適用于處理各種含重金屬廢水,如采礦、冶煉、電鍍、電解、醫(yī)藥、油漆、合金、紡織、印染、農(nóng)藥、造紙、煙草、陶瓷與無機顏料制造等行業(yè)。
1960年Skarstrom提出PSA專利,他以5A沸石分子篩為吸附劑,用一個兩床PSA裝置,從空氣中分離出富氧,該過程經(jīng)過改進,于60年代投入了工業(yè)生產(chǎn)。80年代,變壓吸附技術的工業(yè)應用取得了突破性的進展,主要應用在氧氮分離、空氣干燥與凈化以及氫氣凈化等。
變壓吸附空分制氧始創(chuàng)于20世紀60年代初(Skarstrom, 1960; Guerin de Montgarenil & Domine, 1964),并于70年代實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。在此之前,傳統(tǒng)的工業(yè)空分裝置大部分采用深冷精餾法(簡稱深冷法)
80年代以來至今CaX和LiX等高吸附分離性能的沸石分子篩的相繼開發(fā)利用和工藝流程的改進,使得變壓吸附空分技術得到迅速地發(fā)展,與深冷空分裝置相比,PSA過程具有啟動時間短和開停車方便、能耗較小和運行成本低、自動化程度高和維護簡單、占地面積小和土建費用低等特點。
如果壓力不變,在常溫或低溫的情況下吸附,用高溫解吸的方法,稱為變溫吸附(簡稱TSA)。顯然,變溫吸附是通過改變溫度來進行吸附和解吸的。變溫吸附操作是在低溫(常溫)吸附等溫線和高溫吸附等溫線之間的垂線進行,由于吸附劑的比熱容較大,熱導率(導熱系數(shù))較小,升溫和降溫都需要較長的時間,操作上比較麻煩,因此變溫吸附主要用于含吸附質較少的氣體凈化方面。
吸附劑再生
在降壓時,吸附劑吸附的氧氣解吸出來,通過塔底逆放排出,經(jīng)吹洗后,吸附劑得以再生。完成再生后的吸附劑經(jīng)均壓升壓和產(chǎn)品升壓后又可轉入吸附。兩塔交替使用,達到連續(xù)分離空氣制氮的目的
用碳分子篩制氮主要是基于氧和氮在碳分子篩中的擴散速率不同,在0.7-1.0Mpa壓力下,即氧在碳分子篩表面的擴散速度大于氮的擴散速度,使碳分子篩吸附氧,而氮大部分富集于不吸附相中。碳分子篩本身具有加壓時對氧的吸附容量增加,減壓時對氧的吸附量減少的特性。利用這種特性采用變壓吸附法進行氧、氮分離。從而得到99.99%的氮氣
常用的空氣分離方法是低溫精餾法分離。低溫分離方法通過壓縮循環(huán)深度冷凍的方法把空氣變成液態(tài),經(jīng)過低溫精餾根據(jù)不同沸點而從液態(tài)空氣中逐步分離生產(chǎn)出氧氣、氮氣及氬氣等惰性氣體的設備,廣泛應用于傳統(tǒng)的冶金、新型煤化工、大型氮肥、氣體供應等領域。
其它空氣分離方法,如膜分離法、變壓吸附法(PSA)和真空變壓吸附法(VPSA)等,主要是應用于從空氣中分離單一組分。而用于半導體器件制造的高純氧、氮和氬需要低溫精餾法。同樣,稀有氣體氖、氪和氙的可行來源是也使用低溫精餾法。
因此低溫精餾法是重要的空氣分離方法。
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