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四川变压吸附与变温吸附的工艺原理解析

来源:本站 2020-05-20

      在实际工业应用中,吸附分离一般分为变压吸附和变温吸附两大类。从吸附剂的吸附等温线可以看出,吸附剂在高压下对杂质的吸附容量大,在低压下吸附容量小。同时从吸附剂的吸附等压线也可以看到,在同一压力下吸附剂在低温下吸附容量大,在高温下吸附容量小。利用吸附剂的前一性质进行的吸附分离称为变压吸附(PSA),利用吸附剂的后一性质进行的吸附分离称为变温吸附(TSA)。

     在实际工业应用中,一般依据气源的组成、压力及产品要求的不同来选择TSA、PSA或TSA + PSA工艺。

    变温吸附工艺由于需要升温,因而循环周期长、投资较大, 但再生彻底,通常用于微量杂质或难解吸杂质的净化;变压吸附工艺的循环周期短,吸附剂利用率高,吸附剂用量相对较少,不需要外加换热设备,被广泛用于大气量、多组的体的分离与纯化。

    在工业变压吸附(PSA)工艺中,吸附剂通常都是在常温和较高压力下,将混合气体中的易吸附组分吸附,不易吸附的组分从床层的一端流出,然后降低吸附剂床层的压力至常压状态,使被吸附的组分脱附出来,从床层的另一端排出,从而实现了气体的分离与净化,同时也使吸附剂得到了再生。

    但在通常的PSA工艺中,吸附床层压力即使降至常压,被吸附的杂质也不能完全解吸,这时可采用两种方法使吸附剂完全再生:一种是用产品气对床层进行“冲洗”,将较难解吸的杂质冲洗下来,其优点是常压下即可完成,但缺点是会损失部分产品气;另一种是利用抽真空的办法进行再生,使较难解吸的杂质在负压下强行解吸下来,这就是通常所说的真空变压吸附(Vacuum Pressure Swing Adsorption, 缩写为 VPSA 或 VSA)。 VPSA工艺的优点是再生效果好,产品收率高,缺点是需要增加真空泵。在实际应用过程中,究竟采用以上何种工艺,主要视原料气的组成条件、流量、产品要求以及工厂的资金和场地等情况而决定。