লব ঘটিয়েছে। প্রস্তুতকারক এবং পরিচালন ব্যবস্থাপকদের জন্য গুরুত্বপূর্ণ প্রশ্ন হল: এই অত্যাধুনিক সিস্টেমটি কীভাবে দক্ষতার সাথে, চাহিদা অনুযায়ী অক্সিজেন সরবরাহ করে এবং এটি নির্ভরযোগ্যভাবে কত উচ্চ বিশুদ্ধতা অর্জন করতে পারে?

PSA অক্সিজেন জেনারেটরের মূল বৈশিষ্ট্য হল এর সরল অপারেশন এবং আণবিক স্তরে নির্বাচন করার ক্ষমতা। এই প্রক্রিয়াটি একটি বিশেষ উপাদান, যা জিওলাইট আণবিক চালনী (ZMS) নামে পরিচিত, তার ভৌত বৈশিষ্ট্যগুলির উপর নির্ভর করে যা বায়ুমণ্ডলীয় বাতাস থেকে নাইট্রোজেনকে আলাদা করে। জেনারেটরের কাঁচামাল হিসেবে বাতাস প্রায় ৭৮% নাইট্রোজেন, ২১% অক্সিজেন এবং ১% আর্গন ও অন্যান্য সামান্য গ্যাস দ্বারা গঠিত। PSA চক্রটি কাঙ্ক্ষিত ২১% অক্সিজেনকে আলাদা করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।

PSA প্রক্রিয়াটি ZMS উপাদান দিয়ে পূর্ণ দুটি বা ততোধিক শোষণ পাত্রে (টাওয়ারে) চক্রাকারে কাজ করে। চক্রটি চারটি প্রধান ধাপ অনুসরণ করে:

১. শোষণ (চাপ বৃদ্ধি):

সংকুচিত, ফিল্টার করা বায়ুমণ্ডলীয় বাতাস পাত্রগুলির একটিতে প্রবেশ করানো হয়। ZMS অক্সিজেন অণুর চেয়ে নাইট্রোজেন অণুর প্রতি শক্তিশালী আকর্ষণ শক্তি (শোষণ) দেখায়। চাপ বাড়ার সাথে সাথে, নাইট্রোজেন অণুগুলি অগ্রাধিকারের ভিত্তিতে আটকে যায় এবং ZMS পলেটগুলির পৃষ্ঠে লেগে থাকে, যেখানে কম শোষিত অক্সিজেন অণুগুলি পাত্রের মধ্য দিয়ে যায় এবং একটি বাফার ট্যাঙ্কে জমা হয়। এই মুহূর্তে উৎপাদিত গ্যাস, উচ্চ-বিশুদ্ধতার অক্সিজেন তৈরি হয়। এই ধাপের কার্যকারিতা সরাসরি প্রয়োগ করা চাপের সাথে সম্পর্কযুক্ত—সাধারণত উচ্চ চাপ মানে দ্রুত এবং বেশি নাইট্রোজেন শোষণ, যদিও এটি শক্তি ব্যবহারের সাথে ভারসাম্যপূর্ণ হতে হবে।

২. চাপ সমান করা:

সম্পৃক্ত পাত্রটি সম্পূর্ণরূপে চাপমুক্ত করার আগে, ভিতরে থাকা উচ্চ-চাপের গ্যাস খালি, পুনরুৎপাদিত টাওয়ারে পাঠানো হয়। এই সমান করার ধাপটি শক্তিকে দক্ষতার সাথে স্থানান্তর করতে এবং পরবর্তী টাওয়ারটিকে চক্রে প্রি-প্রেসারাইজ করতে সহায়তা করে, যা হঠাৎ চাপ হ্রাস কমিয়ে দেয় এবং সংকুচিত বাতাসের শক্তির একটি অংশ সংরক্ষণ করে, যা অন্যথায় নষ্ট হয়ে যেত, যা সিস্টেমের সামগ্রিক শক্তি দক্ষতায় উল্লেখযোগ্যভাবে অবদান রাখে।

৩. ডেসর্পশন (চাপ হ্রাস):

