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变压吸附与变温吸附的工艺原理解析

2021-02-25 10:08:29

吸附分离一般可分为变压吸附和变温吸附两种类型,用于实际工业应用。由吸附剂的吸附等温线可知,吸附剂对杂质的吸附能力高,高压时强,低压时弱。而吸附剂的吸附等压线表明,在相同压力下,吸附剂在低温时吸附能力大,在高温时吸附能力小。用吸附剂的前一性质所吸附的分离物被称为变压吸附(PSA),而用吸附剂的后一性质所吸附的分离物被称为变温吸。

(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。

变温吸附过程因需加热,因此循环周期长,投资大,但再生彻底,通常用于微量杂质或难分离杂质的净化;变压吸附过程因循环周期短,吸附剂利用率高,吸附剂用量相对较少,无需外加传热设备,广泛用于大气量、多组份物质的分离纯化。

在工业变压吸附(PSA)过程中,吸附剂通常在常温高压下吸附混合气体中易吸附的组分,吸附性差的组分从床的一端流出,然后将吸附床的压力降至常压,使吸附的组分从床的另一端解吸排出,从而实现气体分离和净化,同时再生吸附剂。

但一般的 PSAI工艺中,吸附床压力即使降低到常压,被吸附的杂质仍不能完全解吸,此时可采用两种方法使吸附剂完全再生:-一种是用产品气“冲洗”床层,将难以解吸的杂质冲刷下来,优点是常压下即可完成,但缺点是会损失部分产品气;另一种是采用抽真空的方法使难以解吸的杂质被迫解吸到负压下,这就是通常所说的真空变压吸附(VacuumPressure Swing Adsorption,简称 VPSA或 VSA)。该方法的优点是再生效果好,产品收率高,缺点是需要增加真空泵。生产实践中,究竟采用上述哪种工艺,主要取决于原料气的组成条件、生产流速、产品要求及厂址、资金等因素。

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