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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,变压,吸,吸附,学,学习,PSA,1,概况,：变,压,压吸,附,附（,PressureSwing,Adsorption.,简称,PSA,）是,一,一种,新,新型,气,气体,吸,吸附,分,分离,技,技,术，,它,它有,如,如下,优,优点,：,：,产,品,品纯,度,度高,。,。,一,一般,可,可在,室,室温,和,和不,高,高的,压,压力,下,下,工作,，,，床,层,层再,生,生时,不,不用,加,加热,，,，节,能,能经,济,济。,设,备,备简,单，,操,操作,、,、维,护,护简,便,便。,连,续,续循,环,环操,作,作，,可,可完,全,全达,到自,动,动化,。,。,正是,因,因为,这,这样,的,的优,点,点，,PSA,技术,发,发展,到,到现,在，,技,技术,发,发展,迅,迅速,并,并相,当,当成,熟,熟。,变压,吸,吸附,发,发展,史,史,变压,吸,吸附,空,空分,制,制氧,始,始创,于,于,20,世纪,60,年代,初,初，,并,并于,70,年,代实,现,现工,业,业化,生,生产,。,。在,此,此之,前,前,传统,的,的工,业,业空,分,分装,置,置大,部,部,分采,用,用深,冷,冷精,馏,馏法,(,简称,深,深冷,法,法,),。,80,年代,以,以来,至,至今,高,高吸,附,附分,离,离性,能,能的,沸,沸石,分,分子,筛,筛的,相,相继,开,开,发利,用,用和,工,工艺,流,流程,的,的改,进,进，,使,使得,变,变压,吸,吸附,空,空分,技,技术,得,得到,迅,迅,速地,发,发展,，,，与,深,深冷,空,空分,装,装置,相,相比,，,，,PSA,过程,具,具有,启,启动,时,时间,短和,开,开停,车,车方,便,便、,能,能耗,较,较小,和,和运,行,行成,本,本低,、,、自,动,动化,程,程度,高,高,和维,护,护简,单,单、,占,占地,面,面积,小,小和,土,土建,费,费用,低,低等,特,特点,。,。在,不,不需,要,要,高纯,氧,氧的,中,中小,规,规模,(,小于,100,吨,/,天，,相,相当,于,于,3000Nm3/h),氧,气生,产,产中,比,比深,冷,冷法,更,更具,有,有竞,争,争力,。,。广,泛,泛的,应,应用,于,于电,炉,炉炼,钢、,有,有色,金,金属,冶,冶炼,、,、玻,璃,璃加,工,工、,甲,甲醇,生,生产,、,、碳,黑,黑生,产,产、,化,化,肥造,气,气、,化,化学,氧,氧化,过,过程,、,、纸,浆,浆漂,白,白、,污,污水,处,处理,、,、生,物,物发,酵、,水,水产,养,养殖,、,、医,疗,疗和,军,军事,等,等诸,多,多领,域,域,四十,多,多年,来,来变,压,压吸,附,附空,分,分制,氧,氧技,术,术的,研,研究,进,进展,主,主要,表,表,现在,两,两个,方,方面,:,一是,空,空分,制,制氧,吸,吸附,剂,剂和,其,其吸,附,附理,论,论的,研,研究,方面,，,，二,是,是空,分,分制,氧,氧工,艺,艺循,环,环过,程,程的,研,研究,方,方面,。,。国,内,内对,这,这,项技,术,术的,研,研究,尽,尽管,起,起步,较,较早,，,，然,而,而在,较,较长,的,的一,段,段时,间,间内,发,发,展相,对,对较,缓,缓。,但,但是,近,近几,年,年各,种,种流,程,程的,设,设备,相,相继,投,投产,为,为各,行,行,各业,带,带来,了,了巨,大,大的,经,经济,效,效益,。,。,2,原理,2.1,先看,吸,吸附,，,，当,两,两种,相,相态,不,不同,的,的物,质,质接,触,触时,，,，,其中,密,密度,较,较低,物,物质,的,的分,子,子,在密,度,度较,高,高的,物,物质,表,表面,被,被,富集,的,的现,象,象和,过,过程,。,。