变压吸附原理
变压吸附法氮气氧气分离
变压吸附法氮气氧气分离变压吸附法氮气氧气分离氮气和氧气是常见的两种气体，它们在大气中的比例约为78%和21%，在不同的工业应用中，需要纯化或者分离其中的一种或多种气体。
一种常见的方法就是利用变压吸附法（Pressure Swing Adsorption, PSA）对氮气和氧气进行分离。
本文将对此方法进行介绍和分析。
一、变压吸附法的原理和特点变压吸附法其实是一种固体吸附技术。
其原理是在固定床层中放置吸附剂，并通过周期性的压力升降来控制气体的吸附和解吸，从而实现气体混合物的分离。
在气体进入固定床层之前，它需要先经过一些预处理设备，例如压缩机、冷凝器、过滤器等，以去除杂质、降低湿度和温度，使其符合吸附工艺的要求。
具体来说，氮气和氧气分离的过程可以分为以下步骤：1. 吸附：将压缩过的混合气体通过一个易于吸附氧气的床层（比如说分子筛）。
2. 解吸：将床层内的氧气解除吸附状态，需要降低压力并通入另一个床层，这个床层需要执行吸附操作。
3. 气体出口：产生一个只含氮气的稳定流。
这个过程中，需要一个满足以下要求的固体吸附剂：· 具有选择性：能够选择性吸附氧气而不是氮气，或者相反。
· 具有高吸附性：吸附剂表面分子分散程度高，能够将气体分子吸附到表面。
· 具有高再生性：吸附剂的吸附能力需要通过解除吸附状态进行再生。
变压吸附法的主要特点是：· 可以实现连续、可控制的分离操作。
· 操作简单，无需添加任何化学物质。
· 生产成本低，技术成熟，应用广泛。
但也需要注意的是，吸附剂会随着时间的增加而老化，吸附的选择性会降低，影响分离效果。
二、变压吸附法在氮气氧气分离中的应用变压吸附法在氮气和氧气分离中的应用非常广泛，如：1. 制取高纯度氮气：在医药、食品、航空等行业，需要使用高纯度氮气，其中氧气为其主要的杂质。
通过变压吸附法可以成本低廉地制取出高纯度氮气。
2. 制取氧气：氧气在医疗、钢铁、化工等行业中广泛应用，其纯度对产品质量和安全性有很大影响。
变压吸附原理
单一的固定吸附床操作，无论是变温吸附还是变压吸附，由于吸附剂需要再生，吸附都是间歇式的。
因此工业上都是采用两个或更多的吸附床，使吸附床的吸附和再生交替进行。
当一个塔处于吸附过程时，其他塔就处于再生过程的不同阶段；当该塔结束吸附步骤开始再生过程时，另一个塔又接着进行吸附过程，这样就能保证原料气不断输入，产品气不断产出，整个吸附过程才是连续的。
对于变压吸附循环过程，依据吸附剂再生的方法有下列几个基本步骤，下图示出了常压解吸和真空解吸变压吸附的基本过程。
1.常压解吸[见图（a）]（1）升压过程（A-B）经解吸再生后的吸附床处于过程的最低压力P1，床层内杂质的吸留量为Q1（A点），在此条件下让其他塔的吸附出口气体进入该塔，使塔压升至吸附压力P3，此时床内杂质的吸留量Q1不变（B点）。
（2）吸附过程（B-C）在恒定的吸附压力下原料气不断进入吸附床，同时输出产品组分，吸附床内杂质组分的吸留量逐步增加，当达到规定的吸留量Q3时（C点）停止进入原料气，吸附终止，此时吸附床上部仍预留有一部分未吸附杂质的吸附剂。
（3）顺放过程（C-D）沿着进入原料气输出产品的方向降低压力，流出的气体仍然是产品组分，这部分气体用于其他吸附床升压或冲洗。
在此过程中，随床内压力不断下降，吸附剂上的杂质被不断解吸，解吸的杂质又继续被吸附床上部未充分吸附杂质的吸附荆吸附，因此杂质并未离开吸附床，床内杂质吸留量Q3不变。
当吸附床降压到D点时，床内吸附剂全部被杂质占用，压力为P2。
（4）逆放过程（D-E）逆着进入原料气输出产品的方向降低压力，直到变压吸附过程的最低压力P1（通常接近大气压力），床内大部分吸留的杂质随气流排出器外，床内杂质吸留量为Q2。
（5）冲洗过程（E-A）根据实验测定的吸附等温线，在压力P1下吸附床仍有一部分杂质吸留量，为使这部分杂质尽可能解吸，要求床内压力进一步降低。
为此利用其他吸附床顺向降压过程排出的产品组分，在过程最低压力P1下对床层进行逆向冲洗不断降低杂质分压使杂质解吸并随冲洗气带出吸附床。
变压吸附原理
变压吸附原理在吸附平衡情况下，任何一种吸附剂在吸附同一气体时，气体压力越高，则吸附剂的吸附量越大。
反之，压力越低，则吸附量越小。
在空气压力升高时，碳分子筛将大量吸附氧气、二氧化碳和水分。
当压力降到常压时，碳分子筛对氧气、二氧化碳和水分的吸附量非常小。
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过程，整个吸附，再生过程为120秒。
然气制氢由天然气蒸汽转化制转化气和变压吸附(PSA)提纯氢气(H2)两部分组成，压缩并脱硫后天然气与水蒸汽混合后，在镍催化剂的作用下于820~950℃将天然气物质转化为氢气(H2)、一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)的转化气，转化气可以通过变换将一氧化碳(CO)变换为氢气(H2)，成为变换气，然后，转化气或者变换气通过变压吸附(PSA)过程，得到高纯度的氢气(H2)。
天然气制氢气也是一个比较传统的技术，以前常用于大规模的氢气供应场合，例如5000m3/h以上的氢气供应量。
