Īss ievads par spiediena svārstību adsorbciju (PSA) un mainīgas temperatūras adsorbciju (TSA).

Gāzu atdalīšanas un attīrīšanas jomā, pastiprinot vides aizsardzību, kopā ar pašreizējo pieprasījumu pēc oglekļa neitralitātes, CO₂Kaitīgo gāzu uztveršana, absorbcija un piesārņojošo vielu emisiju samazināšana ir kļuvuši arvien svarīgāki jautājumi.Tajā pašā laikā līdz ar mūsu apstrādes rūpniecības pārveidi un modernizāciju pieprasījums pēc augstas tīrības pakāpes gāzes turpina pieaugt.Gāzu atdalīšanas un attīrīšanas tehnoloģijas ietver zemas temperatūras destilāciju, adsorbciju un difūziju.Mēs iepazīstināsim ar diviem visizplatītākajiem un līdzīgākajiem adsorbcijas procesiem, proti, spiediena svārstību adsorbciju (PSA) un mainīgas temperatūras adsorbciju (TSA).

Spiediena svārstību adsorbcijas (PSA) galvenais princips ir balstīts uz cieto materiālu gāzu komponentu adsorbcijas īpašību atšķirībām un adsorbcijas tilpuma izmaiņām atkarībā no spiediena, izmantojot periodisku spiediena transformāciju, lai pabeigtu gāzes atdalīšanu un attīrīšanu.Mainīgas temperatūras adsorbcija (TSA) arī izmanto priekšrocības, ko sniedz gāzes komponentu adsorbcijas veiktspējas atšķirības uz cietiem materiāliem, taču atšķirība ir tāda, ka adsorbcijas spēju ietekmēs temperatūras izmaiņas un periodiskas mainīgas temperatūras izmantošana, lai panāktu gāzes atdalīšanu. un attīrīšana.

Spiediena svārstību adsorbciju plaši izmanto oglekļa uztveršanā, ūdeņraža un skābekļa ražošanā, slāpekļa metilatdalīšanā, gaisa atdalīšanā, NOx aizvadīšanā un citās jomās.Tā kā spiedienu var ātri mainīt, spiediena svārstību adsorbcijas cikls parasti ir īss, kas var pabeigt ciklu dažu minūšu laikā.Mainīgas temperatūras adsorbciju galvenokārt izmanto oglekļa uztveršanā, GOS attīrīšanā, gāzu žāvēšanā un citās jomās, ko ierobežo sistēmas siltuma pārneses ātrums, sildīšanas un dzesēšanas laiks ir garš, mainīgas temperatūras adsorbcijas cikls būs salīdzinoši garš, dažreiz var sasniegt vairāk. nekā desmit stundas, tāpēc tas, kā panākt ātru sildīšanu un dzesēšanu, ir arī viens no mainīgas temperatūras adsorbcijas pētījumu virzieniem.Sakarā ar darbības cikla laika atšķirību, lai to izmantotu nepārtrauktos procesos, PSA bieži vien ir nepieciešami vairāki torņi paralēli, un 4-8 torņi ir kopīgi paralēli skaitļi (jo īsāks darbības cikls, jo vairāk paralēlu skaitļu).Tā kā mainīgas temperatūras adsorbcijas periods ir garāks, mainīgas temperatūras adsorbcijai parasti tiek izmantotas divas kolonnas.

Visbiežāk izmantotie adsorbenti mainīgas temperatūras adsorbcijai un spiediena svārstību adsorbcijai ir molekulārais siets, aktīvā ogle, silikagels, alumīnija oksīds utt., jo tā lielā īpatnējās virsmas dēļ ir nepieciešams izvēlēties piemērotu adsorbentu atbilstoši vajadzībām. atdalīšanas sistēma.Spiediena adsorbcija un atmosfēras spiediena desorbcija ir spiediena svārstību adsorbcijas īpašības.Spiediena adsorbcijas spiediens var sasniegt vairākus MPa.Mainīgas temperatūras adsorbcijas darba temperatūra parasti ir tuvu istabas temperatūrai, un sildīšanas desorbcijas temperatūra var sasniegt vairāk nekā 150 ℃.

Lai uzlabotu efektivitāti un samazinātu enerģijas patēriņu, vakuuma spiediena svārstību adsorbcijas (VPSA) un vakuuma temperatūras svārstību adsorbcijas (TVSA) tehnoloģijas ir atvasinātas no PSA un PSA.Šis process ir sarežģītāks un dārgāks, tāpēc tas ir piemērots liela mēroga gāzes apstrādei.Vakuuma šūpošanās adsorbcija ir adsorbcija atmosfēras spiedienā un desorbcija, sūknējot vakuumu.Līdzīgi, vakuumēšana desorbcijas procesa laikā var arī samazināt desorbcijas temperatūru un uzlabot desorbcijas efektivitāti, kas veicinās zemas kvalitātes siltuma izmantošanu vakuuma mainīgas temperatūras adsorbcijas procesā.