变压吸附原理

发布网友 发布时间：2024-10-12 13:19

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热心网友 时间：2024-10-18 21:41

吸附过程的基本原理表明，气体的吸附量受温度和压力的影响。在吸附平衡时，低温高压下吸附剂对气体的吸附能力较强，而高温低压则导致吸附量下降。因此，气体的分离方法通常采用变温吸附（通过温度变化）和变压吸附（通过压力变化）两种方式。

变温吸附，简称TSA，当压力保持不变时，通过在常温或低温下吸附，然后用高温解吸。然而，由于吸附剂的比热容大和热导率小，温度变化需要较长的时间，操作较为繁琐，因此它主要应用于吸附质含量较少的气体净化。

而变压吸附则是通过保持温度不变，通过加压吸附然后减压（或抽真空）解吸。吸附过程近似等温，即吸附和解吸过程中的温度变化不大。吸附等温线的斜率对吸附量有显著影响，直线型等温线的有效吸附量通常大于曲线型。吸附剂在加压时吸附气体，减压时释放，实现吸附剂的再生，无需额外热量，这就是它被称为无热再生吸附的原因。

在实际应用中，例如在PSA制氮装置中，空气经过冷干机去除水分后，进入由两台吸附塔组成的系统。碳分子筛作为吸附剂，利用其对O2、CO2等杂质的吸附选择性，实现氮气的富集。在降压过程中，吸附的氧气会解吸并排出，吸附剂得以再生。如此反复，两塔交替工作，实现了连续的空气分离，最终制得高纯度的氮气（99.99%）。

变压吸附（Pressure Swing Adsorption.简称PSA），是一种新型气体吸附分离技术，它有如下优点：⑴产品纯度高。⑵一般可在室温和不高的压力下工作，床层再生时不用加热，节能经济。⑶设备简单，操作、维护简便。⑷连续循环操作，可完全达到自动化。因此，当这种新技术问世后，就受到各国工业界的关注，竞相开发和研究，发展迅速，并日益成熟。