What is the Difference Between Pressure Swing Adsorption(PSA) and Thermal Swing Adsorption (TSA)?

実際の産業応用では、吸着分離プロセスは一般的に 圧力スイング吸着（PSA） と熱スイング吸着（TSA）に分類できます。吸着剤の吸着等温線から、吸着剤は高圧下で不純物に対してより高い吸着容量を持つか、そうでなければ低くなることがわかります。同時に、吸着等圧線は、同一圧力下では温度が低いほどモレキュラーシーブがより多くの不純物を吸着するという事実を示しています。吸着剤の前者の特性を利用した吸着分離プロセスを圧力スイング吸着（PSA）、後者を利用したものを温度スイング吸着（TSA）と呼びます。

実際には、TSA、PSA、またはTSA+PSAプロセスは、一般的に空気源の成分、圧力、および製品ガスの要件に応じて選択されます。

熱スイング吸着では、シーブベッドを加熱する必要があるため、通常、サイクル期間が長く、投資が大きく、シーブ生成量が多いなどの特徴から、微量の不純物や脱着が困難な元素の精製に使用されます。これに対し、サイクル時間が短く、吸着剤利用率が高く、吸着剤量が少なく、外部熱交換装置が不要な圧力スイング吸着プロセスは、大容量の混合供給ガスの分離・精製に広く適用されています。

圧力スイング吸着（PSA）では、モレキュラーシーブは通常、常温かつ比較的高い圧力下で混合ガス中の吸着されやすい成分を吸着し、吸着されにくい成分がベッドの一端から流出します。その後、吸着ベッドの圧力を常圧まで下げ、吸着された成分を脱着させてベッドの他端から排出することで、ガスの分離・精製を達成するとともに、吸着剤を再生します。

しかし一般に、シーブベッドの圧力が常圧まで下がっても、吸着された不純物は完全に脱着されません。この場合、吸着剤を完全に再生するために2つの方法を使用できます。1つ目は、製品ガスでベッドをパージして、より脱着が困難な不純物を分解する方法で、その利点は常圧下で完了できる一方、一部の製品ガスが失われることです。2つ目は、再生プロセスに真空を追加する方法で、負圧下で不純物を強制的に脱着させるもので、一般に 真空圧力スイング吸着（VPSA）と呼ばれます。VPSAプロセスは優れた再生効果と高い製品ガス収率を持ちます。欠点は真空ポンプが必要なことです。実際の適用では、上記プロセスの選択は主に供給流の組成、量、製品要件、ならびに工場の設備投資や敷地に依存します。