我们根据中国氢气用户分散而且规模较小的特点，开发了低投资和低消耗的天然气蒸汽转化制氢技术，非常适合中小规模的氢气需求场合。
在天然气丰富的地区，天然气制氢是最好的选择。
我公司已经为国内和国外用户建设了这类装置和转让了技术。
典型装置中国石油天然气股份有限公司吉林油田分公司天然气制氢装置天然气制氢的主要技术：天然气蒸汽一段转化技术，适合中小规模的制氢。
天然气蒸汽一段转化串接纯氧二段转化技术，适合于中大规模的制氢。
天然气两段换热式转化技术，适合中等规模的制氢技术。
天然气部分氧化制氢，适合大规模的制氢。
焦炉气部分氧化制氢，适合焦炉气资源丰富的地区。
(完整word版)变压吸附技术的基本原理
变压吸附技术的基本原理变压吸附技术是以吸附剂(多孔固体物质)内部表面对气体分子的物理吸附为基础，利用吸附剂在相同压力下易吸附高沸点组分、不易吸附低沸点组分和高压下吸附量增加(吸附组分)、减压下吸附量减少(解吸组分)的特性，将原料气在高压力下通过吸附剂床层，相对于氢的高沸点杂质组分被选择性吸附，低沸点组分的氢不(组份在吸附剂上的吸附等温线)易吸附而通过吸附剂床层，达到氢和杂质组分的分离，然后在减压下解吸被吸附的杂质组分使吸附剂获得再生，以于下一次再次进行吸附分离杂质. 这种高压力下吸附杂质提纯氢气、减压下解吸杂质使吸附剂再生的循环便是变压吸附过程.在变压吸附过程中吸附床内吸附剂解吸是依靠降低杂质分压实现的，常用方法是：1.降低吸附床压力(泄压),2. 用产品组分冲洗,3.由真空泵抽吸图1-1 示意说明吸附床的吸附、解吸过程.常压解吸(见图1-1,a)升压过程(A-B):经解吸再生后的吸附床处于过程的最低压P1、床内杂质吸留量为Q1(A点).在此条件下用产品组分升压到吸附压力P3，床内杂质吸留量Q 1不变(B点).吸附过程(B-C):在恒定的吸附压力下原料气不断进入吸附床，同时输出产品组分. 吸附床内杂质组分的吸留量逐步增加，当到达规定的吸留量Q3时(C 点)停止进入原料气，吸附终止. 此时吸附床内仍预留有一部分未吸附杂质的吸附剂(如吸附剂全部被吸附杂质，吸留量可为Q4，C’点)顺放过程(C-D):沿着进入原料气输出产品的方向降低压力，流出的气体仍为产品组分，用于别的吸附床升压或冲洗.在此过程中，随床内压力不断下降，吸附剂上的杂质被不断解吸，解吸的杂质又继续被未充分吸附杂质的吸附剂吸附，因此杂质并未离开吸附床，床内杂质吸留量Q3不变. 当吸附床降压到D点时，床内吸附剂全部被杂质占用，压力为P2逆放过程(D-E):开始逆着进入原料气输出产品的方向降低压力，直到变压吸附过程的最低压力P1(通常接近大气压力)，床内大部分吸留的杂质随气流排出器外，床内吸流量为Q2.冲洗过程(E-A):根据实验测定的吸附等温线，在压力P1下吸附床仍有一部分杂质吸留量，为使这部分杂质尽可能解吸，要求床内压力进一步降低. 在此利用别的吸附床顺向降压过程排出的产品组分，在过程最低压力P1 下进行逆向冲洗不断降低杂质分压使杂质解吸并随冲洗气带出吸附床. 经一定程度冲洗后，床内杂质吸留量降低到过程的最低量Q1 时，再生终止。
变压吸附制氧技术介绍
一、变压吸附制氧技术介绍1、变压吸附制氧基本原理变压吸附（Pressure Swing Adsorption）是利用气体在不同的压力下在吸附剂上的吸附能力不同，对空气中各种气体进行分离的一种非低温空气分离技术。
空气中的主要组份是氮和氧，因此可选择对氮和氧具有不同吸附选择性的吸附剂，设计适当的工艺过程，使氮和氧分离制得氧气。
氮和氧都具有四极矩，但氮的四极矩（0.31Å）比氧的（0.10 Å）大得多，因此氮气在沸石分子筛上的吸附能力比氧气强（氮与分子筛表面离子的作用力强，如图1所示）。
因此，当空气在加压状态下通过装有沸石分子筛吸附剂的吸附床时，氮气被分子筛吸附，氧气因吸附较少，在气相中得到富集并流出吸附床，使氧气和氮气分离获得氧气。
当分子筛吸附氮气至接近饱和后，停止通空气并降低吸附床的压力，分子筛吸附的氮气可以解吸出来，分子筛得到再生并重复利用。
两个以上的吸附床轮流切换工作，便可连续生产出氧气。
2、变压吸附制氧工艺流程介绍VPSA制氧装置的操作必须至少包含两个步骤：进气吸附和抽空解吸，无论采用几塔流程，每个吸附塔都必须周期性地重复这两个步骤。
最初的变压吸附装置规模小，一般采用两塔流程，后来为了扩大规模和节约能耗，又开发出多塔流程。
随着新型吸附剂的开发和设备制造工艺的进步，又逐步向两塔流程回归。
这是因为采用两塔流程时，当一个塔进行吸附时，另外一个塔可以进行抽空解吸，两个塔互相匹配，可以在最短的时间内完成必须的操作，使吸附剂的利用效率最高，而且两塔流程可以实现吸附塔之间的均压，氧气的收率和能耗也可达到比较好的水平；此外，两塔流程由于工艺简单，设备数量少、投资较低。
尽管两塔流程在能耗水平上不如多塔流程，但综合考虑投资和运行费用，两塔流程的长期运行成本最低。
因此，在可能的情况下应尽可能选择两塔流程，这个结论是理论上的分析，同时得到了国内外变压吸附制氧设备供应商长期实践的验证。
但大规模装置采用两塔流程必须解决两个难点：在限定气流速度的前提下，解决大直径吸附塔的制造问题并保证吸附塔内气流分布的均匀性。
变压吸附原理
变压吸附原理
