ما الفرق بين الامتصاص بالضغط المتأرجح (PSA) والامتصاص بالحرارة المتأرجحة (TSA)؟

في التطبيقات الصناعية العملية، يمكن تقسيم عمليات الفصل بالامتصاص بشكل عام إلى فصل الغاز بالامتزاز بتغيير الضغط (PSA) وامتزاز التأرجح الحراري (TSA). يمكن ملاحظة من منحنى امتزاز المادة المازة أن المادة المازة تتمتع بقدرة امتزاز أعلى للشوائب عند الضغط المرتفع أو أقل بخلاف ذلك. في الوقت نفسه، يُظهر خط الامتزاز المتساوي الضغط حقيقة أن المنخل الجزيئي يمتص كمية أكبر من الشوائب عندما تكون درجة الحرارة أقل عند نفس الضغط. تسمى عملية الفصل الامتزازي باستخدام الخاصية الأولى للمادة المازة بامتزاز التأرجح الضغطي (PSA)، والتي تستخدم الخاصية الثانية بامتزاز التأرجح الحراري (TSA).

عمليًا، يتم اختيار عمليات TSA أو PSA أو TSA + PSA بشكل عام وفقًا لمكونات وضغط مصدر الهواء ومتطلبات الغاز المنتج.

في امتزاز التأرجح الحراري، يحتاج طبقة المنخل إلى التسخين، لذلك يُستخدم عادةً لتنقية الشوائب النزرة أو العناصر التي يصعب فصلها بسبب خصائص مثل دورة التشغيل الطويلة والاستثمار المرتفع وتوليد المنخل العالي. بالمقارنة، مع دورة تشغيل قصيرة واستخدام عالٍ للمادة المازة وكمية صغيرة من المادة المازة وعدم الحاجة إلى معدات تبادل حراري خارجية، تُستخدم عملية امتزاز التأرجح الضغطي على نطاق واسع في فصل وتنقية كميات كبيرة من غازات التغذية المختلطة.

في امتزاز التأرجح الضغطي (PSA)، يمتص المنخل الجزيئي عادةً المكونات سهلة الامتزاز في الغاز المختلط عند درجة حرارة عادية وضغط مرتفع نسبيًا، بحيث تتدفق المكونات التي لا تمتص بسهولة من أحد طرفي الطبقة. ثم يتم تقليل ضغط طبقة الامتزاز إلى المستوى العادي، ويتم إزالة الامتزاز وتفريغ المكونات الممتزة من الطرف الآخر للطبقة، مما يحقق فصل وتنقية الغاز، وأيضًا تجديد المادة المازة.

ولكن بشكل عام، حتى إذا انخفض ضغط طبقة المنخل إلى المستوى العادي، لا يمكن إزالة الشوائب الممتزة بالكامل. في هذا الوقت، يمكن استخدام طريقتين لتجديد المادة المازة بالكامل: الأولى هي شطف الطبقة بالغاز المنتج لتفكيك الشوائب التي يصعب إزالتها بالامتزاز، وميزتها أنها يمكن أن تتم تحت الضغط العادي بينما سيتم فقدان جزء من الغاز المنتج. الثانية هي إضافة فراغ لعملية التجديد حيث يتم إزالة الشوائب قسريًا تحت ضغط سلبي، وهو ما يُعرف باسم الامتزاز بالضغط المتأرجح الفراغيعملية VPSA لها تأثير تجديد فائق وعائد مرتفع من الغاز المنتج. العيب هو أن مضخة تفريغ تحتاج إلى تضمينها. في التطبيق العملي، يعتمد اختيار العملية المذكورة أعلاه بشكل أساسي على تكوين وحجم ومتطلبات المنتج لتيار التغذية، وأيضًا على رأس المال المحدد وموقع المصنع.