,具有,吸,吸附,作,作用,的,的物,质,质（,一,一般,为密,度,度相,对,对较,大,大的,多,多孔,固,固体,）,）,被称,为,为吸,附,附剂,，,，被,吸,吸附,的,的物,质,质称,为,为吸,附,附质,。,。,吸附,按,按其,性,性质,的,的不,同,同可,分,分为,四,四大,类,类，,即,即：,化学,吸,吸附,、,、活,性,性吸,附,附、,毛,毛细,管,管凝,缩,缩、,物,物理,吸,吸附,。,。,本次,学,学习,的,的变,压,压吸,附,附主,要,要就,是,是物,理,理吸,附,附。,气,相,相,固,相,相,物理,吸,吸附,是,是指,依,依靠,吸,吸附,剂,剂与,吸,吸附,质,质分,子,子间,的,的分,子,子力,（,（即,范,范德,华,华力,）,）进,行,行的,吸,吸附,。,。其,特,特点,是,是：,吸,吸附,过,过程,中,中没,有,有化,学,学反,应,应，,吸,吸附,过,过程,进,进行,的,的极,快,快，,参,参与,吸,吸附,的,的各,相,相物,质,质间,的,的平,衡,衡在,瞬,瞬间,即,即可,完,完成,，,，并,且,且这,种,种吸,附,附是,完,完全,可,可逆,的,的。,2.2,吸,附,附,平,平,衡,衡,吸,附,附,平,平,衡,衡,是,是,指,指,在,在,一,一,定,定,的,的,温,温,度,度,和,和,压,压,力,力,下,下,，,，,吸,吸,附,附,剂,剂,与,与,吸,吸,附,附,质,质,充,充,分,分,接,接,触,触,，,，,最,最,后,后,吸,吸,附,附,质,质,在,在,两,两,相,相,中,中,的,的,分,分,布,布,达,达,到,到,平,平,衡,衡,的,的,过,过,程,程,。,。,这,这,个,个,过,过,程,程,为,为,动,动,态,态,平,平,衡,衡,，,，,对,对,于,于,相,相,同,同,的,的,吸,吸,附,附,剂,剂,和,和,吸,吸,附,附,质,质,，,，,其,其,平,平,衡,衡,吸,吸,附,附,容,容,量,量,是,是,一,一,个,个,定,定,值,值,，,，,这,这,个,个,量,量,主,主,要,要,受,受,压,压,力,力,与,与,温,温,度,度,影,影,响,响,。,。,压,力,力,越,越,高,高,单,单,位,位,时,时,间,间,内,内,撞,撞,击,击,到,吸,吸,附,附,剂,剂,表,表,面,面,的,的,气,气,体,体,分,分,子,子,数,越,越,多,多,，,，,因,因,而,而,压,压,力,力,越,越,高,高,平,平,衡,吸,吸,附,附,容,容,量,量,也,也,就,就,越,越,大,大,；,；,由,由,于,温,温,度,度,越,越,高,高,气,气,体,体,分,分,子,子,的,的,动,动,能,越,越,大,大,，,，,能,能,被,被,吸,吸,附,附,剂,剂,表,表,面,面,分,子,子,引,引,力,力,束,束,缚,缚,的,的,分,分,子,子,就,就,越,越,少,，,，,因,因,而,而,温,温,度,度,越,越,高,高,平,平,衡,衡,吸,吸,附,容,容,量,量,也,也,就,就,越,越,小,小,。,。,从,上,上,图,图,的,的,B,A,和,C,D,可,以,以,看,看,出,出,：,：,在,在,温,温,度,度,一,一,定,定,时,时,，,，,随,随,着,着,压,压,力,力,的,的,升,升,高,高,吸,吸,附,附,容,容,量,量,逐,逐,渐,渐,增,增,大,大,；,；,从,从,上,上,图,图,的,的,B,C,和,A,D,可,以,以,看,看,出,出,：,：,在,在,压,压,力,力,一,一,定,定,时,时,，,，,随,随,着,着,温,温,度,度,的,的,升,升,高,高,吸,吸,附,附,容,容,量,量,逐,逐,渐,渐,减,减,小,小,。,。,一,一,般,般,吸,吸,附,附,在,在,常,常,温,温,状,状,态,态,下,下,吸,吸,附,附,，,，,视,视,作,作,等,等,温,温,。,。