Trong lĩnh vực tách và lọc khí, với việc tăng cường bảo vệ môi trường, cùng với nhu cầu hiện nay về tính trung hòa carbon, CO2thu hồi, hấp thụ khí độc hại và giảm phát thải ô nhiễm ngày càng trở thành vấn đề quan trọng. Đồng thời, cùng với sự chuyển đổi và nâng cấp ngành sản xuất của chúng ta, nhu cầu về khí có độ tinh khiết cao ngày càng mở rộng. Công nghệ tách và tinh chế khí bao gồm chưng cất, hấp phụ và khuếch tán ở nhiệt độ thấp. Chúng tôi sẽ giới thiệu hai quá trình hấp phụ phổ biến và tương tự nhau nhất, đó là hấp phụ dao động áp suất (PSA) và hấp phụ nhiệt độ thay đổi (TSA).
Nguyên lý chính của hấp phụ dao động áp suất (PSA) dựa trên sự khác biệt về đặc tính hấp phụ của các thành phần khí trong vật liệu rắn và đặc tính của thể tích hấp phụ thay đổi theo áp suất, sử dụng biến đổi áp suất định kỳ để hoàn thành quá trình tách và tinh chế khí. Hấp phụ ở nhiệt độ thay đổi (TSA) cũng tận dụng sự khác biệt về hiệu suất hấp phụ của các thành phần khí trên vật liệu rắn, nhưng điểm khác biệt là khả năng hấp phụ sẽ bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi nhiệt độ và việc sử dụng nhiệt độ biến đổi định kỳ để đạt được sự tách khí và thanh lọc.
Hấp phụ dao động áp suất được sử dụng rộng rãi trong thu hồi carbon, sản xuất hydro và oxy, tách metyl nitơ, tách không khí, loại bỏ NOx và các lĩnh vực khác. Do áp suất có thể thay đổi nhanh chóng nên chu kỳ hấp phụ dao động áp suất thường ngắn và có thể hoàn thành một chu kỳ trong vài phút. Và hấp phụ nhiệt độ thay đổi chủ yếu được sử dụng trong thu hồi carbon, tinh chế VOC, sấy khí và các lĩnh vực khác, bị hạn chế bởi tốc độ truyền nhiệt của hệ thống, thời gian làm nóng và làm mát dài, chu kỳ hấp phụ nhiệt độ thay đổi sẽ tương đối dài, đôi khi có thể đạt được nhiều hơn hơn mười giờ, vậy làm thế nào để đạt được sự gia nhiệt và làm mát nhanh chóng cũng là một trong những hướng nghiên cứu hấp phụ ở nhiệt độ thay đổi. Do sự khác biệt về thời gian chu kỳ hoạt động nên để có thể áp dụng trong các quy trình liên tục, PSA thường yêu cầu nhiều tháp song song và 4-8 tháp là số song song phổ biến (chu kỳ hoạt động càng ngắn thì số lượng song song càng nhiều). Khi thời gian hấp phụ ở nhiệt độ thay đổi dài hơn, hai cột thường được sử dụng để hấp phụ ở nhiệt độ thay đổi.
Các chất hấp phụ được sử dụng phổ biến nhất để hấp phụ ở nhiệt độ thay đổi và hấp phụ dao động áp suất là rây phân tử, than hoạt tính, silica gel, alumina, v.v., do diện tích bề mặt riêng lớn nên cần phải chọn chất hấp phụ thích hợp theo nhu cầu của hệ thống phân tách. Hấp phụ áp suất và giải hấp áp suất khí quyển là đặc điểm của hấp phụ dao động áp suất. Áp suất hấp phụ điều áp có thể đạt tới vài MPa. Nhiệt độ hoạt động của quá trình hấp phụ ở nhiệt độ thay đổi thường gần với nhiệt độ phòng và nhiệt độ giải hấp gia nhiệt có thể đạt tới hơn 150oC.
Để nâng cao hiệu quả và giảm mức tiêu thụ năng lượng, công nghệ hấp phụ dao động áp suất chân không (VPSA) và hấp phụ dao động nhiệt độ chân không (TVSA) có nguồn gốc từ PSA và PSA. Quá trình này phức tạp và tốn kém hơn nên phù hợp cho việc xử lý khí quy mô lớn. Hấp phụ dao động chân không là sự hấp phụ ở áp suất khí quyển và giải hấp bằng cách bơm chân không. Tương tự, hút chân không trong quá trình giải hấp cũng có thể làm giảm nhiệt độ giải hấp và cải thiện hiệu quả giải hấp, điều này sẽ có lợi cho việc sử dụng nhiệt độ thấp trong quá trình hấp phụ nhiệt độ thay đổi chân không.
Thời gian đăng: Feb-05-2022
