El principio de adsorción por cambio de presión

Para cualquier tipo de adsorción, para el mismo gas adsorbido (adsorbato), en condiciones de equilibrio de adsorción, cuanto menor es la temperatura, mayor es la presión y mayor es la cantidad de adsorción. Por el contrario, cuanto mayor sea la temperatura y menor la presión, menor será la cantidad de adsorción. Por lo tanto, los métodos de separación por adsorción de gas generalmente adoptan procesos de dos ciclos: adsorción por cambio de temperatura o adsorción por cambio de presión. Si la temperatura permanece sin cambios, la adsorción bajo presión aumentada y la desorción mediante reducción de presión (aspiración) o presión normal se denomina adsorción por cambio de presión. Se puede observar que la adsorción por cambio de presión se adsorbe y desorbe cambiando la presión.

Dado que la conductividad térmica del adsorbente es pequeña, la temperatura del lecho adsorbente causada por el calor de adsorción y desorción no cambia mucho durante la operación de adsorción por cambio de presión, por lo que puede considerarse como una operación isotérmica. El proceso se desarrolla aproximadamente a lo largo de la isoterma de adsorción a temperatura normal, adsorbiéndose a una presión más alta (P2) y desorbiéndose a una presión más baja (P1). Dado que la adsorción por cambio de presión se produce a lo largo de la isoterma de adsorción, desde la perspectiva del equilibrio de adsorción estática, la pendiente de la isoterma de adsorción tiene una gran influencia sobre ella. Cuando la temperatura permanece sin cambios, la relación entre la presión y la cantidad de adsorción, como se muestra en. En la figura, PH representa la presión de adsorción y PL representa la presión de desorción (después de la descompresión). En este momento, la diferencia entre la capacidad de adsorción correspondiente a PH y PL es esencialmente la capacidad de adsorción efectiva, expresada como Ve. Obviamente, la capacidad de adsorción efectiva de la isoterma de adsorción lineal es mayor que la de la curva (tipo Langmuir).

La adsorción a menudo se lleva a cabo en un ambiente de presión. La adsorción por cambio de presión propone un método que combina presurización y reducción de presión. Generalmente es un sistema de adsorción-desorción compuesto por adsorción por presión, reducción de presión y luego descompresión. En condiciones isotérmicas, la adsorción presurizada y la desorción a presión reducida se combinan en un ciclo de operación de adsorción. La cantidad de adsorbente absorbido por el adsorbente aumenta con el aumento de la presión y disminuye con la disminución de la presión. Al mismo tiempo, durante el proceso de descompresión (reducción a presión normal o vacío), el gas adsorbido se libera, formando el adsorbente. El adsorbente se puede regenerar sin suministro de calor externo. Por lo tanto, la adsorción por cambio de presión se denomina adsorción isotérmica y adsorción por regeneración sin calor. Adsorción por cambio de presión, adsorción, PSA

El aire comprimido del compresor de aire ingresa primero al secador en frío para eliminar la humedad y luego ingresa al dispositivo de producción de nitrógeno PSA compuesto por dos torres de adsorción, el adsorbente de tamiz molecular de carbono especial. Adsorbe selectivamente componentes de gas impuro como O2 y CO2, y el gas producto N2 se descargará desde la parte superior de la torre con una pureza del 99%. Cuando se reduce la presión, el oxígeno adsorbido por el adsorbente se desorbe y se descarga por el fondo de la torre. Después de la purga, el adsorbente se regenera. El adsorbente regenerado se puede transferir a adsorción después de igualar la presión y aumentar la presión del producto. Las dos torres se utilizan alternativamente para lograr el propósito de separación continua de aire y producción de nitrógeno.

El uso de tamices moleculares de carbono para producir nitrógeno se basa principalmente en las diferentes tasas de difusión de oxígeno y nitrógeno en los tamices moleculares de carbono bajo una presión de 0,7 a 1,0 Mpa, es decir, la tasa de difusión del oxígeno en el. La superficie de los tamices moleculares de carbono es mayor que la velocidad de difusión del nitrógeno. El tamiz molecular de carbono adsorbe preferentemente oxígeno, mientras que la mayor parte del nitrógeno se concentra en la fase no adsorbida. El propio tamiz molecular de carbono tiene la característica de que su capacidad de adsorción de oxígeno aumenta cuando se presuriza y disminuye cuando se despresuriza. Esta característica se utiliza para separar oxígeno y nitrógeno mediante el método de adsorción por cambio de presión. Esto da como resultado un 99,99% de nitrógeno.