,图,一,一,不,不,同,同,温,温,度,度,下,下,的,的,吸,吸,附,附,等,等,温,温,线,线,2.3,原,理,理,所,以,以,说,说,变,变,压,压,吸,吸,附,附,（,（,PSA,）,，,，,就,就,是,是,利,利,用,用,吸,吸,附,附,剂,对,对,不,不,同,同,气,气,体,体,组,组,分,分,随,随,压,压,力,力,变,变,化,化,而,而,变,变,化,化,的,的,吸,吸,附,附,特,性,性,，,，,加,加,压,压,吸,吸,附,附,部,部,分,分,组,组,分,分,，,，,降,降,压,压,解,解,吸,吸,这,这,些,些,组,组,分,，,，,从,从,而,而,吸,吸,附,附,剂,剂,得,得,到,到,再,再,生,生,，,，,并,并,使,使,不,不,同,同,气,气,体,体,得,得,到,分,分,离,离,的,的,过,过,程,程,。,。,下,面,面,主,主,要,要,以,以,PSA,制,氢,氢,的,的,工,工,艺,艺,来,来,讲,讲,解,解,变,变,压,压,吸,吸,附。,3,变压吸,附,附的主,要,要内容,吸附剂,工艺流,程,程,自控系,统,统,4,吸附剂,4.1PSA,吸附剂,：,：,PSA,工业上,常,常用的,吸,吸附剂,有,有：硅,胶,胶、活,性,性氧化,铝、活,性,性炭、,分,分子筛,等,等，另,外,外还有,针,针对某,组,组分选,择,择,性吸附,而,而研制,的,的特殊,吸,吸附材,料,料。吸,附,附剂对,各,各种气,体,体,组分的,吸,吸附性,能,能是通,过,过实验,测,测定静,态,态下的,等,等温吸,附,附,线和动,态,态下的,穿,穿透曲,线,线来评,价,价的。,吸附剂,的,的良好,吸,吸附性,能,能是吸,附,附剂分,离,离过程,的,的,基本条,件,件。选,择,择吸附,剂,剂时应,注,注意以,下,下问题,。,。,（,1,）吸附,剂,剂对杂,质,质应有,较,较大吸,附,附量，,同,同时被,吸附的,杂,杂质易,于,于解吸,，,，从而,在,在短周,期,期内达,到,到吸,附、解,吸,吸间的,平,平衡，,确,确保分,离,离提纯,。,。,（,2,）组分,间,间的,分离系,数,数,尽可能,大,大。气,体,体组分,的,的分离,系,系,数越大,，,，分离,越,越容易,，,，得到,的,的产品,纯,纯度越,高,高，同,时,时回收,率也高,。,。,（,3,）使用,的,的吸附,剂,剂应有,足,足够的,强,强度，,以,以减少,破,破碎和,磨,磨,损。,（,4,）分离,组,组分复,杂,杂、类,别,别较多,的,的气体,混,混合物,，,，可选,用,用,多种吸,附,附剂，,这,这些吸,附,附剂可,按,按吸附,分,分离性,能,能依次,分,分层装,填在同,一,一吸附,床,床内，,也,也可分,别,别装填,在,在多个,吸,吸附床,内,内。,吸附剂,的,的物理,性,性质,常见组,分,分对各,种,种吸附,剂,剂的分,离,离系数,(,常压,20,),下图为,不,不同组,分,分在分,子,子筛上,的,的吸附,强,强弱大,致,致顺序,组分,吸,吸附能,力,力,氦气,弱,氢气,氧气,氩气,氮气,一氧化,碳,碳,甲烷,二氧化,碳,碳,乙烷,乙烯,丙烷,异丁烷,丙烯,戊烷,丁烯,硫化氢,硫醇,戊烯,苯,甲苯,乙基苯,苯乙烯,水,强,不同的,气,气,体，要,选,选择,合适的,吸,吸附,剂。,5,工艺流,程,程,(,以,PSA-H,2,流程做,介,介绍）,5.1,变压吸,附,附（,PSA,）大致,过,过程,根据变,压,压吸附,的,的原理,，,，在工,业,业变压,吸,吸附,(PSA),工艺中,，,，吸附,剂,剂通常,都,都是在,常,常温和,较,较高压,力,力下，,将,将混合,气,气体中,的,的易吸,附,附组分,吸,吸附，,不,不易吸,附,附的组,分,分从床层的一端,流,流出，,然后降,低,低吸附,剂,剂床层,的,的压力,，,，,使被吸,附,附的组,分,分脱附,出,出来，,从,从,床层的,另,另一端,排,排出，,从,从而实,现,现,了气体,的,的分离,与,与净化,，,，同时,也,也,使吸附,剂,剂得到,了,了再生,。,。,吸附床,层,层,吸附床,层,层怎样,实,实现,吸附分,离,离的呢,？,？,“,顶出去,”,”理论,，,，容,易被吸,附,附
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