U području odvajanja i pročišćavanja plina, uz jačanje zaštite okoliša, zajedno s trenutačnim zahtjevima za neutralnošću ugljika, CO2hvatanje, apsorpcija štetnih plinova i smanjenje emisija onečišćujućih tvari postaju sve važnija pitanja. U isto vrijeme, zajedno s transformacijom i nadogradnjom naše proizvodne industrije, potražnja za plinom visoke čistoće dodatno raste. Tehnologije odvajanja i pročišćavanja plinova uključuju niskotemperaturnu destilaciju, adsorpciju i difuziju. Upoznat ćemo dva najčešća i slična procesa adsorpcije, a to su adsorpcija s promjenom tlaka (PSA) i adsorpcija s promjenjivom temperaturom (TSA).
Glavno načelo adsorpcije s promjenom tlaka (PSA) temelji se na razlikama u karakteristikama adsorpcije komponenti plina u krutim materijalima i karakteristikama promjena volumena adsorpcije s tlakom, korištenjem periodične transformacije tlaka za dovršetak odvajanja i pročišćavanja plina. Adsorpcija na promjenjivoj temperaturi (TSA) također iskorištava prednosti razlika u adsorpcijskim svojstvima komponenti plina na čvrstim materijalima, ali razlika je u tome što će na kapacitet adsorpcije utjecati promjene temperature i korištenje periodične promjenjive temperature za postizanje odvajanja plina i pročišćavanje.
Adsorpcija s promjenama tlaka naširoko se koristi u hvatanju ugljika, proizvodnji vodika i kisika, odvajanju dušikovih metila, odvajanju zraka, uklanjanju NOx i drugim područjima. Budući da se tlak može brzo mijenjati, ciklus adsorpcije promjene tlaka općenito je kratak, što može završiti ciklus za nekoliko minuta. A adsorpcija promjenjive temperature uglavnom se koristi u hvatanju ugljika, pročišćavanju VOC-a, sušenju plina i drugim poljima, ograničena brzinom prijenosa topline sustava, vrijeme grijanja i hlađenja je dugo, ciklus adsorpcije promjenjive temperature bit će relativno dug, ponekad može doseći više od deset sati, pa je kako postići brzo zagrijavanje i hlađenje također jedan od smjerova istraživanja adsorpcije promjenjive temperature. Zbog razlike u vremenu radnog ciklusa, da bi se mogao primijeniti u kontinuiranim procesima, PSA često zahtijeva više tornjeva paralelno, a 4-8 tornjeva su uobičajeni paralelni brojevi (što je kraći radni ciklus, to je više paralelnih brojeva). Kako je razdoblje adsorpcije na promjenjivoj temperaturi dulje, za adsorpciju na promjenjivoj temperaturi općenito se koriste dvije kolone.
Najčešće korišteni adsorbenti za adsorpciju na promjenjivoj temperaturi i adsorpciju s promjenom tlaka su molekularna sita, aktivni ugljen, silikagel, aluminijev oksid itd., zbog svoje velike specifične površine potrebno je odabrati odgovarajući adsorbent prema potrebama sustav odvajanja. Adsorpcija pod tlakom i desorpcija pod atmosferskim tlakom karakteristike su adsorpcije s promjenama tlaka. Tlak adsorpcije pod tlakom može doseći nekoliko MPa. Radna temperatura adsorpcije s promjenjivom temperaturom općenito je blizu sobne temperature, a temperatura desorpcije zagrijavanjem može doseći više od 150 ℃.
Kako bi se poboljšala učinkovitost i smanjila potrošnja energije, tehnologije vakuumske promjenjive adsorpcije tlaka (VPSA) i vakuumske promjenjive adsorpcije temperature (TVSA) izvedene su iz PSA i PSA. Ovaj proces je složeniji i skuplji, što ga čini pogodnim za veliku preradu plina. Vakuumska swing adsorpcija je adsorpcija pri atmosferskom tlaku i desorpcija pumpanjem vakuuma. Slično tome, vakumiranje tijekom procesa desorpcije također može smanjiti temperaturu desorpcije i poboljšati učinkovitost desorpcije, što će pogodovati korištenju niske topline u procesu adsorpcije vakuumske promjenjive temperature.
Vrijeme objave: 5. veljače 2022
