إزالة الغازات

تحتاج هذه المقالة إلى مصادر إضافية للتحقق . يُرجى المساعدة في تحسين هذه المقالة بإضافة مصادر موثوقة . قد يتم الطعن في المواد غير الموثقة وإزالتها. البحث عن مصادر:  "إزالة الغازات" – أخبار  · صحف  · كتب  · باحث  · JSTOR ( نوفمبر 2016 ) ( تعرف على كيفية ومتى تزيل هذه الرسالة )

إزالة الغازات ، والمعروفة أيضًا باسم إزالة الغازات ، هي إزالة الغازات المذابة من السوائل ، وخاصة الماء أو المحاليل المائية. هناك العديد من الطرق لإزالة الغازات من السوائل.

تتم إزالة الغازات لأسباب مختلفة. يزيل الكيميائيون الغازات من المذيبات عندما تكون المركبات التي يعملون عليها حساسة للهواء أو الأكسجين ( تقنية خالية من الهواء )، أو عندما يصبح تكوين الفقاعات عند واجهات المواد الصلبة والسائلة مشكلة. يمكن أن يكون تكوين فقاعات الغاز عند تجميد السائل غير مرغوب فيه أيضًا، مما يستلزم إزالة الغازات مسبقًا.

تخضع قابلية ذوبان الغاز لقانون هنري ، أي أن كمية الغاز المذاب في السائل تتناسب مع ضغطه الجزئي . لذلك، فإن وضع المحلول تحت ضغط منخفض يجعل الغاز المذاب أقل قابلية للذوبان. يمكن أن يؤدي التبخير بالموجات فوق الصوتية والتحريك تحت ضغط منخفض عادةً إلى تعزيز الكفاءة. غالبًا ما يشار إلى هذه التقنية باسم إزالة الغازات بالتفريغ . تُستخدم غرف التفريغ المتخصصة، والتي تسمى أجهزة إزالة الغاز بالتفريغ ، لإزالة الغازات من المواد من خلال تقليل الضغط.

بشكل عام، يذيب المذيب المائي كمية أقل من الغاز عند درجة حرارة أعلى، والعكس صحيح بالنسبة للمذيبات العضوية (بشرط عدم تفاعل المذاب والمذيب). وبالتالي، فإن تسخين المحلول المائي يمكن أن يطرد الغاز المذاب، في حين أن تبريد المحلول العضوي له نفس التأثير. كما أن الموجات فوق الصوتية والتحريك أثناء التنظيم الحراري فعالان أيضًا. لا تحتاج هذه الطريقة إلى جهاز خاص ويسهل إجراؤها. ومع ذلك، في بعض الحالات، يتحلل المذيب والمذاب، أو يتفاعلان مع بعضهما البعض، أو يتبخران عند درجة حرارة عالية، ويكون معدل الإزالة أقل قابلية للتكرار .

تسمح أغشية فصل الغاز عن السائل بمرور الغاز ولكن ليس السائل. يؤدي تدفق المحلول داخل غشاء فصل الغاز عن السائل وإخلائه خارجًا إلى خروج الغاز المذاب عبر الغشاء . تتميز هذه الطريقة بقدرتها على منع إعادة إذابة الغاز، لذلك يتم استخدامها لإنتاج مذيبات نقية للغاية. توجد تطبيقات جديدة في أنظمة نفث الحبر حيث يشكل الغاز في الحبر فقاعات تؤدي إلى تدهور جودة الطباعة، يتم وضع وحدة إزالة الغاز قبل رأس الطباعة لإزالة الغاز ومنع تراكم الفقاعات للحفاظ على نفث جيد وجودة طباعة.

تُستخدم الطرق الثلاث المذكورة أعلاه لإزالة جميع الغازات المذابة. فيما يلي طرق لإزالة أكثر انتقائية.

تعد معالجات السوائل بالموجات فوق الصوتية طريقة شائعة الاستخدام لإزالة الغازات المذابة و/أو فقاعات الغاز المحبوسة من مختلف السوائل. تتمثل ميزة هذه الطريقة في إمكانية إزالة الغازات بالموجات فوق الصوتية في وضع التدفق المستمر، مما يجعلها مناسبة للإنتاج على نطاق تجاري. ^{[1] [2] [3]}

يمكن أن يؤدي غلي محلول بغاز عالي النقاء (خامل عادةً) إلى سحب الغازات المذابة غير المرغوب فيها (التفاعلية عادةً) مثل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون. تُستخدم النيتروجين والأرجون والهيليوم والغازات الخاملة الأخرى بشكل شائع. لتحقيق أقصى استفادة من هذه العملية التي تسمى الغلي ، يتم تحريك المحلول بقوة وغليه لفترة طويلة. نظرًا لأن الهيليوم غير قابل للذوبان في معظم السوائل، فمن المفيد بشكل خاص تقليل خطر ظهور الفقاعات في أنظمة الكروماتوغرافيا السائلة عالية الأداء (HPLC).