变压吸附的基本原理是：利用吸附剂对气体的吸附有选择性，即不同的气体（吸附质）在吸附剂上的吸附量有差异和一种特定的气体在吸附剂上的吸附量随压力变化而变化的特性，实现气体混合物的分离和吸附剂的再生。
变压吸附脱碳技术就是根据变压吸附的原理，在吸附剂选择吸附的条件下，加压吸附原料气中的CO2等杂质组分，而氢气、氮气、甲烷等不易吸附的组分则通过吸附床层由吸附器顶部排出，从而实现气体混合物的分离，而通过降低吸附床的压力使被吸附的CO2等组分脱附解吸，使吸附剂得到再生。
吸附器内的吸附剂对不同组份的吸附是定量的，当吸附剂对有效组份的吸附达到一定量后，有效组份从吸附剂上能有效地解吸，使吸附剂能重复使用时，吸附分离工艺才有实用意义。
故每个吸附器在实际过程中必须经过吸附和再生阶段。
对每个吸附器而言，吸附过程是间歇的，必须采用多个吸附器循环操作，才能连续制取产品气。
吸附过程有以下特性：①吸附剂对气体的吸附有选择性，即不同的气体（吸附质）在吸附剂上的吸附量有差异；②一种特定的气体在吸附剂上的吸附量随着其分压的降低而减少。
采用“抽空降压”的解吸工艺，可降低吸附的CO2等组分的分压，以使吸附剂得到彻底再生。
多床变压吸附的意义在于：保证在任何时刻都有相同数量的吸附床处于吸附状态，使产品能连续稳定地输出；保证适当的均压次数，使产品有较高的回收率。
psa变压吸附制氢原理
psa变压吸附制氢原理变压吸附制氢是一种新型的氢气制备技术，其原理是利用吸附剂对氢气进行吸附和解吸，通过变压操作实现氢气的高效制备。
本文将对psa变压吸附制氢的原理进行详细分析，包括吸附原理、变压操作原理和氢气制备过程等方面。
一、吸附原理1.1吸附剂的选择吸附剂是psa变压吸附制氢技术的核心部件，其选择直接影响氢气制备的效果。
目前常用的吸附剂主要包括活性炭、分子筛和金属有机骨架材料等。
这些吸附剂具有高比表面积、可控孔径和良好的吸附特性，能够有效地吸附和解吸氢气。
1.2吸附过程在psa变压吸附制氢过程中，氢气会在吸附剂表面进行吸附。
吸附剂的表面具有一定的亲和力，可以吸附氢气分子。
一般来说，吸附剂对氢气的吸附能力与氢气的分压成正比，即在较高的氢气分压下可以实现较大量的吸附。
1.3解吸过程在制备氢气的过程中，需要对吸附剂进行解吸操作，将吸附的氢气释放出来。
解吸过程可以通过降低氢气的分压或提高吸附剂的温度来实现。
解吸后的氢气可以进行收集和储存，用于实际应用。
二、变压操作原理2.1变压装置psa变压吸附制氢技术通过变压操作实现氢气的高效制备。
变压操作一般包括压缩和膨胀两个过程，需要借助变压装置来实现。
变压装置可以根据实际需要采用压缩机、膨胀机和容器等设备，通过控制氢气的压力和温度来实现吸附和解吸。
2.2变压操作过程在psa变压吸附制氢过程中，变压操作是关键的步骤之一。
正常情况下，需要先通过压缩机将原始气体压缩，然后经过变压装置进行变压操作，将氢气的压力提高到吸附剂的适宜吸附压力。
在维持一定的压力情况下，吸附剂会吸附大量的氢气，从而实现氢气的富集。
2.3变压效果变压操作的效果直接影响氢气制备的效率和质量。
通过合理的变压操作可以实现氢气的高效制备，提高氢气的纯度和产量。
而且，变压操作还可以根据实际需要调整，可以灵活应对不同的氢气制备要求。
三、氢气制备过程3.1原始气体处理psa变压吸附制氢技术的氢气制备过程通常需要对原始气体进行处理。
变压吸附制氮原理
变压吸附制氮原理
变压吸附制氮是一种常见的氮气生产方法，其原理是通过吸附剂对气体混合物进行分离，从而得到高纯度的氮气。
这种方法在工业上得到了广泛的应用，下面我们将详细介绍其原理和工作过程。
首先，我们来了解一下吸附的基本概念。
吸附是指物质表面对气体或液体中的成分发生物理或化学作用，将其固定在表面上的现象。
在吸附过程中，吸附剂的表面会吸附气体分子，从而实现气体的分离和纯化。
变压吸附制氮的原理是利用吸附剂对气体混合物中的氧气和水分子进行选择性吸附，从而分离出高纯度的氮气。
通常情况下，变压吸附制氮系统由两个吸附塔和一个压缩机组成。
吸附塔内填充有吸附剂，当气体混合物通过吸附塔时，氧气和水分子被吸附剂吸附，而氮气则通过了吸附塔，从而得到高纯度的氮气。
在变压吸附制氮过程中，压缩机起到了关键的作用。
它通过对气体混合物进行压缩，使得气体在吸附塔中形成吸附和脱附的循环。
当一个吸附塔吸附氧气和水分子时，另一个吸附塔则进行脱附，释放出纯净的氮气。
当吸附塔吸附饱和后，压缩机会自动切换到另一个吸附塔，从而实现连续的氮气生产。
除了压缩机，变压吸附制氮系统中还包括了一些辅助设备，如冷却器、加热器和分离器等。
它们的作用是对气体混合物进行冷却、加热和分离，从而提高氮气的产率和纯度。
总的来说，变压吸附制氮是一种高效、可靠的氮气生产方法。
它通过吸附剂对气体混合物进行分离，从而得到高纯度的氮气。
在工业生产中，它被广泛应用于化工、制药、电子、食品等领域。
希望通过本文的介绍，能够让大家对变压吸附制氮有一个更深入的了解。
变压吸附原理
变压吸附的基本原理变压吸附（PSA）技术是近30年来发展起来的一项新型气体分离与净化技术，1942年德国发表了第一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首次实现了变压吸附四床工艺技术的工业化。
