Stručné představení adsorpce při kolísavém tlaku (PSA) a adsorpce s proměnnou teplotou (TSA).

V oblasti separace a čištění plynů, s posílením ochrany životního prostředí, ve spojení se současným požadavkem na uhlíkovou neutralitu, CO₂zachycování, absorpce škodlivých plynů a snižování emisí znečišťujících látek se stávají stále důležitějšími problémy.Současně s transformací a modernizací našeho zpracovatelského průmyslu dále roste poptávka po plynu o vysoké čistotě.Technologie separace a čištění plynů zahrnují nízkoteplotní destilaci, adsorpci a difúzi.Představíme si dva nejběžnější a podobné procesy adsorpce, a to adsorpci při kolísání tlaku (PSA) a adsorpci s proměnlivou teplotou (TSA).

Hlavní princip adsorpce při kolísání tlaku (PSA) je založen na rozdílech v adsorpčních charakteristikách plynných složek v pevných materiálech a charakteristikách změn adsorpčního objemu s tlakem, s využitím periodické transformace tlaku k dokončení separace a čištění plynu.Adsorpce s proměnlivou teplotou (TSA) také využívá rozdílů v adsorpčním výkonu plynných složek na pevných materiálech, ale rozdíl je v tom, že adsorpční kapacita bude ovlivněna změnami teploty a používáním periodické proměnné teploty k dosažení separace plynů. a čištění.

Adsorpce s kolísáním tlaku je široce používána při zachycování uhlíku, výrobě vodíku a kyslíku, separaci methylu dusíku, separaci vzduchu, odstraňování NOx a dalších oblastech.Protože tlak lze rychle měnit, je cyklus adsorpce kolísáním tlaku obecně krátký, což může cyklus dokončit během několika minut.A adsorpce s proměnlivou teplotou se používá hlavně při zachycování uhlíku, čištění VOC, sušení plynu a dalších oblastech, omezená rychlostí přenosu tepla systému, doba ohřevu a chlazení je dlouhá, cyklus adsorpce s proměnnou teplotou bude relativně dlouhý, někdy může dosáhnout více než deset hodin, takže jak dosáhnout rychlého ohřevu a ochlazení je také jedním ze směrů výzkumu adsorpce s proměnlivou teplotou.Kvůli rozdílu v době provozního cyklu, aby bylo možné použít PSA v kontinuálních procesech, často vyžaduje více věží paralelně a 4-8 věží jsou běžná paralelní čísla (čím kratší je provozní cyklus, tím více paralelních čísel).Protože je doba adsorpce s proměnlivou teplotou delší, používají se pro adsorpci s proměnnou teplotou obecně dvě kolony.

Nejčastěji používanými adsorbenty pro adsorpci s proměnlivou teplotou a adsorpci při kolísavém tlaku jsou molekulární síto, aktivní uhlí, silikagel, oxid hlinitý atd., pro jeho velký specifický povrch je nutné vybrat vhodný adsorbent podle potřeb zákazníka. separační systém.Tlaková adsorpce a desorpce za atmosférického tlaku jsou charakteristikami adsorpce při kolísání tlaku.Tlak tlakové adsorpce může dosáhnout několika MPa.Provozní teplota adsorpce s proměnlivou teplotou je obecně blízká pokojové teplotě a teplota desorpce zahřívání může dosáhnout více než 150 ℃.

Za účelem zlepšení účinnosti a snížení spotřeby energie jsou technologie vakuové tlakové adsorpce (VPSA) a vakuové teplotní swingové adsorpce (TVSA) odvozeny od PSA a PSA.Tento proces je složitější a nákladnější, takže je vhodný pro zpracování plynu ve velkém měřítku.Vacuum swing adsorpce je adsorpce při atmosférickém tlaku a desorpce čerpáním vakua.Podobně může vakuování během desorpčního procesu také snížit desorpční teplotu a zlepšit desorpční účinnost, což povede k využití nízkokvalitního tepla v procesu vakuové adsorpce s proměnlivou teplotou.