变压吸附技术在环境工程中的应用探析

变压吸附技术在环境工程中的应用探析

作者：王永刚

来源：《科教导刊·电子版》2015年第08期

摘 要 变压吸附技术作为一种新型分离技术，正受到各国工业界研究人士的关注，和研究使用。如今，随着我国工业实力不断提升，变压吸附技术在工业也已经得到了广泛的应用，逐步成为一种主要的气体分离技术，被应用于环境工程中。这种技术附带的种种优势，是它成为环境工程方面争相使用的原因。因此，本文就变压吸附技术在环境工程中的应用展开分析，首先介绍变压吸附技术的工作原理和特点，再进一步对它在环境工程中的优势和具体应用现状进行分析研究，接着展望未来变压吸附技术应用在环境工程中的一个发展方向和趋势，最后再尽行总结。

关键词 变压吸附技术 环境工程

1介绍变压吸附技术的基本工作原理和特点

变压吸附（Pressure Swing Adsorption.简称PSA），是一种新型的气体吸附分离技术，常用于气体混合物的分离。利用气体组分在固体吸附材料上吸附特性的差异，再通过周期性的压力变化进行气体的分离，但是在压力或者温度不变的情况下，吸附量是各有不同的。因此，气体的吸附分离方法，通常采用变温吸附或变压吸附两种循环过程。对比传统的气体分离技术，其特点是能耗较小，压力要求一般在0.1-2.5PMPa、产品气体纯度高、运行成本低、分离流程简单，不需要复杂的工序就可以对多种气体分离、还有自动化程度高和维护简单、节省土建费用等等。

2分析变压吸附技术在环境工程应用的优势和现状

变压吸附技术的在环境工程中的应用优势其实与变压吸附技术自身特点是一样的，具备了能耗低、投资少、流程简单、操作方便、可靠性好等优势，而且此项技术的分离提取使得产品纯度高、可在室温和不高压的情况下工作、床层再生时也不需要加热。

我国现今变压吸附技术在环境工程中的应用现状是用于多个不同类型的工业领域，有空气干燥，氢气、一氧化碳等气体的分离提纯，这是变压吸附技术在投入环境工程中最初的也是最广泛的应用，另外，如今还在废水处理、废气处理、固体废弃物处理方面、煤矿瓦斯气浓缩甲烷和天然气净化等等环境工程方面应用，应用领域不断扩大，PSA工业装备的规模也在不停地扩大和制作自身的完善，加上PSA技术也是在不停地在提高，更加简单便利。因此，在这些方面的的应用使得它在尾气治理、环境保护的方面有更广阔的应用前景。举例：发展最早、推广最多的PSA技术是提氢技术，这项工艺发展成熟，装备单是中国已有200多套，制作氢气的原料和方法也有很多，由于现在许多工业尾气中含有较高的氢气，有不同的分离提纯流程，它的使用耗能远远低于电解法制氢，使得钢铁工业和石油工业也是逐步地使用PSA技术取代

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了电解法制氢，这就是目前其中变压吸附技术在环境工程中的应用现状，环保性能好，是最佳的选择方法。但是，现在国际和国内的状况是，某些相关的在环境工程中的应用只是尝试运行中，还需要研究试用才能广泛地进行，所以即使技术已相当成熟，国内技术发展还需继续，有些合成装备只能靠进口，而且制氧或制氮使用不同工艺的市场竞争激烈，这就是现状。 3变压吸附技术在环境工程中的应用的未来发展趋势

通过市场竞争和技术的进步，我国的PSA技术已经是国际水平。如今变压吸附技术在环境工程中的应用前景良好，那么接下来应如何提高和发展趋势如何，是一个值得探讨的问题。由于我国的变压吸附空分制氧技术进展较慢，对于空分制氧吸附剂和其工艺循环过程的研究相对国外还是较落后的，所以在这方面的发展研究应加大，相关地，还要提高新型吸附技术的性嫩和分离效果，使得这项技术的优势更加明显，耗能更低，使用起来更便利。还有就是更多用于工业废气净化和综合利用中，如回收氮氧化合物、硝酸尾气净化、各种工业含氢废气回收氢气等等方面，可以将本身排出不要的废气再次提取使用，这样二次利用更加地环保和适用，使环境工程中的环保问题更加完善。当前PSA技术和深冷技术之间的竞争激烈，但是在发展面前，没有什么是完全相对的，PSA技术是可以深冷技术等相结合的，这样的一个发展研究方向能够研究出一种复合型的气体分离技术，其优势会得到综合，对于环境工程中的使用价值更高了。其次就是，PSA技术在合成工艺中使用地位的提高，应用会变得更加重要，由辅助工艺变成化工工艺的主要装置，成为主要装置中的重要组成部分，这也是它未来的一个明显的发展趋势。除此之外，变压吸附技术还可尝试利用PSA技术在一套装备中生产多种产品，这样的使用会使其在工业运行中更加明显地体现了变压吸附技术的优势，是一个很好的发展趋势。还有就是扩大其在环境工程中可以使用大范围是其一，除了需要提取高纯氧的环境工程外，还可以加大对不需要高纯氧的中小规模的氧气生产，并广泛应用在有色金属冶炼、甲醇生产、化肥造气、医疗和军事等诸多领域，这样更具竞争力，也是未来要加大发展的一个方向。 4总结

本文通过对变压吸附技术的分析，间接了解了它被广泛应用的原因后，又对它在环境工程中的应用优势和现状后，就它的未来的发展方向进行了展望。其实，这项技术在中国也发展了二十多年，在广泛使用后，能留意到其在优势背后隐藏了问题，就其存在的好与坏不停改进，使其更好地被应用在环境工程中，这是我国工业界仍需努力和发展的方面。另外，变压吸附技术能够经济高效地实现物质的分离，这不仅是分离技术在环境工程中未来的发展方向，也是对环保和工业生产作出的更大的贡献，其具有了理论意义和现实意义。 参考文献

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