由于变压吸附技术投资少，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，这项技术广泛应用于化工，冶金，轻工及环保等领域。
吸附是指:当两种相态不同的物质接触时，其中密度较低物质的分子在密度较高的物质表面被富集的现象和过程。
具有吸附作用的物质（一般密度相对较大的多孔固体）被称为吸附剂。
被吸附的物质（一般为密度相对较小的气体或液体）称为吸附质。
吸附按其性质的不同可分为四类，即：化学吸附，活性吸附，毛细管凝缩和物理吸附，变压吸附（PSA）气体分离装置中的吸附主要为物理吸附。
物理吸附是指依靠吸附剂与吸附质分子间的分子力（包括范德华和电磁力）进行吸附。
其特点是应：吸附过程中没有化学反应，吸附过程进行的极快，参与吸附的各项物质的动态平衡在瞬间即可完成，并且这种吸附是完全可逆的。
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，随吸附质温度的上升而下降。
利用吸附剂的第一个性质，可实现对混合气体中某些组分的优先吸收而使其他组分得以提纯；利用吸附剂的第一个性质，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，从而达构成吸附剂的吸附于再生循环，达到连续分离气体的目的。
2.吸附剂工业PSA-H2装置所选用的吸附剂都是具有较大比表面积的固体颗粒，主要有：活性氧化铝，活性炭类，硅胶类和分子筛类吸附剂；另外还有针对某种组分选择性吸附而研制的特殊吸附材料，如CO专用吸附剂和炭分子筛等。
吸附剂最重要的物理特征包括容积，孔径分布，表面积和表面性质等。
变压吸附制氢原理
变压吸附制氢原理变压吸附制氢是一种利用吸附剂对氢气进行吸附和解吸的技术，通过变压操作来实现氢气的分离和纯化。
其原理主要基于吸附剂对氢气和其他气体的选择性吸附特性，以及变压操作对吸附过程的影响。
在变压吸附制氢过程中，吸附剂起着至关重要的作用。
常用的吸附剂包括活性炭、分子筛、金属有机骨架材料（MOF）等。
这些吸附剂具有高表面积和可调控的孔隙结构，能够实现对氢气和其他气体的选择性吸附，从而实现氢气的分离和纯化。
在吸附过程中，氢气会优先被吸附剂吸附，而其他气体则被排斥或者以较低的速率被吸附。
这种选择性吸附的特性使得吸附剂能够有效地将氢气从混合气体中分离出来。
随着吸附过程的进行，吸附剂会逐渐饱和，此时需要进行变压操作来实现吸附剂的再生。
变压操作是变压吸附制氢过程中的关键环节。
通过改变吸附系统的压力和温度条件，可以实现吸附剂对氢气的解吸和再生。
一般来说，提高系统的压力可以促进氢气的解吸，而降低系统的压力则有利于吸附剂的再生。
通过周期性的变压操作，可以实现吸附剂的循环使用，从而实现氢气的连续分离和纯化。
变压吸附制氢技术具有许多优点。
首先，它能够实现对氢气的高效分离和纯化，从而提高氢气的纯度和产量。
其次，由于吸附剂可以循环使用，因此该技术具有较低的运行成本。
此外，变压吸附制氢技术还具有较高的适用范围，能够适用于不同规模和不同气体组成的氢气生产系统。
总的来说，变压吸附制氢技术是一种高效、经济、适用范围广泛的氢气分离和纯化技术。
通过合理选择吸附剂和优化变压操作条件，可以实现对氢气的高效分离和纯化，为氢能源的生产和应用提供了可靠的技术支持。
变压吸附原理及应用
变压吸附气体别离技术目录第一节气体吸附别离的根底知识2一、吸附的定义2二、吸附剂3三、吸附平衡和等温吸附线—吸附的热力学根底7四、吸附过程中的物质传递12五、固定床吸附流出曲线14第二节变压吸附的工作原理17一、吸附剂的再生方法18二、变压吸附工作根本步骤20三、吸附剂的选择21第三节变压吸附技术的应用及实施方法25一、回收和精制氢25二、从空气中制取富氧29三、回收和制取纯二氧化碳31四、从空气中制氮33五、回收和提纯一氧化碳35六、从变换气中脱出二氧化碳39附Ⅰ变压吸附工艺步骤中常用字符代号说明40附Ⅱ回收率的计算方法40第一节气体吸附别离的根底知识一、吸附的定义当气体分子运动到固体外表上时，由于固体外表的原子的剩余引力的作用，气体中的一些分子便会暂时停留在固体外表上，这些分子在固体外表上的浓度增大，这种现象称为气体分子在固体外表上的吸附。
相反，固体外表上被吸附的分子返回气体相的过程称为解吸或脱附。
被吸附的气体分子在固体外表上形成的吸附层，称为吸附相。
吸附相的密度比一般气体的密度大得多，有可能接近液体密度。
当气体是混合物时，由于固体外表对不同气体分子的压力差异，使吸附相的组成与气相组成不同，这种气相与吸附相在密度上和组成上的差异构成了气体吸附别离技术的根底。
吸附物质的固体称为吸附剂，被吸附的物质称为吸附质。
伴随吸附过程所释放的的热量叫吸附热，解吸过程所吸收的热量叫解吸热。
气体混合物的吸附热是吸附质的冷凝热和润湿热之和。
不同的吸附剂对各种气体分子的吸附热均不一样。
按吸附质与吸附剂之间引力场的性质，吸附可分为化学吸附和物理吸附。
化学吸附：即吸附过程伴随有化学反响的吸附。
在化学吸附中，吸附质分子和吸附剂外表将发生反响生成外表络合物，其吸附热接近化学反响热。
化学吸附需要一定的活化能才能进展。
通常条件下，化学吸附的吸附或解吸速度都要比物理吸附慢。
