1960年Skarstrom提出PSA專(zhuān)利，他以5A沸石分子篩為吸附劑，用一個(gè)兩床PSA裝置，從空氣中分離出富氧，該過(guò)程經(jīng)過(guò)改進(jìn)，于60年代投入了工業(yè)生產(chǎn)。80年代，變壓吸附技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用取得了突破性的進(jìn)展，主要應(yīng)用在氧氮分離、空氣干燥與凈化以及氫氣凈化等。

中，氧氮分離的技術(shù)進(jìn)展是把新型吸附劑碳分子篩與變壓吸附結(jié)合起來(lái)，將空氣中的O2和N2加以分離，從而獲得氮?dú)狻?br/>
四十多年來(lái)變壓吸附空分制氧技術(shù)的研究進(jìn)展主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是空分制氧吸附劑和其吸附理論的研究方面，二是空分制氧工藝循環(huán)過(guò)程的研究方面(Sircar,1994;Ruthven.Farooq&Knaebel, 1994)。國(guó)內(nèi)對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的研究盡管起步較早，然而在較長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)發(fā)展相對(duì)較緩

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(chēng)為變溫吸附（簡(jiǎn)稱(chēng)TSA）。顯然，變溫吸附是通過(guò)改變溫度來(lái)進(jìn)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(jìn)行，由于吸附劑的比熱容較大，熱導(dǎo)率（導(dǎo)熱系數(shù)）較小，升溫和降溫都需要較長(zhǎng)的時(shí)間，操作上比較麻煩，因此變溫吸附主要用于含吸附質(zhì)較少的氣體凈化方面。
變壓吸附既然沿著吸附等溫線進(jìn)行，從靜態(tài)吸附平衡來(lái)看，吸附等溫線的斜率對(duì)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(guān)系，如圖1所示，圖1中PH表示吸附壓力，PL表示解吸（減壓后）壓力，這時(shí)PH與PL所應(yīng)的吸附量的差，實(shí)質(zhì)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(lái)得大。
吸附過(guò)程
來(lái)自空氣壓縮機(jī)的壓縮空氣，首入冷干機(jī)脫除水分，然后進(jìn)入由兩臺(tái)吸附塔組成的PSA制氮裝置，利用塔中裝填的碳分子篩吸附劑選擇性地吸附掉O2、CO2等雜質(zhì)氣體組分，而作為產(chǎn)品氣N2將以99%的純度由塔頂排出
吸附劑再生
在降壓時(shí)，吸附劑吸附的氧氣解吸出來(lái)，通過(guò)塔底逆放排出，經(jīng)吹洗后，吸附劑得以再生。完成再生后的吸附劑經(jīng)均壓升壓和產(chǎn)品升壓后又可轉(zhuǎn)入吸附。兩塔交替使用，達(dá)到連續(xù)分離空氣制氮的目的
用碳分子篩制氮主要是基于氧和氮在碳分子篩中的擴(kuò)散速率不同，在0.7-1.0Mpa壓力下,即氧在碳分子篩表面的擴(kuò)散速度大于氮的擴(kuò)散速度，使碳分子篩吸附氧，而氮大部分富集于不吸附相中。碳分子篩本身具有加壓時(shí)對(duì)氧的吸附容量增加，減壓時(shí)對(duì)氧的吸附量減少的特性。利用這種特性采用變壓吸附法進(jìn)行氧、氮分離。從而得到99.99%的氮?dú)?br/>空分裝置就是用來(lái)把空氣中的各組分氣體分離，分別生產(chǎn)空氣組分的氧氣、氮?dú)?，氬氣等等氣體的一套工業(yè)設(shè)備裝置。

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