প্রথম পাত্রটি তার সর্বাধিক শোষণ ক্ষমতা (নাইট্রোজেন স্যাচুরেশন) তে পৌঁছানোর পরে, ইনলেট ভালভ বন্ধ করা হয় এবং একটি ভেন্ট ভালভ খোলা হয়, যা দ্রুত চাপকে বায়ুমণ্ডলীয় স্তরে কমিয়ে দেয়। চাপের এই পতন ZMS-কে আটকে থাকা নাইট্রোজেন অণুগুলি নির্গত করতে সাহায্য করে—এই প্রক্রিয়াটি ডেসর্পশন নামে পরিচিত। এই নাইট্রোজেন সমৃদ্ধ বর্জ্য গ্যাস নিরাপদে পরিবেশে নির্গত হয়। এই ধাপটি ZMS-কে পুনরুৎপাদন করে, যা এটিকে পরবর্তী শোষণ চক্রের জন্য প্রস্তুত করে।

৪. শুদ্ধকরণ:

সক্রিয়, চাপযুক্ত টাওয়ার থেকে উৎপাদিত অক্সিজেনের একটি ছোট প্রবাহ পুনরুৎপাদিত (চাপমুক্ত) টাওয়ারে পরিচালিত হয়। এই সংক্ষিপ্ত শুদ্ধকরণ প্রবাহ অবশিষ্ট সামান্য নাইট্রোজেনকে সরিয়ে ফেলতে এবং ZMS-কে আরও পরিষ্কার করতে সাহায্য করে, যা পরবর্তী চক্রের জন্য সর্বোচ্চ বিশুদ্ধতা নিশ্চিত করে।

প্রক্রিয়াটি তখন দুটি টাওয়ারের মধ্যে পরিবর্তিত হয়, যা শিল্প অ্যাপ্লিকেশনে অক্সিজেনের একটি অবিচ্ছিন্ন, স্থিতিশীল প্রবাহ নিশ্চিত করে।

উচ্চ বিশুদ্ধতা এবং দক্ষতা অর্জন:

সিস্টেমের দক্ষতা এবং বিশুদ্ধতার মূল ভিত্তি হল ZMS উপাদানের গুণমান এবং বুদ্ধিমান নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা। একটি উচ্চ-মানের আণবিক চালনী সর্বোত্তম নির্বাচন ক্ষমতা এবং উচ্চ নাইট্রোজেন শোষণ ক্ষমতা প্রদান করে। এছাড়াও, একটি অত্যাধুনিক নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা ভালভ টাইমিং, চাপ সেটিংস এবং চক্রের সময়কাল সুনির্দিষ্টভাবে পরিচালনা করতে উন্নত অ্যালগরিদম ব্যবহার করে। এই সূক্ষ্ম নিয়ন্ত্রণ অপরিহার্য কারণ বিশুদ্ধতা এবং প্রবাহের হার দক্ষতার সাথে ব্যস্তানুপাতিক। প্রস্তুতকারককে অবশ্যই ক্লায়েন্টের নির্দিষ্ট চাহিদা মেটাতে সিস্টেমটিকে অপটিমাইজ করতে হবে—সাধারণত ৯০% থেকে ৯৫% এর মধ্যে অক্সিজেনের বিশুদ্ধতা প্রদান করে।

সংক্ষেপে, শিল্প PSA অক্সিজেন জেনারেটর হল প্রয়োগকৃত সারফেস কেমিস্ট্রি এবং ইঞ্জিনিয়ারিং-এর একটি বিজয়। এটি বিভিন্ন চাপে ZMS-এর নির্বাচনী শোষণ বৈশিষ্ট্যগুলির ব্যবহার করে একটি বিনামূল্যে, সর্বব্যাপী সম্পদ (বাতাস)-কে একটি গুরুত্বপূর্ণ, উচ্চ-বিশুদ্ধতা সম্পন্ন শিল্প গ্যাসে রূপান্তরিত করে। এই সিস্টেমটি বহিরাগত গ্যাস সরবরাহকারীদের উপর নির্ভর করার চেয়ে একটি নিরাপদ, নির্ভরযোগ্য এবং মূলত আরও সাশ্রয়ী সমাধান প্রদান করে, যা শিল্পগুলিকে তাদের নিজস্ব গুরুত্বপূর্ণ সম্পদ ব্যবহারের স্থানে, ঠিক যখন তাদের প্রয়োজন হয়, তখনই তৈরি করার ক্ষমতা দেয়। অবিচ্ছিন্ন, চক্রাকার অপারেশন নিশ্চিত করে যে শেষ ব্যবহারকারী ঐতিহ্যবাহী গ্যাস সরবরাহ পদ্ধতির সাথে যুক্ত সরবরাহ বিলম্ব বা ব্যাঘাতের সম্মুখীন হবে না।