石灰石吸附氯气，沸石吸附乙烯都是化学吸附。
物理吸附：也称德华〔van der Waais) 吸附，它是由吸附质分子和吸附剂外表分子之间的引力所引起的，此力也叫作德华力。
变压吸附的基本原理
变压吸附的基本原理变压吸附技术是一种流程分离技术，广泛应用于气体混合物中有毒气体的纯化和分离，具有高分离效果和低能耗的特点。
其基本原理是利用不同气体在不同压力下与吸附剂之间相互作用力的差异，使不同气体在吸附剂表面的相对分布发生变化，实现气体的分离。
1.吸附剂选择：变压吸附过程依赖于吸附剂，吸附剂应具有高吸附容量和较高的选择性，能够与目标气体发生较强的静电作用力或分子间作用力。
常用的吸附剂包括活性炭、分子筛等。
2.吸附平衡：吸附剂在一定温度下与气体接触后，会达到一定的吸附平衡。
在吸附平衡状态下，气体分子以一定的速率从气相吸附到吸附剂表面，同时从吸附剂表面解吸进入气相。
吸附平衡的建立要经过一定的时间。
3.吸附等温线：吸附过程中，吸附剂与气体之间的吸附量随着气体压力、温度的变化而变化，表现为一条曲线，称为吸附等温线。
吸附等温线的形状主要受吸附剂和气体性质的影响。
4.变压过程：变压吸附过程中，当气体压力从低压逐渐增加到高压时，吸附剂表面的吸附物质分布也会发生变化。
在低压下，吸附剂上的吸附物质主要是低亲和力的气体，而在高压下则主要是高亲和力的气体。
在变压吸附过程中，一般通过两个吸附塔进行操作，分为吸附和解吸两个步骤。
在吸附阶段，原料气体在较低压力下与吸附剂接触，选择性地吸附其中的目标组分。
而在解吸阶段，通过减小吸附塔的压力，使吸附剂表面的吸附组分从表面解吸进入气相，以达到脱附的目的。
两个吸附塔轮流进行吸附和解吸操作，以实现连续的气体纯化过程。
总的来说，变压吸附的基本原理是通过调节气体压力，利用吸附剂对不同气体的选择性吸附特性，实现气体分离与纯化。
这种技术具有操作简便、能耗低、分离效果好等优势，在化工、环保等领域得到广泛应用。
变压吸附工作基本原理
变压吸附工作基本原理变压吸附（Pressure Swing Adsorption, PSA）是一种常用于气体分离或制备过程中的吸附技术。
其基本原理是利用吸附剂对混合气中的物质分子进行吸附和解吸，从而实现对气体组分的分离或纯化。
一、变压吸附工作原理：1.吸附剂选择：吸附剂是实现变压吸附分离的关键。
吸附剂通常是具有较高表面积和孔隙度的多孔介质，如活性炭、分子筛等。
吸附剂的表面上存在着一定的吸附位点，可以吸附物质分子。
2.吸附：将混合气体通过吸附剂床层，吸附剂床层中的吸附剂对混合气中的组分进行吸附。
吸附过程通常是物理吸附，即吸附剂表面对物质分子产生吸引力，使其附着在表面上。
3.解吸：当吸附剂饱和时，需要对吸附剂进行再生，将已吸附的物质分子从吸附剂上解吸出来。
解吸过程可以通过降低吸附剂表面的吸附位点上的压力或增加温度来实现。
4.变压吸附循环：变压吸附通常通过变压来实现吸附和解吸的循环。
首先，将混合气体通过吸附剂床层进行吸附，将目标组分吸附在吸附剂上，然后通过减压或增加温度的方式解吸目标组分，使其从吸附剂上解吸出来，此时吸附剂可以再次被用于吸附新的混合气体。
二、变压吸附工作流程：1.吸附过程：混合气体从吸附剂床层的一端进入，经过吸附剂床层时，吸附剂对其中的目标组分进行吸附，非目标组分通过吸附剂床层，最终从另一端出口排放。
2.脱附过程：当吸附剂饱和时，需要进行解吸或再生。
通常采用变压或变温的方式来实现脱附，即将吸附剂中的压力降低或温度升高，使吸附在吸附剂上的目标组分解吸出来。
3.再生过程：脱附的目标组分通过减压或增加温度输送到吸附剂床层的另一部分或其他吸附剂床层中，以供进一步吸附。
原吸附剂床层通过回收吸附剂后，可以进行再生，使其重新用于吸附。
4.循环过程：利用不同压力、温度条件交替进行吸附和解吸或再生，实现吸附剂循环使用，从而实现对混合气体的分离和纯化。
三、变压吸附技术的应用：变压吸附技术广泛应用于气体的分离和纯化，常见的应用包括：1.氧氮分离：变压吸附可以快速分离空气中的氧气和氮气，用于制备高纯度氧气。
变压吸附的基本原理
变压吸附的基本原理变压吸附的基本原理是：利用吸附剂对气体的吸附有选择性，即不同的气体（吸附质）在吸附剂上的吸附量有差异和一种特定的气体在吸附剂上的吸附量随压力变化而变化的特性，实现气体混合物的分离和吸附剂的再生。
变压吸附脱碳技术就是根据变压吸附的原理，在吸附剂选择吸附的条件下，加压吸附原料气中的CO2等杂质组分，而氢气、氮气、甲烷等不易吸附的组分则通过吸附床层由吸附器顶部排出，从而实现气体混合物的分离，而通过降低吸附床的压力使被吸附的CO2等组分脱附解吸，使吸附剂得到再生。
吸附器内的吸附剂对不同组份的吸附是定量的，当吸附剂对有效组份的吸附达到一定量后，有效组份从吸附剂上能有效地解吸，使吸附剂能重复使用时，吸附分离工艺才有实用意义。
故每个吸附器在实际过程中必须经过吸附和再生阶段。
对每个吸附器而言，吸附过程是间歇的，必须采用多个吸附器循环操作，才能连续制取产品气。
吸附过程有以下特性：①吸附剂对气体的吸附有选择性，即不同的气体（吸附质）在吸附剂上的吸附量有差异；②一种特定的气体在吸附剂上的吸附量随着其分压的降低而减少。
采用“抽空降压”的解吸工艺，可降低吸附的CO2等组分的分压，以使吸附剂得到彻底再生。
