變壓吸附分離與凈化的技術(PSA)是近幾十年來在工業上新崛起的氣體分離技術 ,具有能耗低、 投資少、 流程簡單、 自動化程度高、 產品純度高、 無環境污染等優點 ,是各種氣體分離與回收的較理想的方法 ,極富有市場競爭力 ,在不久的將來將會在工業上迅速推廣。
1 工藝原理
PSA 技術是利用氣體組分在固體吸附材料上吸附特性的差異 ,通過周期性的壓力變化過程實現氣體的分離與凈化。PSA 技術是一種物理吸附法。本論文中所介紹的工藝采用沸石分子篩作為吸附劑(吸附容量大、 吸附選擇性強) ,在常溫及一定壓力條件下 ,可把有機廢氣中吸附在沸石分子篩上 ,沒有被吸附的氣體進入下一個工段。吸附有機廢氣以后的吸附劑通過降壓抽真空把有機物解吸 ,使吸附劑再生。再生后的吸附劑重新去吸附廢氣中的有機物 ,以此循環往復。生產過程中采用 4 個相同的吸附塔在一臺計算機的控制下 ,通過調節閥變向不斷改變氣流的流向改變各塔的工作階段 ,來實現各塔的吸附與再生交替進行。PSA 裝置采用四塔二均式工藝 ,該工藝的每個吸附塔必須經過吸附、 一均降、 順向放壓、 二均降、 逆向放壓、 沖洗、 二均升、 一均升和終充九個步驟;四個塔步驟相互錯開 ,組成一個吸附- 解吸循環。
2 工藝流程
PSA 工藝流程如圖 2 所示。
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3 工藝技術指標及特點
1. 低能耗:本工藝所采用的壓力在 0. 1～2. 5MPa。
2. 純度高:回收有機產品純度可到達 97 %～99 %。
3. 工藝流程簡單:可實現多種氣體的分離 ,此工藝對雜質有較強的承受能力 ,無須復雜的預處理工序。
4. 自動化程度高:裝置的運行有計算機控制 ,操作方便 ,啟動后短時間內便可得到合格的產品。
5. 適應性強:變壓吸附裝置稍加調節就可以變換生產能力 ,改變原料中的雜質含量和進口壓力等工藝條件。
6. 吸附劑使用周期長:一般使用10 a 以上 ,且稍加新的吸附劑就可以延長使用 ,檢修時間少 ,開工率高。
7. 設備適應性強:可在室外常溫下運行 ,不需絕熱保溫或加熱及冷卻。
8. 工藝周期短:操作周期小于 10 min。
