בתחום הפרדת וטיהור הגזים, עם חיזוק הגנת הסביבה, יחד עם הדרישה הנוכחית לניטרליות פחמן, CO2לכידה, ספיגת גזים מזיקים והפחתת פליטת מזהמים הפכו לנושאים חשובים יותר ויותר. במקביל, יחד עם השינוי והשדרוג של תעשיית הייצור שלנו, הדרישה לגז בטוהר גבוה מתרחבת עוד יותר. טכנולוגיות הפרדת וטיהור גזים כוללות זיקוק בטמפרטורה נמוכה, ספיחה ודיפוזיה. נציג את שני התהליכים הנפוצים והדומים ביותר של ספיחה, כלומר ספיחה בתנופת לחץ (PSA) וספיחת טמפרטורה משתנה (TSA).
העיקרון העיקרי של ספיחה בתנופת לחץ (PSA) מבוסס על ההבדלים במאפייני הספיחה של רכיבי גז בחומרים מוצקים והמאפיינים של נפח הספיחה המשתנה עם הלחץ, תוך שימוש בשינוי לחץ תקופתי להשלמת הפרדת וטיהור הגז. ספיחה בטמפרטורה משתנה (TSA) מנצלת גם את ההבדלים בביצועי הספיגה של רכיבי גז על חומרים מוצקים, אך ההבדל הוא שכושר הספיחה יושפע משינויי טמפרטורה, ושימוש בטמפרטורה משתנה תקופתית להשגת הפרדת גזים וטיהור.
ספיחת תנודת לחץ נמצאת בשימוש נרחב בלכידת פחמן, ייצור מימן וחמצן, הפרדת מתיל חנקן, הפרדת אוויר, הסרת NOx ושדות אחרים. מכיוון שניתן לשנות את הלחץ במהירות, מחזור הספיגה בתנודת הלחץ הוא בדרך כלל קצר, מה שעשוי להשלים מחזור תוך מספר דקות. וספיחת טמפרטורה משתנה משמשת בעיקר בלכידת פחמן, טיהור VOC, ייבוש גז ושדות אחרים, מוגבלת על ידי קצב העברת החום של המערכת, זמן החימום והקירור ארוך, מחזור ספיחה בטמפרטורה משתנה יהיה ארוך יחסית, לפעמים יכול להגיע ליותר יותר מעשר שעות, אז איך להשיג חימום וקירור מהירים הוא גם אחד הכיוונים של מחקר ספיחה בטמפרטורה משתנה. בשל ההבדל בזמן מחזור הפעולה, על מנת להיות מיושם בתהליכים מתמשכים, PSA דורש לרוב מספר מגדלים במקביל, ו-4-8 מגדלים הם מספרים מקבילים נפוצים (ככל שמחזור הפעולה קצר יותר, מספרים מקבילים יותר). מכיוון שהתקופה של ספיחה בטמפרטורה משתנה ארוכה יותר, בדרך כלל משתמשים בשתי עמודות לספיחת טמפרטורה משתנה.
חומרי הספיחה הנפוצים ביותר עבור ספיחה בטמפרטורה משתנה וספיחת תנודת לחץ הם מסננת מולקולרית, פחם פעיל, סיליקה ג'ל, אלומינה וכו', בגלל שטח הפנים הספציפי הגדול שלו, יש צורך לבחור את הסופח המתאים בהתאם לצרכי מערכת הפרדה. ספיחת לחץ וספיגת לחץ אטמוספרי הם המאפיינים של ספיחת תנודת לחץ. הלחץ של ספיחה בלחץ יכול להגיע למספר MPa. טמפרטורת הפעולה של ספיחה בטמפרטורה משתנה היא בדרך כלל קרובה לטמפרטורת החדר, וטמפרטורת הספיגה בחימום עשויה להגיע ליותר מ-150 ℃.
על מנת לשפר את היעילות ולהפחית את צריכת האנרגיה, טכנולוגיות ספיחה בתנופת לחץ ואקום (VPSA) ו-Vacuum Temperature Swing adsorption (TVSA) נגזרות מ-PSA ו-PSA. תהליך זה מורכב ויקר יותר, מה שהופך אותו מתאים לעיבוד גז בקנה מידה גדול. ספיחת תנופת ואקום היא ספיחה בלחץ אטמוספרי וספיחה על ידי שאיבת ואקום. באופן דומה, שאיבת אבק במהלך תהליך הספיחה יכולה גם להפחית את טמפרטורת הספיחה ולשפר את יעילות הספיחה, מה שיעזור לניצול חום בדרגה נמוכה בתהליך של ספיחה בטמפרטורה משתנה בוואקום.
זמן פרסום: פברואר-05-2022