多床变压吸附的意义在于：保证在任何时刻都有相同数量的吸附床处于吸附状态，使产品能连续稳定地输出；保证适当的均压次数，使产品有较高的回收率。
变压吸附概况变压吸附（Pressure Swing Adsorption.简称PSA）是一种新型气体吸附分离技术，它有如下优点：⑴产品纯度高。
⑵一般可在室温和不高的压力下工作，床层再生时不用加热，节能经济。
⑶设备简单，操作、维护简便。
⑷连续循环操作，可完全达到自动化。
因此，当这种新技术问世后，就受到各国工业界的关注，竞相开发和研究，发展迅速，并日益成熟。
1960年Skarstrom提出PSA专利，他以5A沸石分子筛为吸附剂，用一个两床PSA装置，从空气中分离出富氧，该过程经过改进，于60年代投入了工业生产。
变压吸附法制氧
变压吸附法制氧变压吸附法（Pressure Swing Adsorption, PSA）是一种常见的制氧方法，通过利用吸附剂对气体分子的选择性吸附来实现气体的分离和浓缩。
在制氧过程中，变压吸附法已被广泛应用，具有高效、节能、环保等优点。
变压吸附法制氧的基本原理是利用吸附剂对气体分子的亲和力差异进行分离。
一般来说，吸附剂是一种多孔材料，具有高度发达的孔结构。
当气体通过吸附剂时，根据气体分子与吸附剂之间相互作用力的大小不同，气体分子会以不同的速率被吸附。
通过调节吸附剂的压力和温度，可以实现对不同气体分子的选择性吸附和解吸，从而实现气体的分离和纯化。
制氧过程中，变压吸附法通常包括两个主要步骤：吸附和解吸。
吸附过程是将气体经过吸附剂床，其中富含氧气分子被吸附，而其他气体分子被忽略。
解吸过程是通过降低吸附剂的压力和提高温度，使吸附剂释放出吸附的氧气分子，以实现氧气的纯化和浓缩。
实际的变压吸附法制氧系统通常由两个吸附塔组成，其中一个塔吸附氧气，另一个塔解吸和再生。
在吸附塔中，气体通常从底部进入，并通过吸附剂床向上流动，直至达到顶部。
当一个吸附塔饱和后，需要通过改变压力和温度来实现吸附剂的再生。
这时，另一个吸附塔开始吸附氧气，而饱和的吸附塔则释放氧气并进行再生，以确保系统的连续运行。
在变压吸附法制氧过程中，吸附剂的选择至关重要。
一般来说，选择的吸附剂应具有高的氧气吸附容量和选择性，以确保高效的氧气分离和纯化。
常用的吸附剂包括活性碳、分子筛等。
变压吸附法制氧具有许多优点。
首先，它能够高效地分离氧气，达到高纯度和高浓度的氧气。
其次，与传统的制氧方法相比，变压吸附法能够节约能源，减少能源消耗和生产成本。
此外，由于不需要使用液体氮等冷却剂，变压吸附法还具有环保的特点。
然而，变压吸附法制氧也存在一些限制。
首先，吸附过程中产生的废气需要进行处理，以避免对环境造成污染。
其次，制氧设备的建设和维护成本较高，需要投入较大的资金和人力资源。
psa变压吸附制氢原理
psa变压吸附制氢原理变压吸附（Pressure Swing Adsorption, PSA）制氢技术是一种利用吸附剂对气体进行分离的方法，通过适当的压力调节和吸附剂的选择，可以实现将氢气从混合气体中分离出来。
PSA制氢技术已经被广泛应用于工业生产中，包括氢气的制备、精制及补充。
一、PSA制氢原理在PSA制氢过程中，主要有吸附、脱附、减压和再生等四个步骤，下面将详细介绍PSA制氢的工作原理。
1.吸附阶段在吸附阶段，混合气体首先被送入吸附塔中，吸附剂吸附出其中的氢气。
吸附剂通常为有机或无机多孔质材料，如活性炭、分子筛等。
由于氢气具有较高的亲和力，因此会优先被吸附在吸附剂的表面上，而其他气体如氮气、二氧化碳等则较难被吸附。
2.压缩阶段当吸附剂吸附满氢气后，压缩机开始工作，将吸附塔内的压力升高，从而促使未被吸附的气体分子迅速通过吸附剂层，进入下一个吸附塔。
3.脱附阶段在高压下，吸附剂开始释放吸附的氢气。
由于吸附剂的选择和操作条件的不同，吸附剂对不同气体的吸附性能存在差异，使得各种气体在释放时需要不同的时间。
因此，需要设计适当的程序和控制系统来确保吸附剂能够释放出大部分已吸附的氢气。
4.减压阶段当吸附塔内的压力降至一定程度时，需要进行减压，以便将脱附后的吸附剂中残留的氢气全部抽出。
此外，减压还可以促进吸附剂的再生过程。
5.再生阶段在吸附完成后，吸附塔需要进行再生，以恢复吸附剂的吸附性能。
通常采用气流对吸附剂进行再生，将残余的氢气和其他杂质从吸附剂表面排出，使吸附剂恢复到适合再次吸附的状态。
以上四个步骤便构成了PSA制氢的工作过程。
在整个过程中，通过适当的压力和吸附剂的选择，可以实现氢气的高效分离和纯度的提高。
二、PSA制氢的应用PSA制氢技术在工业生产中有着广泛的应用。
以下将列举一些PSA 制氢技术的应用领域：1.氢气制备PSA制氢技术可应用于氢气的工业制备。
在工业上，通常采用甲烷蒸汽重整或石油加氢等方法生产氢气，而这些方法会产生含有氮气、二氧化碳等其他杂质的混合气体。
变压吸附制氮机的工作原理及流程
变压吸附制氮机的工作原理及流程一、工作原理：变压吸附制氮机采用吸附剂吸附氮气和氧气的不同吸附性能来实现分离氮气和氧气的目的。
当氮气和氧气经过吸附剂时，由于吸附剂对氧气的亲和力较大，氧气会被吸附下来，而氮气则流过吸附剂，从而实现了氮气和氧气的分离。
