变压吸附基本原理

        变压吸附(PSA)技术是近40多年来发展起来的一项新型气体分离与净化技术。1942年德国发表了***篇无热吸附净化空气的专利文献。60年代初，美国联合碳化物公司***实现了变压吸附四床工艺技术的工业化。由于变压吸附技术***少、运行费用低、产品纯度高、操作简单、灵活、环境污染小、原料气源适应范围宽，因此，进入70年代后，这项技术被广泛应用于石油化工、冶金、轻工及环保等领域。
吸附：当气体与多孔的固体吸附剂接触时，因固体表面分子与内部分子不同，具有剩余的表面自由力场或表面引力场，使气相中的可被吸附的一种或多种组分分子碰撞到固体表面后，即被吸附，变压吸附分离装置中的吸附为物理吸附。
        变压吸附气体分离工艺过程之所以得以实现是由于吸附剂在这种物理吸附中所具有的两个基本性质：一是对不同组分的吸附能力不同，二是吸附质在吸附剂上的吸附容量随吸附质的分压上升而增加，随吸附温度的上升而下降。利用吸附剂的***个性质，可实现对混合气体中某些组分的优先吸附而使其它组分得以提纯；利用吸附剂的第二个性质，可实现吸附剂在低温、高压下吸附而在高温、低压下解吸再生，从而构成吸附剂的吸附与再生循环，达到连续分离气体的目的。
        变压吸附设备主要由A、B二只装有碳分子筛的吸附塔和控制系统组成。当压缩空气(压力一般为0.8MPa)从下至上通过A塔时，氧气、二氧化碳和水分被碳分子筛所吸附，而氮气则被通过并从塔顶流出。当A塔内分子筛吸附饱和时便切换到B塔进行上述吸附过程并同时对A塔分子筛进行再生。所谓再生，即将吸附塔内气体排至大气从而使压力迅速降低至常压，使分子筛吸附的氧气、二氧化碳和水分从分子筛内释放出来的。二个吸附塔交替循环吸附和再生，连续输出产品氮气。