Газоразделение по технологии PSA

Аббревиатура PSA означает адсорбцию с колебаниями давления (Pressure Swing Adsorption). Данная технология применяется для разделения и очистки газов с помощью циклов адсорбции и десорбции за счет колебания давления газа.

На рисунке ниже представлены основные параметры PSA и TSA (адсорбции с колебаниями температуры - Thermal Swing Adsorption).

Как известно, адсорбенты имеют следующие особенности:
1. Чем выше давление, тем выше впитывающая способность адсорбента, и наоборот, чем ниже давление, тем она ниже.
2. Чем ниже падает температура, тем выше поглощающая способность адсорбента, по мере возрастания температуры снижается адсорбционная способность материала.
Первый принцип применяется в технологии PSA, а второй - в TSA. В технологии PSA адсорбция и десорбция производится в соответствии с изотермическими характеристиками адсорбции при температуре окружающей среды. В технологии TSA адсорбция и десорбция производится в диапазоне температур от температуры окружающей среды до высоких температур. Благодаря длительным исследованиям технологии PSA нами успешно внедрены системы восстановления и очистки водорода, диоксида углерода и аргона, а также азота и кислорода. Данные системы признаны во многих отраслях промышленности.

Особенности системы PSA

Проектирование оптимальной системы происходит с учетом конкретных условий: получаемый газ, условия использования адсорбента и т.д.

1. Тип газораспределения

(1) Системы очистки неадсорбируемых газов.
Данные системы применяются для разделения и очистки получаемого неадсорбируемого газа, например, N2, O2, H2, Ar и других неадсорбируемых газов.

(2) Системы очистки адсорбируемых газов.
В данных системах адсорбируемый газ восстанавливается с помощью адсорбента с высокой концентрацией получаемого газа, например, CO2, CO и других адсорбируемых газов.

2. Рабочее давление

Системы PSA можно разделить на следующие 2 типа, в зависимости от диапазона давлений адсорбции и давления десорбции:

(1) Системы с десорбцией при атмосферном давлении.
В данных системах адсорбция проводится под давлением, а десорбция проводится при атмосферном давлении. Эти системы применяются для получения N2, H2 и других газов, и отличаются простой компактной конструкцией. Тем не менее, их энергопотребление немного выше, чем у других систем.

(2) Системы с вакуумной десорбцией.
В данных системах адсорбция проводится при атмосферном давлении, а десорбция вакуумная. Данные системы применяются для очистки O2, CO2, Ar и других газов и характеризуются пониженным энергопотреблением при получении газа высокой степени очистки.

Адсорбент

В системах газовой сепарации применяются различные адсорбенты, в зависимости от получаемого газа.

N2-PSA: CMS (угольный молекулярный фильтр)
O2-PSA: ZMS (синтетический цеолит)
H2-PSA: CMS, ZMS

Характеристики адсорбента оказывают значительное влияние на характеристики системы PSA. Таким образом, очень важно использовать адсорбенты или смесь адсорбентов, соответствующую эксплуатационным условиям конкретной системы.

Компания SUMITOMO SEIKA поставляет высокоэффективные системы PSA, использующие специально разработанные адсорбенты, производство которых стало возможным благодаря их огромному опыту и сотрудничеству с производителями адсорбентов.