二、工作流程：1.压缩机工作：首先，压缩机会将空气进行压缩，增加其压力。
然后将压缩空气送入吸附器。
2.吸附器吸附过程：压缩空气进入吸附器后，通过吸附剂层，氧气被吸附下来，而氮气则流过吸附剂层，进入脱附器。
此时，吸附器中的吸附剂已经饱和，需要进行脱附和再生。
3.脱附器脱附过程：当吸附器中的吸附剂饱和后，需要通过降低压力来使其脱附。
此时，通过控制阀门，将吸附器的压力降低，吸附剂释放出被吸附的氧气。
4.脱附气体排出：脱附器中释放的氧气会被排出系统，通常用作其它用途。
5.再生过程：当吸附剂饱和后，需要进行再生。
再生通常分为两个阶段：吸附器再生和脱附器再生。
6.吸附器再生：通过升高吸附器的压力，将吸附剂上吸附的氧气释放出来。
然后，通过排气阀，将释放的气体排出系统。
7.脱附器再生：通过降低脱附器的压力，将吸附剂中的氮气释放出来。
释放的氮气进入吸附器进行吸附。
8.循环重复：上述吸附和脱附的过程会循环进行。
变压吸附制氮机根据设定的工作参数，可以实现高纯度氮气的连续制取。
总结：变压吸附制氮机是利用吸附剂吸附氮气和氧气的不同吸附性能来实现分离氮气的设备。
其工作流程包括压缩机工作、吸附器吸附过程、脱附器脱附过程、脱附气体排出、再生过程和循环重复。
通过这一工作流程，可以实现高纯度氮气的连续制取。
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1．什么叫吸附？
答：当气体分子运动到固体表面上时，由于固体表面原子剩余引力的作用，气体中的一些分子便会暂时停留在固体表面上，这些分子在固体表面上的浓度增大，这种现象称为气体分子在固体表面上的吸附。
吸附物质的固体称为吸附剂，被吸附的物质称为吸附质。
按吸附质与吸附剂之间引力场的性质，吸附可分为化学吸附和物理吸附。
2．气体分离的原理是什么？
当气体是混合物时，由于固体表面对不同气体分子的引力差异，使吸附相的组成与气相组成不同，这种气相与吸附相在密度上和组成上的差别构成了气体吸附分离技术的基础。
伴随吸附过程所释放的热量叫吸附热，解吸过程所吸收的热量叫解吸热。
气体混合物的吸附热是吸附质的冷凝热和润湿热之和。
不同的吸附剂对各种气体分子的吸附热均不相同。
3．什么叫化学吸附？什么叫物理吸附？
化学吸附：即吸附过程伴随有化学反应的吸附。
在化学吸附中，吸附质分子和吸附剂表面将发生反应生成表面络合物，其吸附热接近化学反应热。
化学吸附需要一定的活化能才能进行。
通常条件下，化学吸附的吸附或解吸速度都要比物理吸附慢。
石灰石吸附氯气，沸石吸附乙烯都是化学吸附。
物理吸附：也称范德华（van der Waais）吸附，它是由吸附质分子和吸附剂表面分子之间的引力所引起的，此力也叫作范德华力。
由于固体表面的分子与其内部分子不同，存在剩余的表面自由力场，当气体分子碰到固体表面时，其中一部分就被吸附，并释放出吸附热。
在被吸附的分子中，只有当其热运动的动能足以克服吸附剂引力场的位能时才能重新回到气相，所以在与气体接触的固体表面上总是保留着许多被吸附的分子。
由于分子间的引力所引起的吸附，其吸附热较低，接近吸附质的汽化热或冷凝热，吸附和解吸速度也都较快。
被吸附气体也较容易地从固体表面解吸出来，所以物理吸附是可逆的。
物理吸附通常分为变温吸附和变压吸附。
4．变压吸附属化学吸附或物理吸附？
分离气体混合物的变压吸附过程系纯物理吸附，在整个过程中没有任何化学反应发生。
5．变压吸附常用吸附剂有哪几种？他们各自的作用是什么？
变压吸附常用的吸附剂有：硅胶、活性氧化铝、活性炭、分子筛等，另外还有针对某种组分选择性吸附而研制的吸附材料。
气体吸附分离成功与否，很大程度上依赖于吸附剂的性能，因此选择吸附剂是确定吸附操作的首要问题。
硅胶是一种坚硬、无定形链状和网状结构的硅酸聚合物颗粒，分子式为SiO2.nH2O，为一种亲水性的极性吸附剂。
它是用[wiki]硫酸[/wiki]处理硅酸钠的水溶液，生成凝胶，并将其水洗除去硫酸钠后经干燥，便得到玻璃状的硅胶，它主要用于干燥、气体混合物及[wiki]石油[/wiki]组分的分离等。
工业上用的硅胶分成粗孔和细孔两种。
粗孔硅胶在相对湿度饱和的条件下，吸附量可达吸附剂重量的８０％以上，而在低湿度条件下，吸附量大大低于细孔硅胶。
活性氧化铝是由铝的水合物加热脱水制成，它的性质取决于最初[wiki]氢[/wiki]氧化物的结构状态，一般都不是纯粹的Al2O3,而是部分水合无定形的多孔结构物质，其中不仅有无定形的凝胶，还有氢氧化物的晶体。
由于它的毛细孔通道表面具有较高的活性，故又称活性氧化铝。
它对水有较强的亲和力，是一种对微量水深度干燥用的吸附剂。
在一定操作条件下，它的干燥深度可达[wiki]露点[/wiki]-７０℃以下。
活性炭是将木炭、果壳、煤等含碳原料经炭化、活化后制成的。
活化方法可分为两大类，即药剂活化法和气体活化法。
药剂活化法就是在原料里加入氯化锌、硫化钾等化学药品，在非活性气氛中加热进行炭化和活化。
气体活化法是把活性炭原料在非活性气氛中加热，通常在700℃以下除去挥发组分以后，通入水蒸气、二氧化碳、烟道气、空气等，并在700～1200℃温度范围内进行反应使其活化。
活性炭含有很多毛细孔构造，所以具有优异的吸附能力。
