Diferença entre PSA e TSA

O que significam TSA e PSA?

As peneiras moleculares são utilizadas em diversas aplicações, mas o objetivo é sempre o mesmo: separar dois ou mais componentes entre si. Isto pode ser conseguido de várias maneiras diferentes, mas os processos mais comuns são a adsorção por pressão variável (PSA) e a adsorção por oscilação térmica (TSA). Ambos os métodos envolvem o uso de uma peneira, sua regeneração e sua posterior reutilização, aproveitando o fato de que a peneira adsorve os contaminantes mais fortemente sob certas condições do que sob outras (adsorção física).

Como funcionam os aplicativos PSA?

PSA é usado para adsorver e dessorver variando a pressão. Sua operação pode ser vista como um processo isotérmico devido à pequena condutividade térmica do adsorvente e às pequenas mudanças na temperatura do leito adsorvente causadas pelo calor de adsorção e dessorção, e suas condições de trabalho estão aproximadamente ao longo da isoterma de adsorção ambiente, com adsorção em maior pressão (P2) e dessorção em menor pressão (P1). Como a adsorção de pressão variável ocorre ao longo da isoterma de adsorção, em termos de equilíbrio de adsorção estático, a inclinação da isoterma de adsorção tem grande influência na relação entre a pressão e a quantidade de adsorção, a uma temperatura constante.

A adsorção é frequentemente realizada num ambiente pressurizado e a PSA propõe uma combinação de pressurização e despressurização, que normalmente é um sistema de adsorção-dessorção que consiste em adsorção pressurizada e novamente despressurização. Em condições isotérmicas, uma combinação de adsorção pressurizada e dessorção despressurizada é usada para formar um processo cíclico para a operação de adsorção. A quantidade de adsorvente adsorvido no adsorvente aumenta à medida que a pressão aumenta e diminui à medida que a pressão diminui, enquanto o adsorvente é regenerado pela liberação do gás adsorvido no processo de despressurização (à pressão atmosférica ou vácuo). Portanto, o PSA é chamado de adsorção isotérmica e adsorção de regeneração sem calor.

Como funcionam os aplicativos TSA?

O TSA foi o primeiro processo industrializado para adsorção cíclica, onde a operação cíclica ocorre em dois adsorvedores de leito fixo paralelos. Um adsorve solutos próximos à temperatura ambiente, enquanto o outro dessorve solutos a uma temperatura mais alta para regenerar o leito adsorvente. O adsorvente adsorve o soluto desejado à temperatura ambiente ou baixa, dessorve o soluto do adsorvente aumentando a temperatura, e o próprio adsorvente é regenerado ao mesmo tempo, antes de esfriar até a temperatura de adsorção e entrar no próximo ciclo de adsorção.

Embora a dessorção possa ser alcançada apenas pela vaporização do soluto, sem o uso de gás de limpeza, parte do vapor do soluto será reabsorvido quando o leito esfriar, por isso é melhor usar um agente de limpeza para remover a massa adsorvida. A temperatura de dessorção é geralmente alta, mas não tão alta que cause deterioração no desempenho do adsorvente. o ciclo TSA ideal geralmente pode ser dividido em quatro etapas.

① dessorção na temperatura T1 para atingir o ponto de permeação.

② aquecimento da cama para T2.

③ dessorção à temperatura T2 para atingir uma baixa carga adsorvente.

④ resfriar a cama para T1.

O ciclo real opera sem este estágio de temperatura constante. Na fase de regeneração do ciclo, as etapas ② e ③ são combinadas, sendo o leito aquecido e dessorvido com gás de purga pré-aquecido até que as temperaturas de entrada e saída estejam próximas. As etapas ① e ④ também são executadas simultaneamente. A alimentação começa tarde no resfriamento do leito, de modo que a adsorção ocorre essencialmente na temperatura do fluido de alimentação. Para alguns processos especiais de TSA, como a regeneração do adsorvente por aquecimento direto do adsorvente com vapor, é frequentemente necessária uma etapa adicional de secagem do adsorvente. Devido ao lento aquecimento e resfriamento do leito de adsorção, o tempo de ciclo do TSA é longo, variando de várias horas a vários dias.

Diferença entre PSA e TSA

PSA é amplamente utilizado para a separação de gases. No método de secagem do gás, o método de adsorção sob pressão mais alta e dessorção sob pressão reduzida também é chamado de PSA variável. a dessorção é geralmente realizada sob pressão atmosférica, alguns usam evacuação para reduzir a pressão, simplesmente o dessecante que adsorveu água sob alta pressão na torre, baixar para a pressão atmosférica quase não é dessorção, depois de baixar a pressão, deve ser passado para o regaseificação com umidade relativa mais baixa, mesmo que a pressão parcial da pressão de vapor de água do regaseificação seja menor que Quando a pressão de vapor de água de equilíbrio é menor que a pressão de vapor de água de equilíbrio na superfície do dessecante, dessorção pode ser completo. O PSA, portanto, utiliza o princípio de que quando a dessorção é realizada sob pressão reduzida, a pressão parcial do vapor d'água cai e a capacidade de adsorção diminui.

TSA é a operação de adsorção a uma temperatura mais baixa e dessorção a uma temperatura mais alta. Ele utiliza o princípio de que a capacidade de adsorção diminui com o aumento da temperatura e, como acontece com o PSA, o simples aquecimento do dessecante na torre é menos eficaz na dessorção. A essência do TSA é aumentar a temperatura do dessecante para aumentar a pressão de equilíbrio do vapor de água na superfície do dessecante durante a regeneração, enquanto o PSA é reduzir a pressão para diminuir a pressão parcial do vapor de água do dessecante durante a regeneração. O objetivo é tornar a pressão parcial do vapor d'água na regeneração menor que a pressão de equilíbrio do vapor d'água na superfície dessecante, e a diferença entre as duas pressões é a força motriz da dessorção.

Conclusão

Em resumo, o PSA tem diversas vantagens sobre o TSA. A maior vantagem é que evita o superaquecimento da peneira, o que pode fazer com que alguns componentes da corrente de alimentação se decomponham em outros compostos. Isto resultará na perda de parte da alimentação na conversão para esses outros compostos (que podem então ser considerados contaminantes no fluxo de produto). Esses componentes decompostos irão aderir à peneira, reduzindo sua eficácia a cada ciclo. A regeneração do PSA evita esse problema.