Chimie

Applications de l'adsorption

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Adsorption modulée en pression

Dans les procédés d'adsorption, on peut utiliser le fait que la capacité de charge de l'adsorbant dépend de la pression et de la température. Le procédé est réalisé de telle manière que le mélange gazeux à décomposer passe à travers un lit d'adsorbant à température ambiante et à pression accrue, avec des composants gazeux facilement adsorbables s'accumulant à la surface tandis que les composants peu ou pas adsorbables traversent le lit .

L'adsorbant peut être chargé jusqu'à un état d'équilibre ; par la suite, sa capacité d'adsorption est épuisée. Afin de pouvoir effectuer à nouveau le processus de séparation des gaz, la régénération (désorption) de l'adsorbant chargé est nécessaire, ce qui peut être réalisé soit en augmentant la température, soit, comme dans l'adsorption modulée en pression, en abaissant la pression. Afin de pouvoir mettre en place un processus de séparation par adsorption avec une livraison de produit (quasi-) continue, au moins deux adsorbeurs fonctionnant en parallèle sont nécessaires, dont l'un est actuellement en cycle d'adsorption, tandis que l'autre est en cours de régénération en même temps. temps.

Les avantages de l'adsorption modulée en pression (PSA), dans laquelle la désorption a lieu en abaissant la pression, résident dans le fait que la pression peut être réduite rapidement et donc dans le court temps nécessaire à la désorption. Par rapport à l'adsorption modulée en température (TSA), dans laquelle la vitesse de refroidissement est l'étape limitante du procédé, cela nécessite un temps de cycle significativement plus court pour les étapes successives d'adsorption et de désorption.

Les limites de désorption par abaissement de la pression sont atteintes avec des adsorbants qui ont des forces d'interaction élevées avec l'adsorbant et donc des cinétiques de désorption défavorables.

Les processus d'adsorption modulée en pression reposent sur les quatre sous-étapes suivantes :

  1. Adsorption à haute pression
  2. Réduction de la pression
  3. Purge avec le gaz produit à basse pression
  4. Montée en pression avec du gaz brut ou avec du gaz produit

Les systèmes d'adsorption modulée en pression sont utilisés en grand nombre pour la séparation sélective et la récupération des gaz à partir de mélanges gazeux et pour l'épuration des gaz.

Les procédés qui ont trouvé la plus grande diffusion technique sont utilisés pour obtenir :

  • H2 provenant des gaz de cokéfaction, de conversion et de gazéification du charbon (adsorbant : zéolithes, tamis moléculaires carbonés),
  • N2 de l'air (adsorbant : tamis moléculaires de carbone),
  • ô2 de l'air (adsorbant : zéolithes, tamis moléculaires de carbone) et
  • pour le séchage des gaz (adsorbant : gel de silice, oxyde d'aluminium).

À l'exception de ô2Récupération avec tamis moléculaires carbonés, le gaz (ou mélange gazeux) à récupérer est récupéré lors de l'adsorption. Ceci profite du fait que les gaz obtenus sont adsorbés considérablement moins ou plus lentement que les composants du gaz brut à séparer.

Les installations d'adsorption modulée en pression les plus grandes et les plus fréquemment construites sont celles pour la production d'hydrogène.


Vidéo: Aurelia Li- Building and Exploring Databases of Porous Materials for Adsorption Applications (Août 2022).