المناخل الجزيئيةتستخدم على نطاق واسع في الصناعات الكيميائية والبتروكيماوية لمختلف عمليات الفصل والتنقية. ومن تطبيقاتها الهامة تنقية غاز الهيدروجين. يستخدم الهيدروجين على نطاق واسع كمادة وسيطة في العمليات الصناعية المختلفة، مثل إنتاج الأمونيا والميثانول والمواد الكيميائية الأخرى. ومع ذلك، فإن الهيدروجين الناتج بطرق مختلفة ليس دائمًا نقيًا بدرجة كافية لهذه التطبيقات، ويجب تنقيته لإزالة الشوائب مثل الماء وثاني أكسيد الكربون والغازات الأخرى. تعتبر المناخل الجزيئية فعالة جدًا في إزالة هذه الشوائب من تيارات غاز الهيدروجين.

المناخل الجزيئية هي مواد مسامية لديها القدرة على امتصاص الجزيئات بشكل انتقائي بناءً على حجمها وشكلها. وهي تتكون من إطار من التجاويف أو المسام المترابطة ذات الحجم والشكل الموحد، مما يسمح لها بامتصاص الجزيئات التي تتلاءم مع هذه التجاويف بشكل انتقائي. يمكن التحكم في حجم التجاويف أثناء تصنيع المنخل الجزيئي، مما يجعل من الممكن تخصيص خصائصها لتطبيقات محددة.

في حالة تنقية الهيدروجين، يتم استخدام المناخل الجزيئية لامتصاص الماء والشوائب الأخرى بشكل انتقائي من تيار غاز الهيدروجين. يقوم المنخل الجزيئي بامتصاص جزيئات الماء والشوائب الأخرى، بينما يسمح لجزيئات الهيدروجين بالمرور من خلالها. يمكن بعد ذلك امتصاص الشوائب الممتزة من المنخل الجزيئي عن طريق تسخينه أو تطهيره بتيار غاز.

الأكثر استخداماالمنخل الجزيئيلتنقية الهيدروجين هو نوع من الزيوليت يسمى الزيوليت 3A. يحتوي هذا الزيوليت على حجم مسام يبلغ 3 أنجستروم، مما يسمح له بامتصاص الماء والشوائب الأخرى التي لها حجم جزيئي أكبر من الهيدروجين بشكل انتقائي. كما أنه انتقائي للغاية تجاه الماء، مما يجعله فعالًا جدًا في إزالة الماء من تيار الهيدروجين. يمكن أيضًا استخدام أنواع أخرى من الزيوليت، مثل الزيوليت 4A و5A، لتنقية الهيدروجين، ولكنها أقل انتقائية تجاه الماء وقد تتطلب درجات حرارة أو ضغوطًا أعلى للامتزاز.

في الختام، المناخل الجزيئية فعالة جدا في تنقية غاز الهيدروجين. يتم استخدامها على نطاق واسع في الصناعات الكيميائية والبتروكيماوية لإنتاج غاز الهيدروجين عالي النقاء لمختلف التطبيقات. الزيوليت 3A هو المنخل الجزيئي الأكثر استخدامًا لتنقية الهيدروجين، ولكن يمكن أيضًا استخدام أنواع أخرى من الزيوليت وفقًا لمتطلبات التطبيق المحددة.

وبصرف النظر عن الزيوليت، يمكن أيضًا استخدام أنواع أخرى من المناخل الجزيئية، مثل الكربون المنشط وهلام السيليكا، لتنقية الهيدروجين. تتمتع هذه المواد بمساحة سطحية كبيرة وحجم مسام كبير، مما يجعلها فعالة جدًا في امتصاص الشوائب من تيارات الغاز. ومع ذلك، فهي أقل انتقائية من الزيوليت وقد تتطلب درجات حرارة أو ضغوطًا أعلى للتجديد.

بالإضافة إلى تنقية الهيدروجين،المناخل الجزيئيةوتستخدم أيضًا في تطبيقات فصل وتنقية الغاز الأخرى. يتم استخدامها لإزالة الرطوبة والشوائب من الهواء والنيتروجين وتيارات الغاز الأخرى. كما أنها تستخدم لفصل الغازات على أساس حجمها الجزيئي، مثل فصل الأكسجين والنيتروجين عن الهواء، وفصل الهيدروكربونات عن الغاز الطبيعي.

بشكل عام، المناخل الجزيئية هي مواد متعددة الاستخدامات ولها نطاق واسع من التطبيقات في الصناعات الكيميائية والبتروكيماوية. وهي ضرورية لإنتاج الغازات عالية النقاء، وتوفر العديد من المزايا مقارنة بطرق الفصل التقليدية، مثل انخفاض استهلاك الطاقة، والانتقائية العالية، وسهولة التشغيل. ومع تزايد الطلب على الغازات عالية النقاء في العمليات الصناعية المختلفة، من المتوقع أن ينمو استخدام المناخل الجزيئية في المستقبل.