إذا كان من الضروري إزالة الأكسجين، فإن إضافة عوامل الاختزال تكون فعالة في بعض الأحيان. على سبيل المثال، وخاصة في مجال الكيمياء الكهربائية ، يستخدم كبريتيت الأمونيوم بشكل متكرر كعامل اختزال لأنه يتفاعل مع الأكسجين لتكوين أيونات الكبريتات . على الرغم من أن هذه الطريقة يمكن تطبيقها فقط على الأكسجين وتنطوي على خطر اختزال المذاب، إلا أن الأكسجين المذاب يتم التخلص منه بالكامل تقريبًا. يمكن أيضًا استخدام الجذر الكيتيل من الصوديوم والبنزوفينون لإزالة كل من الأكسجين والماء من المذيبات الخاملة مثل الهيدروكربونات والإيثرات؛ يمكن فصل المذيب منزوع الغازات عن طريق التقطير . الطريقة الأخيرة مفيدة بشكل خاص لأن التركيز العالي من الجذر الكيتيل يولد لونًا أزرق غامقًا، مما يشير إلى أن المذيب منزوع الغازات تمامًا.

في هذه التقنية على نطاق المختبر، يوضع السائل المراد إزالة الغاز منه في قارورة شلينك ويتم تجميده بسرعة، عادةً باستخدام النيتروجين السائل . بعد ذلك يتم تطبيق الفراغ، ربما للوصول إلى فراغ بمقدار 1 مم زئبق (لأغراض توضيحية). يتم غلق القارورة عن مصدر الفراغ، ويُسمح للمذيب المجمد بالذوبان. غالبًا ما تظهر الفقاعات عند الذوبان. تتكرر العملية عادةً لمدة ثلاث دورات إجمالاً. ^[4] يتم التعبير عن درجة إزالة الغاز من خلال المعادلة (1/760) ³ في حالة كون الضغط الأولي 760 مم زئبق، والفراغ 1 مم زئبق، والعدد الإجمالي للدورات ثلاث. ^[5]

تستخدم الخميرة السكر لإنتاج الكحول وثاني أكسيد الكربون. في صناعة النبيذ ، يعد ثاني أكسيد الكربون منتجًا ثانويًا غير مرغوب فيه لمعظم أنواع النبيذ. إذا تم تعبئة النبيذ بسرعة بعد التخمير ، فمن المهم إزالة الغازات من النبيذ قبل التعبئة.

يمكن لمصانع النبيذ أن تتجنب عملية إزالة الغازات إذا قامت بتعتيق النبيذ قبل تعبئته في زجاجات. إن تخزين النبيذ في براميل من الفولاذ أو البلوط لعدة أشهر وأحيانًا لسنوات يسمح بخروج الغازات من النبيذ وتسربها إلى الهواء من خلال أقفال الهواء.

الطريقة الأكثر فعالية لإزالة الغازات من الزيت الصناعي هي المعالجة الفراغية ، والتي تزيل الهواء والماء المذابين في الزيت. ^[6] ويمكن تحقيق ذلك من خلال:

• رش الزيت في غرف التفريغ الكبيرة؛
• توزيع الزيت على شكل طبقة رقيقة على أسطح خاصة (حلقات حلزونية، حلقات راشيج ، وما إلى ذلك) في غرف التفريغ.

في ظل الفراغ، يتم تحقيق التوازن بين محتوى الرطوبة والهواء (الغازات المذابة) في الطور السائل والغازي. يعتمد التوازن على درجة الحرارة والضغط المتبقي. كلما انخفض هذا الضغط، كلما تمت إزالة الماء والغاز بشكل أسرع وأكثر كفاءة.

يمكن أن يحدث إطلاق الغاز غير المقصود لأسباب مختلفة، مثل الإطلاق العرضي للميثان ( CH ₄ ) من قاع البحر أثناء النشاط البشري مثل الاستكشاف تحت الماء من قبل صناعة الطاقة . يمكن أن تساهم العمليات الطبيعية مثل حركة الصفائح التكتونية أيضًا في إطلاق _{الميثان} من قاع المحيط. في كلتا الحالتين، يمكن أن يكون حجم الميثان المنبعث مساهمًا كبيرًا في تغير المناخ . ^{[7] [8]}

• توصيل الغازات
• الماء الخالي من الغازات
• ثوران بحيراتي
• انبعاث الغازات (يشمل الانبعاثات الجيولوجية والبركانية)
• الغاز البركاني
• تطاير البوليمر