¿Cuál es la Diferencia Entre la Adsorción por Cambio de Presión (PSA) y la Adsorción por Cambio Térmico (TSA)?

En aplicaciones industriales prácticas, los procesos de separación por adsorción generalmente se pueden dividir en separación de gases por adsorción por cambio de presión (PSA) y adsorción por cambio térmico (TSA). Se puede observar en la isoterma de sorción del adsorbente que el adsorbente tiene una mayor capacidad de adsorción para impurezas a alta presión o menor. Al mismo tiempo, la isobara de adsorción muestra que el tamiz molecular adsorbe una mayor cantidad de impurezas cuando la temperatura es más baja a la misma presión. El proceso de separación por adsorción que utiliza la primera propiedad del adsorbente se llama adsorción por cambio de presión (PSA), y el que utiliza la última se llama adsorción por cambio térmico (TSA).

En la práctica, los procesos TSA, PSA o TSA + PSA generalmente se seleccionan según los componentes, la presión de la fuente de aire y los requisitos del gas producto.

En la adsorción por cambio térmico, el lecho de tamiz necesita ser calentado, por lo tanto, generalmente se usa para la purificación de impurezas traza o elementos difíciles de desorber debido a características como un ciclo largo, alta inversión y alta generación de tamiz. En comparación, con un tiempo de ciclo corto, alta tasa de utilización del adsorbente, pequeña cantidad de adsorbente y sin necesidad de equipo de intercambio de calor externo, el proceso de adsorción por cambio de presión se aplica ampliamente en la separación y purificación de grandes volúmenes de gases de alimentación mixtos.

En la adsorción por cambio de presión (PSA), el tamiz molecular generalmente adsorbe los componentes fácilmente adsorbibles en el gas mixto a temperatura normal y presión relativamente más alta, de modo que los componentes que no se adsorben fácilmente fluyen por un extremo del lecho. Luego, la presión del lecho de adsorción se reduce al nivel normal, y los constituyentes adsorbidos se desorben y descargan por el otro extremo del lecho, logrando así la separación y purificación del gas, y también regenerando el adsorbente.

Pero generalmente, incluso si la presión del lecho de tamiz cae a lo normal, las impurezas adsorbidas no pueden desorberse completamente. En este momento, se pueden usar dos métodos para regenerar completamente el adsorbente: Primero, purgar el lecho con gas producto para descomponer las impurezas que son más difíciles de desorber, cuya ventaja es que se puede completar a presión normal mientras se pierde parte del gas producto. El segundo es agregar un vacío para el proceso de regeneración donde las impurezas se desorben forzosamente bajo presión negativa, lo que comúnmente se conoce como Adsorción por oscilación de presión al vacío (VPSA). El proceso VPSA tiene un efecto de regeneración superior y un alto rendimiento de gas producto. La desventaja es que se necesita incluir una bomba de vacío. En la aplicación real, la selección del proceso anterior depende principalmente de la composición, el volumen, los requisitos del producto de la corriente de alimentación, y también del capital de instalación y el sitio de la fábrica.