Diferencia entre PSA y TSA
¿Qué significan TSA y PSA?
Los tamices moleculares se utilizan en diversas aplicaciones, pero el objetivo es siempre el mismo: separar dos o más componentes entre sí. Esto puede conseguirse de varias maneras, pero los procesos más comunes son la adsorción a presión variable (PSA) y la adsorción por oscilación térmica (TSA). Ambos métodos consisten en utilizar un tamiz, regenerarlo y reutilizarlo aprovechando el hecho de que el tamiz adsorbe los contaminantes con más fuerza en determinadas condiciones que en otras (adsorción física).
¿Cómo funcionan las aplicaciones PSA?
El PSA se utiliza para adsorber y desorber variando la presión. Su funcionamiento puede considerarse un proceso isotérmico debido a la escasa conductividad térmica del adsorbente y a los pequeños cambios de temperatura del lecho adsorbente provocados por el calor de adsorción y desorción, y sus condiciones de trabajo se sitúan aproximadamente a lo largo de la isoterma de adsorción ambiental, con adsorción a mayor presión (P2) y desorción a menor presión (P1). Dado que la adsorción a presión variable procede a lo largo de la isoterma de adsorción, en términos de equilibrio estático de adsorción, la pendiente de la isoterma de adsorción tiene una gran influencia en la relación entre la presión y la cantidad de adsorción, a una temperatura constante.
La adsorción se realiza a menudo en un entorno presurizado y la PSA propone una combinación de presurización y despresurización, que suele ser un sistema de adsorción-desorción consistente en adsorción presurizada y despresurización de nuevo. En condiciones isotérmicas, se utiliza una combinación de adsorción presurizada y desorción despresurizada para formar un proceso cíclico para la operación de adsorción. La cantidad de adsorbente adsorbido en el adsorbente aumenta a medida que la presión aumenta y disminuye a medida que la presión disminuye, mientras que el adsorbente se regenera liberando el gas adsorbido en el proceso de despresurización (a presión atmosférica o vacío). Por lo tanto, la PSA se denomina tanto adsorción isotérmica como adsorción de regeneración sin calor.
¿Cómo funcionan las aplicaciones de la TSA?
El TSA fue el primer proceso industrializado de adsorción cíclica, en el que la operación cíclica tiene lugar en dos adsorbedores paralelos de lecho fijo. Uno adsorbe solutos cerca de la temperatura ambiente, mientras que el otro desorbe solutos a una temperatura más alta para regenerar el lecho adsorbente. El adsorbente adsorbe el soluto deseado a temperatura ambiente o baja temperatura, desorbe el soluto del adsorbente aumentando la temperatura, y el propio adsorbente se regenera al mismo tiempo, antes de enfriarse hasta la temperatura de adsorción y entrar en el siguiente ciclo de adsorción.
Aunque la desorción puede conseguirse sólo por vaporización del soluto sin utilizar gas de limpieza, parte del vapor de soluto volverá a adsorberse cuando se enfríe el lecho, por lo que es mejor utilizar un agente de limpieza para eliminar la masa adsorbida. La temperatura de desorción suele ser elevada, pero no tanto como para provocar un deterioro del rendimiento del adsorbente. el ciclo ideal de TSA puede dividirse generalmente en cuatro etapas.
① desorción a la temperatura T1 para alcanzar el punto de permeación.
② calentar la cama a T2.
③ desorción a temperatura T2 para alcanzar una carga adsorbente baja.
④ enfriar la cama a T1.
El ciclo real funciona sin esta etapa de temperatura constante. En la fase de regeneración del ciclo, las etapas ② y ③ se combinan, calentándose y desorbiendo el lecho con gas de purga precalentado hasta que las temperaturas de entrada y salida se aproximan. Los pasos ① y ④ también se llevan a cabo simultáneamente. La alimentación comienza tarde en el enfriamiento del lecho, por lo que la adsorción tiene lugar esencialmente a la temperatura del fluido de alimentación. Para algunos procesos especiales de TSA, como la regeneración del adsorbente por calentamiento directo del adsorbente con vapor, suele ser necesario un paso adicional de secado del adsorbente. Debido a la lentitud del calentamiento y enfriamiento del lecho de adsorción, la duración del ciclo de TSA es larga, de varias horas a varios días.
Diferencia entre PSA y TSA
El PSA se utiliza ampliamente para la separación de gases. En el método de secado de gas, el método de adsorción bajo presión más alta y desorción bajo presión reducida también se llama PSA variable. la desorción se realiza generalmente bajo presión atmosférica, algunos utilizan la evacuación para reducir la presión, simplemente el desecante que ha adsorbido agua bajo alta presión en la torre, bajando a presión atmosférica casi no es desorción, después de bajar la presión, debe pasar al re-gas con menor humedad relativa, incluso si la presión parcial de la presión de vapor de agua del re-gas es menor que la Cuando la presión de vapor de agua de equilibrio es menor que la presión de vapor de agua de equilibrio en la superficie del desecante, la desorción puede ser completa. Por lo tanto, el PSA utiliza el principio de que cuando la desorción se realiza a presión reducida, la presión parcial del vapor de agua disminuye y la capacidad de adsorción disminuye.
La TSA consiste en realizar la adsorción a una temperatura más baja y la desorción a una temperatura más alta. Utiliza el principio de que la capacidad de adsorción disminuye con el aumento de la temperatura y, al igual que con la PSA, el simple calentamiento del desecante en la torre es menos eficaz para la desorción. La esencia de la TSA es aumentar la temperatura del desecante para aumentar la presión de vapor de agua de equilibrio en la superficie del desecante durante la regeneración, mientras que la PSA es reducir la presión para disminuir la presión parcial de vapor de agua del desecante durante la regeneración. El propósito es hacer que la presión parcial de vapor de agua en la regeneración sea menor que la presión de vapor de agua de equilibrio en la superficie del desecante, y la diferencia entre las dos presiones es la fuerza impulsora de la desorción.
Conclusión
En resumen, el PSA tiene varias ventajas sobre el TSA. La mayor ventaja es que evita que el tamiz se sobrecaliente, lo que puede provocar que algunos componentes de la corriente de alimentación se descompongan en otros compuestos. Esto provocará que parte de la alimentación se pierda en la conversión a esos otros compuestos (que luego pueden considerarse contaminantes en la corriente de producto). Esos componentes descompuestos se pegarán al tamiz, reduciendo su eficacia en cada ciclo.La regeneración PSA evita este problema.
