变压吸附分离与净化的技术(PSA)是近几十年来在工业上新崛起的气体分离技术 ,具有能耗低、 投资少、 流程简单、 自动化程度高、 产品纯度高、 无环境污染等优点 ,是各种气体分离与回收的较理想的方法 ,极富有市场竞争力 ,在不久的将来将会在工业上迅速推广。

1 　 工艺原理

PSA 技术是利用气体组分在固体吸附材料上吸附特性的差异 ,通过周期性的压力变化过程实现气体的分离与净化。PSA 技术是一种物理吸附法。本论文中所介绍的工艺采用沸石分子筛作为吸附剂(吸附容量大、 吸附选择性强) ,在常温及一定压力条件下 ,可把有机废气中吸附在沸石分子筛上 ,没有被吸附的气体进入下一个工段。吸附有机废气以后的吸附剂通过降压抽真空把有机物解吸 ,使吸附剂再生。再生后的吸附剂重新去吸附废气中的有机物 ,以此循环往复。生产过程中采用 4 个相同的吸附塔在一台计算机的控制下 ,通过调节阀变向不断改变气流的流向改变各塔的工作阶段 ,来实现各塔的吸附与再生交替进行。PSA 装置采用四塔二均式工艺 ,该工艺的每个吸附塔必须经过吸附、 一均降、 顺向放压、 二均降、 逆向放压、 冲洗、 二均升、 一均升和终充九个步骤;四个塔步骤相互错开 ,组成一个吸附- 解吸循环。

2 　 工艺流程

PSA 工艺流程如图 2 所示。

3 　 工艺技术指标及特点

1. 低能耗:本工艺所采用的压力在 0. 1～2. 5MPa。

2. 纯度高:回收有机产品纯度可到达 97 %～99 %。

3. 工艺流程简单:可实现多种气体的分离 ,此工艺对杂质有较强的承受能力 ,无须复杂的预处理工序。

4. 自动化程度高:装置的运行有计算机控制 ,操作方便 ,启动后短时间内便可得到合格的产品。

5. 适应性强:变压吸附装置稍加调节就可以变换生产能力 ,改变原料中的杂质含量和进口压力等工艺条件。

6. 吸附剂使用周期长:一般使用10 a 以上 ,且稍加新的吸附剂就可以延长使用 ,检修时间少 ,开工率高。

7. 设备适应性强:可在室外常温下运行 ,不需绝热保温或加热及冷却。

8. 工艺周期短:操作周期小于 10 min。