Στον τομέα του διαχωρισμού και του καθαρισμού αερίων, με την ενίσχυση της προστασίας του περιβάλλοντος, σε συνδυασμό με την τρέχουσα ζήτηση για ουδετερότητα άνθρακα, το CO2Η δέσμευση, η απορρόφηση επιβλαβών αερίων και η μείωση των εκπομπών ρύπων γίνονται όλο και πιο σημαντικά ζητήματα. Ταυτόχρονα, παράλληλα με τον μετασχηματισμό και την αναβάθμιση της μεταποιητικής μας βιομηχανίας, διευρύνεται περαιτέρω η ζήτηση αερίου υψηλής καθαρότητας. Οι τεχνολογίες διαχωρισμού και καθαρισμού αερίων περιλαμβάνουν απόσταξη σε χαμηλή θερμοκρασία, προσρόφηση και διάχυση. Θα εισαγάγουμε τις δύο πιο κοινές και παρόμοιες διαδικασίες προσρόφησης, δηλαδή την προσρόφηση αιώρησης πίεσης (PSA) και την προσρόφηση μεταβλητής θερμοκρασίας (TSA).
Η κύρια αρχή της προσρόφησης αιώρησης πίεσης (PSA) βασίζεται στις διαφορές στα χαρακτηριστικά προσρόφησης των συστατικών αερίων σε στερεά υλικά και τα χαρακτηριστικά του όγκου προσρόφησης αλλάζουν με την πίεση, χρησιμοποιώντας τον μετασχηματισμό περιοδικής πίεσης για την ολοκλήρωση του διαχωρισμού και του καθαρισμού αερίων. Η προσρόφηση μεταβλητής θερμοκρασίας (TSA) εκμεταλλεύεται επίσης τις διαφορές στην απόδοση προσρόφησης των συστατικών αερίου σε στερεά υλικά, αλλά η διαφορά είναι ότι η ικανότητα προσρόφησης θα επηρεαστεί από τις αλλαγές θερμοκρασίας και τη χρήση περιοδικής μεταβλητής θερμοκρασίας για την επίτευξη διαχωρισμού αερίων και κάθαρση.
Η προσρόφηση αιώρησης πίεσης χρησιμοποιείται ευρέως στη δέσμευση άνθρακα, την παραγωγή υδρογόνου και οξυγόνου, το διαχωρισμό μεθυλίου αζώτου, το διαχωρισμό αέρα, την αφαίρεση NOx και άλλα πεδία. Επειδή η πίεση μπορεί να αλλάξει γρήγορα, ο κύκλος της προσρόφησης αιώρησης πίεσης είναι γενικά σύντομος, ο οποίος μπορεί να ολοκληρώσει έναν κύκλο σε λίγα λεπτά. Και η προσρόφηση μεταβλητής θερμοκρασίας χρησιμοποιείται κυρίως στη δέσμευση άνθρακα, τον καθαρισμό πτητικών οργανικών ενώσεων, την ξήρανση αερίου και άλλα πεδία, περιορίζεται από τον ρυθμό μεταφοράς θερμότητας του συστήματος, ο χρόνος θέρμανσης και ψύξης είναι μεγάλος, ο κύκλος προσρόφησης μεταβλητής θερμοκρασίας θα είναι σχετικά μεγάλος, μερικές φορές μπορεί να φτάσει περισσότερο πάνω από δέκα ώρες, οπότε πώς να επιτύχετε ταχεία θέρμανση και ψύξη είναι επίσης μία από τις κατευθύνσεις της έρευνας για την προσρόφηση μεταβλητής θερμοκρασίας. Λόγω της διαφοράς στον χρόνο του κύκλου λειτουργίας, για να εφαρμοστεί σε συνεχείς διαδικασίες, το PSA απαιτεί συχνά πολλαπλούς πύργους παράλληλα και 4-8 πύργοι είναι κοινοί παράλληλοι αριθμοί (όσο μικρότερος είναι ο κύκλος λειτουργίας, τόσο περισσότεροι παράλληλοι αριθμοί). Καθώς η περίοδος προσρόφησης μεταβλητής θερμοκρασίας είναι μεγαλύτερη, δύο στήλες χρησιμοποιούνται γενικά για προσρόφηση μεταβλητής θερμοκρασίας.
Τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα προσροφητικά για προσρόφηση μεταβλητής θερμοκρασίας και προσρόφηση αιώρησης πίεσης είναι το μοριακό κόσκινο, ο ενεργός άνθρακας, η πυριτική γέλη, η αλουμίνα κ.λπ., λόγω της μεγάλης ειδικής επιφάνειάς του, είναι απαραίτητο να επιλεγεί το κατάλληλο προσροφητικό σύμφωνα με τις ανάγκες του σύστημα διαχωρισμού. Η προσρόφηση υπό πίεση και η εκρόφηση ατμοσφαιρικής πίεσης είναι τα χαρακτηριστικά της προσρόφησης αιώρησης πίεσης. Η πίεση της προσρόφησης υπό πίεση μπορεί να φτάσει αρκετά MPa. Η θερμοκρασία λειτουργίας της προσρόφησης μεταβλητής θερμοκρασίας είναι γενικά κοντά σε θερμοκρασία δωματίου και η θερμοκρασία εκρόφησης θέρμανσης μπορεί να φτάσει περισσότερο από 150℃.
Προκειμένου να βελτιωθεί η απόδοση και να μειωθεί η κατανάλωση ενέργειας, οι τεχνολογίες προσρόφησης αιώρησης πίεσης κενού (VPSA) και προσρόφησης ταλάντωσης θερμοκρασίας κενού (TVSA) προέρχονται από το PSA και το PSA. Αυτή η διαδικασία είναι πιο περίπλοκη και δαπανηρή, καθιστώντας την κατάλληλη για επεξεργασία αερίου μεγάλης κλίμακας. Η ταλαντευόμενη προσρόφηση κενού είναι προσρόφηση σε ατμοσφαιρική πίεση και εκρόφηση με άντληση κενού. Ομοίως, η ηλεκτρική σκούπα κατά τη διάρκεια της διαδικασίας εκρόφησης μπορεί επίσης να μειώσει τη θερμοκρασία εκρόφησης και να βελτιώσει την απόδοση εκρόφησης, η οποία θα ευνοήσει τη χρήση θερμότητας χαμηλής ποιότητας στη διαδικασία προσρόφησης μεταβλητής θερμοκρασίας υπό κενό.
Ώρα δημοσίευσης: Φεβ-05-2022
