압력 스윙 흡착(PSA)과 온도 스윙 흡착(TSA)의 차이점은 무엇인가요?

실제 산업 응용 분야에서 흡착 분리 공정은 일반적으로 압력 스윙 흡착(PSA) 및 온도 스윙 흡착(TSA)으로 나눌 수 있습니다. 흡착제의 흡착 등온선에서 알 수 있듯이, 흡착제는 고압에서 불순물에 대한 더 높은 흡착 용량을 가지거나 그 반대입니다. 동시에 흡착 등압선은 동일한 압력에서 온도가 낮을 때 분자체가 더 많은 양의 불순물을 흡착한다는 사실을 보여줍니다. 전자의 흡착제 특성을 이용한 흡착 분리 공정을 압력 스윙 흡착(PSA)이라고 하고, 후자를 이용한 것을 온도 스윙 흡착(TSA)이라고 합니다.

실제로 TSA, PSA 또는 TSA + PSA 공정은 일반적으로 공급 기체의 성분, 압력 및 생성 가스 요구 사항에 따라 선택됩니다.

온도 스윙 흡착에서는 체층을 가열해야 하므로, 긴 주기, 높은 투자 비용 및 높은 체 생성 등의 특징으로 인해 일반적으로 미량 불순물 또는 탈착이 어려운 원소의 정제에 사용됩니다. 반면, 짧은 주기, 높은 흡착제 이용률, 적은 흡착제 양 및 외부 열교환 장비가 필요하지 않은 압력 스윙 흡착 공정은 대량의 혼합 공급 가스의 분리 및 정제에 널리 적용됩니다.

압력 스윙 흡착(PSA) 공정에서 분자체는 일반적으로 상온 및 상대적으로 높은 압력에서 혼합 가스 중 쉽게 흡착되는 성분을 흡착하여, 쉽게 흡착되지 않는 성분이 체층의 한쪽 끝으로 유출되도록 합니다. 그런 다음 흡착층의 압력을 정상 수준으로 낮추고, 흡착된 성분은 탈착되어 체층의 다른 쪽 끝으로 배출됨으로써 기체 분리 및 정제를 달성하고 흡착제를 재생합니다.

그러나 일반적으로 체층의 압력이 정상으로 떨어져도 흡착된 불순물이 완전히 탈착되지는 않습니다. 이때 두 가지 방법으로 흡착제를 완전히 재생할 수 있습니다. 첫째는 생성 가스로 체층을 플러싱하여 더 탈착하기 어려운 불순물을 분해하는 것으로, 장점은 상압에서 완료할 수 있지만 일부 생성 가스가 손실된다는 점입니다. 둘째는 진공을 추가하여 재생 공정을 수행하는 것으로, 부압에서 불순물을 강제로 탈착시키는 방법이며 일반적으로 진공 압력 스윙 흡착(VPSA)은이라고 합니다. VPSA 공정은 우수한 재생 효과와 높은 생성 가스 수율을 제공합니다. 단점은 진공 펌프가 필요하다는 것입니다. 실제 응용에서 위 공정의 선택은 주로 공급 스트림의 조성, 부피, 제품 요구 사항, 그리고 공장의 설비 자본 및 부지에 따라 달라집니다.