因而它用途遍及水处理、脱色、气体吸附等各个方面。
沸石分子筛又称合成沸石或分子筛，其化学组成通式为：
[M(Ⅰ)M(Ⅱ)]O.Al2O3.nSiO2.mH2O
式中M(Ⅰ)和M(Ⅱ)分别为为一价和二价金属离子，多半是钠和钙，n称为沸石的硅铝比，硅主要来自于硅酸钠和硅胶，铝则来自于铝酸钠和Al(HO)3等，它们与氢氧化钠水溶液反应制得的胶体物，经干燥后便成沸石，一般n=2～10,m=0～9。
沸石的特点是具有分子筛的作用，它有均匀的孔径，如3A0、4A0、5A0、10A0细孔。
有4A0孔径的4A0沸石可吸附甲烷、乙烷，而不吸附三个碳以上的正烷烃。
它已广泛用于气体吸附分离、气体和液体干燥以及正异烷烃的分离。
碳分子筛实际上也是一种活性炭，它与一般的碳质吸附剂不同之处，在于其微孔孔径均匀地分布在一狭窄的范围内，微孔孔径大小与被分离的气体分子直径相当，微孔的比表面积一般占碳分子筛所有表面积的90%以上。
碳分子筛的孔结构主要分布形式为：大孔直径与碳粒的外表面相通，过渡孔从大孔分支出来，微孔又从过渡孔分支出来。
在分离过程中，大孔主要起运输通道作用，微孔则起分子筛的作用。
以煤为原料制取碳分子筛的方法有炭化法、气体活化法、碳沉积法和浸渍法。
其中炭化法最为简单，但要制取高质量的碳分子筛必须综合使用这几种方法。
碳分子筛在空气分离制取氮气领域已获得了成功，在其它气体分离方面也有广阔的前景。
7．什么叫变温吸附？什么叫变压吸附？
1）．变温吸附法
在较低温度（常温或更低）下进行吸附，而升高温度将吸附的组分解吸出来。
变温吸附是在两条不同温度的等温吸附线之间上下移动进行着吸附和解吸。
由于常用吸附剂的热传导率比较低，加温和冷却的时间就比较长（往往需要几个小时），所以吸附床比较大，而且还要配备相应的加热和冷却设施，能耗、投资都很高。
此外，温度大幅度周期性变化也会影响吸附剂的寿命。
但变温吸附法可适用于许多场合，产品损失少，回收率高，所以目前仍为一种应用较广的方法。
2）．变压吸附法
在加压下进行吸附，减压下进行解吸。
由于循环周期短，吸附热来不及散失，可供解吸之用，所以吸附热和解吸热引起的吸附床温度变化一般不大，波动范围仅在几度，可近似看作等温过程。
变压吸附工作状态仅仅是在一条等吸附线上变化。
常用减压吸附方法有以下几种，其目的都是为了降低吸附剂上被吸附组分的分压，使吸附剂得到再生。
8．为什么进入PSA装置的原料气必须要除水？
被分离的气体如果含有游离水和饱和水，在吸附床层中只能除去一定量的饱和水。
那么在吸附过程中，若使水大量带入吸附塔会导致吸附剂性能下降甚至失效。
此时需对失效的吸附剂重新活化或更换。
吸附剂的活化需要采用温度150℃以上的惰性气体循环通入，费时、费力，相当困难。
因此，操作时一定要严格控制进入PSA装置的水含量，不能含有[wiki]机械[/wiki]水。
9．为什么进入PSA装置的原料气必须要除油？
被分离的气体如果含有象有机机械润滑油、煤焦油之类的物质，那么在吸附过程中，这些油性物质会粘附在吸附颗粒的外表面，堵塞吸附剂内的通道，使吸附剂失去吸附能力。
粘附有油类物质的任何吸附剂，不管采用升温还是降压抽空的再生方法，都是不能再生的。
因此对气体中的含油量必须严格限制，有的场合就需增设除油设施，以免吸附剂在使用中失效。
10．为什么要控制适宜的气流速度？
在吸附床运行过程中因床内压力周期地变化，气体短时间内进入、排出，吸附剂应有足够的强度，以减少破碎和磨损。
当气流速度过快，导致吸附剂悬浮时，则磨损加剧，造成吸附剂破碎，影响吸附
剂使用寿命。
不同的吸附剂，选择的气流速度不同。
这主要取决于吸附剂的强度和吸附剂颗粒的大小。
11．什么叫死空间？
所谓死空间，既吸附床层内扣除吸附剂所占体积后，剩余的空间。
也就是说，某组分吸附平衡时在吸附床内的总量有两部分，一部分是在死空间中，另一部分被吸附剂所吸附，其总和叫做某组分在吸附床内的存留量；弱吸附组分和强吸附组分各自在死空间中含有的量占床内存留量的比值之比称为分离系数。
分离系数越大分离越容易。
12．吸附剂的选择对变压吸附装置的影响？
吸附剂对各气体组分的吸附性能是通过实验测定静态下的等温吸附线和动态下的流出曲线来评价的。
吸附剂的良好吸附性能是吸附分离过程的基本条件。
在变压吸附过程中吸附剂的选择还要考虑解决吸附和解吸之间的矛盾。
既要选择吸附容量大，又容易解吸的吸附剂，以减少降压解吸的电耗。
选择吸附剂的另一要点是组分间的分离系数尽可能大，从而减少有效气体的损失。
13．变压吸附基本工作步骤？
单一的固定吸附床操作，无论是变温吸附还是变压吸附,由于吸附剂需要再生，吸附是间歇式的。
因此，工业上都是采用两个或更多的吸附床，使吸附床的吸附和再生交替（或依次循环）进行，保证整个吸附过程的连续。
对于变压吸附循环过程，有三个基本工作步骤：
1．压力下吸附
吸附床在过程的最高压力下通入被分离的气体混合物，其中强吸附组分被吸附剂选择性吸收，弱吸附组分从吸附床的另一端流出。
2．减压解吸
根据被吸附组分的性能，选用前述的降压、抽真空、冲洗和置换中的几种方法使吸附剂获得再生。
一般减压解吸，先是降压到大气压力，然后再用冲洗、抽真空或置换。
3．升压
吸附剂再生完成后，用弱吸附组分对吸附床进行充压，直到吸附压力为止。
接着又在压力下进行吸附。