В чем разница между адсорбцией при переменном давлении (PSA) и адсорбцией при переменной температуре (TSA)?

В практических промышленных приложениях процессы адсорбционного разделения можно в целом разделить на разделение газов методом адсорбции при переменном давлении (PSA), и адсорбцию при переменной температуре (TSA). Из изотермы сорбции адсорбента видно, что адсорбент имеет более высокую адсорбционную способность к примесям при высоком давлении или, наоборот, более низкую. В то же время изобара адсорбции показывает, что молекулярное сито адсорбирует большее количество примесей при более низкой температуре при том же давлении. Процесс адсорбционного разделения, использующий первое свойство адсорбента, называется адсорбцией при переменном давлении (PSA), а использующий второе — адсорбцией при переменной температуре (TSA).

На практике процессы TSA, PSA или TSA + PSA обычно выбираются в соответствии с составом, давлением источника воздуха и требованиями к продукционному газу.

В адсорбции при переменной температуре слой сита необходимо нагревать, поэтому она обычно используется для очистки следовых примесей или элементов, трудно поддающихся десорбции, из-за таких особенностей, как длительный цикл, высокие инвестиции и высокое образование сита. Для сравнения, процесс адсорбции при переменном давлении с коротким временем цикла, высокой степенью использования адсорбента, малым количеством адсорбента и отсутствием необходимости во внешнем теплообменном оборудовании широко применяется для разделения и очистки больших объемов смешанных питающих газов.

В адсорбции при переменном давлении (PSA) молекулярное сито обычно адсорбирует легко адсорбируемые компоненты в смешанном газе при нормальной температуре и относительно более высоком давлении, так что компоненты, которые не адсорбируются легко, вытекают из одного конца слоя. Затем давление в адсорбционном слое снижается до нормального уровня, и адсорбированные компоненты десорбируются и выбрасываются из другого конца слоя, тем самым достигая разделения и очистки газа, а также регенерации адсорбента.

Но в целом, даже если давление в слое сита падает до нормального, адсорбированные примеси не могут быть полностью десорбированы. В этом случае можно использовать два метода для полной регенерации адсорбента: первый — продувка слоя продукционным газом для разрушения примесей, которые труднее десорбировать, преимущество в том, что это можно выполнить при нормальном давлении, хотя часть продукционного газа будет потеряна. Второй — добавление вакуума в процесс регенерации, когда примеси принудительно десорбируются под отрицательным давлением, что обычно известно как Вакуумная короткоцикловая адсорбция (VPSA). Процесс VPSA обладает превосходным эффектом регенерации и высоким выходом продукционного газа. Недостатком является необходимость включения вакуумного насоса. В реальных приложениях выбор вышеуказанного процесса в основном зависит от состава, объема, требований к продукту подаваемого потока, а также от капитальных затрат и местонахождения завода.