Daleda Arafa
تتضمن عمليات التحكم بالملوثات باستخدام الامتزاز من خلال مرور تيار الغاز خلال مسام مادة صلبة تحتوي وسط الامتزاز، تجذب مسامات المادة الصلبة الغاز الممتز بعمليات امتزاز كيميائية وفيزيائية. الامتزاز الفيزيائي هو تكثيف الغازات والبخار على السطح الصلب عند درجات حرارة فوق درجة الندى، وتعتمد على قوة الانجذاب الموجودة بين الجزيئات.
تتعلق كمية الغاز الممتز بسهولة تكثيف الغاز ونقطة الغليان وحجم وكمية المواد الممتزة. ويتناسب الامتزاز الفيزيائي أيضاً مع مساحة السطح الصلب المتوفر، وهو غير محدد بطبقة جزيئات واحدة، إذ أن عدداً من طبقات الجزيئات يمكن أن تبنى على السطح الماز. يتم الامتزاز الفيزيائي بواسطة التكثيف الشعري داخل المسامات والتي تزيد بشكل فعلي كمية الغاز التي تمتزها.
يتم تحرير كمية ضئيلة من الحرارة خلال الامتزاز الفيزيائي وتتسرع العملية نسبياً وبسهولة تصبح عكوسة. عند تخفيض الضغط أو درجة الحرارة يمكن أن يعود الغاز الممتز دون أن يحدث له تغير كيميائي هام باعتبارات التحكم بتلوث الهواء.
في الامتزاز الكيميائي تشكل جزيئات الغاز وثاق كيميائي مع الماز ويحمل الغاز بقوة إلى السطح الصلب بواسطة قوى التكافؤ، وتكون ابطأ من الامتزاز الفيزيائي، لأن استبدال الذرات يحدث في الجزيئات، يحرر الامتزاز الكيميائي أيضاً كمية أكبر من الحرارة ويتطلب طاقة أكبر في العمليات.
وبالفعل عند درجات الحرارة المنخفضة يمكن أن يحدث الامتزاز الكيميائي ببطء شديد ويقاس بصعوبة تتشكل بنتيجة الامتزاز الكيميائي طبقة واحدة للجزيئات على السطح الصلب والعملية عادة غير عكوسة لأن الطبقة الكيميائية للماز تتغير في عمليات الامتزاز وتعتمد كمية الغاز الممتز في عمليات الامتزاز الكيميائي على الضغط والحرارة.
مواد الامتزاز
هناك عدد كبير من المواد التي تمتلك خواص امتزازية الخاصتان الأساسيتان في المازات الصلبة هما الانجذاب التفاضلي من أجل مواد خاصة ونسبة السطح إلى الحجم. يملك كل ماز انجذاب خاص من أجل البخار المستقطب وغير المستقطب.
على سبيل المثال الألومينا والبوكسيت وجل السيليكا تملك انجذاب عالي للماء وللبخار المستقطب من الملوثات العضوية، ولذلك تفيد كعوامل مجففة، وبشكل عكسي الفحم المنشط يمتز بشكل تفاضلي المركبات العضوية غير المستقطبة مثل هيدروكربونات البارافين.
تجهيزات الامتزاز
جهاز الامتزاز عبارة عن جهاز يحتوي الماز الصلب الذي يجب أن يمر خلاله تيار الغاز. ويمكن أن يصمم إما ثابت أو متحرك أو قابل للتمدد. الوعاء من أجل وحدة الامتزاز من أجل النموذج الثابت البسيط، يضم طبقة امتزاز ثابتة يمكن أن تكون اسطوانة عمودية أو أفقية، والماز غالباً الكربون المنشط يرتب بطبقات بسماكة ١.٣سم في سرير الماز الرقيق وأكثر من ١.٣سم في سرير الماز الثخين.
معظم وحدات الامتزاز تملك فعالية عالية حتى نقطة حدوث الاختراق، عندما يصبح الماز مشبعاً بالمواد الممتزة، عند هذه النقطة يأخذ تركيز الملوثات بالارتفاع بسرعة عند مخرج تيار الغاز ويجب أن يعاد تنشيط الماز أو تجديده.
يمكن أن تصنف المازات إلى قابلة للتجديد وغير قابلة للتجديد، ويعتمد ذلك على إذا ما كان الغاز المتجمع يمكن إعادته بسهولة وبالتالي إعادة استخدام الماز ولأن الماز غير القابل للتجديد يجب التخلص منه بعد استهلاكه وإحلال مواد جديدة مكانه وبالتالي تصبح العمليات أكثر كلفة.
تملك تجهيزات الامتزاز القابلة للتجديد عادة أكثر من وحدة امتزاز في التشغيل، وبالتالي يمكن تبديل التدفق إلى الطبقة غير المشبعة بينما الطبقة المشبعة يتم تجديدها في بعض الحالات يتم التخلص من الغاز بعد إزالته من التدفق، ولكن في بعض الحالات استعادة الغاز نفسه وليس تجديد الماز يكون اقتصادياً مثل استعادة الميثيل كلوروفورم من محطات صناعة الأفلام السينمائية.
