变压吸附技术介绍

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当两种相态不同的物质接触时,其中密度较低物质的分子在密度较高的物质表面被富集,这种现象和过程叫做吸附。其中变压吸附主要就是物理吸附,物理吸附主要是指靠吸附剂和吸附质分子间的分子力(即范德华力)进行吸附。其特点是:吸附过程没有化学反应,吸附过程进行的极快,参与吸附的各相物质间的平衡在瞬间即可完成,并且这种吸附是完全可逆的。所以说变压吸附(PSA),就是利用吸附剂对不同气体组分随压力变化而变化的吸附特性,加压吸附部分组分,降压解吸这些组分,从而使吸附剂得到再生,并使不同气体得到分离的过程。

压力越高单位时间内撞击到吸附剂便面的气体分子数越多,因而压力越高平衡吸附容量也就越大;由于温度越高气体分子的动能越大,能被吸附剂表面分子引力束缚的分子就越少,因而温度越高平衡吸附容量也就越小。

变压吸附技术介绍

同时,要在工业上实现有效的分离,还必须考虑吸附剂对各组分的分离系数应尽可能大。另外,在工业变压吸附过程中还应考虑吸附与解吸间的矛盾。一般而言,吸附越容易则解吸越困难。此外,在吸附过程中,由于吸附床内压力是不断变化的,因而吸附剂还应有足够的强度和抗磨性。我公司主要选择沸石分子筛(5A级分子筛)作为吸附剂。

通常在PSA工艺中吸附剂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,其优点是在常压下即可完成,不再增加任何设备,但缺点是会损失产品气体,降低产品气的收率;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 Absorption,缩写为VPSA)。VPSA工艺的优点是再生效果好,产品收率高,但缺点是需要增加真空泵。

实际采用何种流程需要根据具体的原料气组成、流量、用户对回收率、投资和装置占地面积等的要求而灵活确定。

吸附塔压力变化曲线图

2019年12月25日 13:23
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