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  • 1 # zigmy24255

    加壓液化【一氧化碳是-19O℃;氫的液化溫度在-253℃】,使得一氧化碳液化而氫氣仍為氣態。這是分離氫氣與一氧化碳的的最佳方法。或者採用變壓吸附(Pressure Swing Adsorption.簡稱PSA)。變壓吸附是一種新型氣體吸附分離技術,它有如下優點:⑴產品純度高。⑵一般可在室溫和不高的壓力下工作,床層再生時不用加熱,節能經濟。⑶裝置簡單,操作、維護簡便。⑷連續迴圈操作,可完全達到自動化。 因此,當這種新技術問世後,就受到各國工業界的關注,競相開發和研究,發展迅速,並日益成熟。 1960年Skarstrom提出PSA專利,他以5A沸石分子篩為吸附劑,用一個兩床PSA裝置,從空氣中分離出富氧,該過程經過改進,於60年代投入了工業生產。70年代,變壓吸附技術的工業應用取得了突破性的進展,主要應用在氧氮分離、空氣乾燥與淨化以及氫氣淨化等。其中,氧氮分離的技術進展是把新型吸附劑碳分子篩與變壓吸附結合起來,將空氣中的O2和N2加以分離,從而獲得氮氣。 隨著分子篩效能改進和質量提高,以及變壓吸附工藝的不斷改進,使產品純度和回收率不斷提高,這又促使變壓吸附在經濟上立足和工業化的實現。 原理: 任何一種吸附對於同一被吸附氣體(吸附質)來說,在吸附平衡情況下,溫度越低,壓力越高,吸附量越大。反之,溫度越高,壓力越低,則吸附量越小。因此,氣體的吸附分離方法,通常採用變溫吸附或變壓吸附兩種迴圈過程,二種迴圈過程如圖一。 如果壓力不變,在常溫或低溫的情況下吸附,用高溫解吸的方法,稱為變溫吸附(簡稱TSA)。顯然,變溫吸附是透過改變溫度來進行吸附和解吸的。變溫吸附操作是在低溫(常溫)吸附等溫線和高溫吸附等溫線之間的垂線進行(見圖一),由於吸附劑的比熱容較大,熱導率(導熱係數)較小,升溫和降溫都需要較長的時間,操作上比較麻煩,因此變溫吸附主要用於含吸附質較少的氣體淨化方面。 如果溫度不變,在加壓的情況下吸附,用減壓(抽真空)或常壓解吸的方法,稱為變壓吸附。可見,變壓吸附是透過改變壓力來吸附和解吸的。 變壓吸附操作由於吸附劑的熱導率較小,吸附熱和解吸熱所引起的吸附劑床層溫度變化不大,故可將其看成等溫過程,它的工況近似地沿著常溫吸附等溫線(見圖一)進行,在較高壓力(P2)下吸附,在較低壓力(P1)下解吸。變壓吸附既然沿著吸附等溫線進行,從靜態吸附平衡來看,吸附等溫線的斜率對它的是影響很大的,在溫度不變的情況下,壓力和吸附量之間的關係,如圖示所示,圖中PH表示吸附壓力,PL表示解吸(減壓後)壓力,這時PH與PL所應的吸附量的差,實質上是有效吸附量,以Ve表示之。顯然,直線型吸附等溫線的有效吸附量比曲線型(Langmuir型)的要來得大。 吸附常常是在壓力環境下進行的,變壓吸附提出了加壓和減壓相結合的方法,它通常是由加壓吸附、減壓再組成的吸附一解吸系統。在等溫的情況下,利用加壓吸附和減壓解吸組合成吸附操作迴圈過程。吸附劑對吸附質的吸附量隨著壓力的升高而增加,並隨著壓力的降低而減少,同時在減壓(降至常壓或抽真空)過程中,放出被吸附的氣體,使吸附劑再生,外界不需要供給熱量便可進行吸附劑的再生。因此,變壓吸附既稱等溫吸附,又稱無熱再生吸附。

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