PSA와 TSA의 차이점

TSA와 PSA는 무엇을 의미하나요?

분 자체는 다양한 용도로 사용되지만 목표는 항상 동일합니다. 두 개 이상의 성분을 서로 분리하는 것입니다. 이는 여러 가지 방법으로 달성할 수 있지만, 가장 일반적인 공정은 가변 압력 흡착(PSA)과 열 스윙 흡착(TSA)입니다. 두 방법 모두 체가 특정 조건에서 다른 조건보다 오염 물질을 더 강하게 흡착한다는 사실(물리적 흡착)을 활용하여 체를 사용하고 재생한 다음 재사용하는 것입니다.

PSA 애플리케이션은 어떻게 작동하나요?

PSA는 압력을 변화시켜 흡착 및 탈착하는 데 사용됩니다. 흡착제의 열전도율이 작고 흡착 및 탈착 열에 의한 흡착층의 온도 변화가 작기 때문에 작동은 등온 공정으로 볼 수 있으며, 작동 조건은 대략 주변 흡착 등온선을 따라 고압(P2)에서 흡착, 저압(P1)에서 탈착이 이루어집니다. 가변 압력 흡착은 흡착 등온선을 따라 진행되므로 정적 흡착 평형 측면에서 흡착 등온선의 기울기는 일정한 온도에서 압력과 흡착량 사이의 관계에 큰 영향을 미칩니다.

흡착은 종종 가압 환경에서 수행되며 PSA는 가압과 감압의 조합을 제안하는데, 이는 일반적으로 가압 흡착과 다시 감압으로 구성된 흡착-탈착 시스템입니다. 등온 조건에서 가압 흡착과 감압 탈착의 조합은 흡착 작동을 위한 순환 공정을 형성하는 데 사용됩니다. 흡착제에 흡착된 흡착제의 양은 압력이 상승함에 따라 증가하고 압력이 감소함에 따라 감소하며, 흡착제는 감압(대기압 또는 진공으로) 과정에서 흡착된 가스를 방출하여 재생됩니다. 따라서 PSA는 등온 흡착 및 무열 재생 흡착이라고도 불립니다.

TSA 애플리케이션은 어떻게 작동하나요?

TSA는 순환 흡착을 위한 최초의 산업화 공정으로, 두 개의 병렬 고정층 흡착기에서 주기적인 작동이 이루어집니다. 하나는 상온 근처에서 용질을 흡착하고 다른 하나는 더 높은 온도에서 용질을 탈착하여 흡착층을 재생합니다. 흡착제는 상온 또는 저온에서 원하는 용질을 흡착하고, 온도를 높여 흡착제에서 용질을 탈착하며, 동시에 흡착제 자체가 재생된 후 흡착 온도로 냉각되어 다음 흡착 사이클에 들어갑니다.

세정 가스를 사용하지 않고 용질의 기화만으로 탈착이 가능하지만, 흡착층이 냉각되면 일부 용질 증기가 다시 흡착되므로 세정제를 사용하여 흡착된 덩어리를 제거하는 것이 좋습니다. 탈착 온도는 일반적으로 높지만 흡착제의 성능을 저하시킬 정도로 높지는 않습니다. 이상적인 TSA 사이클은 일반적으로 4단계로 나눌 수 있습니다.

투과점에 도달하기 위한 ① T1 온도에서의 탈착.

침대를 T2로 가열합니다.

낮은 흡착제 부하에 도달하기 위한 T2 온도에서의 탈착.

침대를 T1로 냉각합니다.

실제 사이클은 이 항온 단계 없이 작동합니다. 사이클의 재생 단계에서는 ②단계와 ③단계가 결합되어 입구와 출구 온도가 가까워질 때까지 예열된 퍼지 가스로 베드가 가열 및 탈착됩니다. 단계 ①과 ④도 동시에 수행됩니다. 공급은 베드 냉각 후반부에 시작되므로 흡착은 기본적으로 공급 유체 온도에서 이루어집니다. 스팀으로 흡착제를 직접 가열하여 흡착제를 재생하는 것과 같은 일부 특수 TSA 공정의 경우, 흡착제의 추가 건조 단계가 필요한 경우가 많습니다. 흡착층의 가열 및 냉각이 느리기 때문에 TSA의 사이클 시간은 몇 시간에서 며칠에 이르기까지 길어집니다.

PSA와 TSA의 차이점

PSA는 가스 분리에 널리 사용됩니다. 가스의 건조 방법에서 고압에서 흡착하고 감압에서 탈착하는 방법을 가변 PSA라고도 합니다. 탈착은 일반적으로 대기압 하에서 수행되며, 일부는 압력을 줄이기 위해 배기를 사용하며, 단순히 타워의 고압 하에서 물을 흡착 한 건조제는 압력을 낮춘 후 대기압으로 낮추는 것은 거의 탈착이 아닙니다, 상대 습도가 낮은 재 가스로 전달되어야하며, 재 가스의 수증기압의 분압이 건조제 표면의 평형 수증기압보다 작을 때 평형 수증기압이 작아도 탈착이 완료 될 수 있습니다. 따라서 PSA는 감압 상태에서 탈착이 이루어지면 수증기의 분압이 떨어지고 흡착 용량이 감소하는 원리를 이용합니다.

TSA는 낮은 온도에서 흡착하고 높은 온도에서 탈착하는 방식입니다. 온도가 높아질수록 흡착 용량이 감소하는 원리를 이용하며, PSA와 마찬가지로 단순히 타워의 흡착제를 가열하는 것만으로는 흡착 효과가 떨어집니다. TSA의 핵심은 건조제의 온도를 높여 재생 시 건조제 표면의 평형 수증기 압력을 높이는 것이고, PSA는 압력을 낮춰 재생 시 건조제의 수증기 분압을 낮추는 것입니다. 재생 시 수증기 분압을 건조제 표면의 평형 수증기 압력보다 작게 만드는 것이 목적이며, 이 두 압력의 차이가 탈착의 원동력이 됩니다.

결론

요약하면, PSA는 TSA에 비해 몇 가지 장점이 있습니다. 가장 큰 장점은 체가 과열되어 피드 스트림의 일부 성분이 다른 화합물로 분해되는 것을 방지할 수 있다는 것입니다. 이로 인해 사료의 일부가 다른 화합물로 전환되는 과정에서 손실될 수 있습니다(제품 스트림에서 오염 물질로 간주될 수 있음). 이렇게 분해된 성분은 체에 달라붙어 각 사이클에서 체의 효율을 떨어뜨리는데, PSA 재생을 통해 이 문제를 방지할 수 있습니다.