Nhà máy Sumairui PSA: Ủ sáng và tách áp suất cao, 150 Nm3/giờ 12 bar hoàn toàn tự động
Các thiết bị hấp phụ dao động áp suất sử dụng các lớp chất hấp phụ rắn để tách tạp chất khỏi dòng hydro dẫn đến hydro áp suất cao có độ tinh khiết cao và dòng khí đuôi áp suất thấp chứa tạp chất và một số hydro.Sau đó, các lớp này được tái sinh bằng cách giảm áp suất và làm sạch.Một phần hydro (lên tới 20%) có thể bị mất trong khí đuôi.
Công nghệ hấp phụ dao động áp suất (PSA) dựa trên sự liên kết vật lý của các phân tử khí với vật liệu hấp phụ.Lực tương ứng tác dụng giữa các phân tử khí và vật liệu hấp phụ phụ thuộc vào thành phần khí, loại vật liệu hấp phụ, áp suất riêng phần của thành phần khí và nhiệt độ vận hành.Hiệu ứng tách dựa trên sự khác biệt về lực liên kết với vật liệu hấp phụ.Các thành phần dễ bay hơi có độ phân cực thấp, chẳng hạn như hydro, thực tế không thể hấp thụ được so với các phân tử như nitơ, carbon monoxide, carbon dioxide, dẫn xuất hydrocarbon và hơi nước.Do đó, những tạp chất này có thể được hấp phụ từ dòng chứa hydro và hydro có độ tinh khiết cao được thu hồi.
Quá trình hấp phụ dao động áp suất hoạt động ở nhiệt độ cơ bản không đổi và sử dụng tác dụng của áp suất xen kẽ và áp suất riêng phần để thực hiện hấp phụ và giải hấp.Vì không cần làm nóng hoặc làm mát nên có thể đạt được chu kỳ ngắn trong khoảng vài phút.Do đó, quá trình này cho phép loại bỏ một lượng lớn tạp chất một cách kinh tế.Quá trình hấp phụ được thực hiện ở áp suất cao (và do đó áp suất riêng phần tương ứng cao) thường trong khoảng 10–40 bar cho đến khi đạt được tải trọng cân bằng.Tại thời điểm này, không còn khả năng hấp phụ nữa và vật liệu hấp phụ phải được tái sinh.Sự tái sinh này được thực hiện bằng cách giảm áp suất xuống cao hơn áp suất khí quyển một chút dẫn đến giảm tải cân bằng tương ứng.Kết quả là các tạp chất trên vật liệu hấp phụ được giải hấp và vật liệu hấp phụ được tái sinh.Lượng tạp chất được loại bỏ khỏi dòng khí trong một chu kỳ tương ứng với sự khác biệt giữa tải hấp phụ và tải giải hấp.Sau khi kết thúc quá trình tái sinh, áp suất được tăng trở lại mức áp suất hấp phụ và quá trình bắt đầu lại từ đầu.
Hấp phụ dao động áp suất nói chung là phương pháp lọc được lựa chọn cho các thiết bị cải cách hơi nước vì nó tạo ra hydro có độ tinh khiết cao và cũng được sử dụng để lọc khí thải của nhà máy lọc dầu, nơi nó cạnh tranh với các hệ thống màng.Nhiều nhà máy hydro trước đây sử dụng quy trình lọc ướt (Hình 15.4) để tinh chế hydro hiện đang sử dụng phương pháp hấp phụ dao động áp suất (PSA) (Hình 15.5) để tinh chế.Quá trình hấp phụ dao động áp suất là một quá trình tuần hoàn sử dụng các lớp chất hấp phụ rắn để loại bỏ tạp chất khỏi khí và thường tạo ra hydro có độ tinh khiết cao hơn (độ tinh khiết 99,9% v/v so với độ tinh khiết < 97% v/v).Hydro tinh khiết đi qua các lớp hấp phụ chỉ được hấp thụ một phần nhỏ và các lớp này được tái sinh bằng cách giảm áp suất sau đó được làm sạch ở áp suất thấp.
Ứng dụng khí hydro:
...
