Die Druckwechseladsorption ist von großer Bedeutung für die Reduzierung industrieller Investitionen und des Energieverbrauchs. Derzeit wird es hauptsächlich in folgenden Aspekten eingesetzt:
(1) Druckwechseladsorption zur Luftreinigung
Zuvor wurde bei der Luftreinigung eine Flüssigalkaliwäsche zur Entfernung von CO2, Silicagel zur Entfernung von H2O und anschließend Adsorptionsmittel-Temperaturwechseladsorption zur gleichzeitigen Entfernung von CO2, H2O und Kohlenwasserstoffverunreinigungen eingesetzt. Diese Methoden erfordern Erwärmung und erfordern externe Arbeit. Derzeit wird die Druckwechseladsorption zur gleichzeitigen Entfernung von CO2, H2O und Kohlenwasserstoffverunreinigungen eingesetzt. Es ist keine Heizausrüstung erforderlich, was Energie spart. Das Gerät ist kompakt und einfach zu bedienen. Die Reinheit des gereinigten Gases kann einen Verunreinigungsgehalt von mehreren ppm erreichen. Es werden BX-Molekularsieb und aktiviertes Aluminiumoxid-Mischadsorptionsmittel verwendet. BX-Molekularsieb hat eine starke Adsorptionskapazität für Stickstoff und aktiviertes Aluminiumoxid hat eine gute Entfernungskapazität für CO2 und H2O. BX-Molekularsieb wird im Bereich mit hoher Konzentration adsorbierender Verunreinigungen platziert, und aktiviertes Aluminiumoxid wird im Bereich mit niedriger Konzentration platziert. Dadurch kann ein besserer Reinigungseffekt erzielt werden.
(2) Sauerstoffproduktion durch Druckwechseladsorption, Luftzerlegung
Im 19. Jahrhundert beherrschten die Menschen die Technologie zur Erzeugung von Sauerstoff aus Luft mittels kryogener Methode und sie wurde seitdem Tag für Tag verbessert. Aufgrund der oben erwähnten Vorteile der Druckwechseladsorptionstechnologie ist die Produktion von Luftsauerstoff durch Druckwechseladsorption in kleinen und mittleren Größen jedoch wettbewerbsfähiger als die kryogene Methode. Die Sauerstoffproduktion durch Druckwechseladsorption wurde zunächst für die Abwasserbehandlung mit Sauerstoffanreicherung von Belebtschlamm eingesetzt und später für die Verbrennung von mit Sauerstoff angereicherten Kesseln, die Stahlherstellung usw. eingesetzt. Der Umfang der Sauerstoffproduktionsanlagen durch Druckwechseladsorption wurde kontinuierlich erweitert. Im Jahr 1991 betrug die Durchdringungsrate von Geräten zur Herstellung von Sauerstoff durch Druckwechseladsorption in Japan 20,5 % bei großen Industriekesseln, 31 % bei mittelgroßen Industriekesseln, 15 % bei industriellen Heizkesseln und 31 % bei Schiffen.
Inländische Wassergase wurden von der traditionellen intermittierenden Luftvergasung auf die Luftsauerstoffproduktion durch kontinuierliche Druckwechseladsorption umgestellt. Die Vergasungskapazität eines einzelnen Ofens ist um 62,9 % gestiegen und der Wirkungsgrad ist von 70 % auf 85 % gestiegen, wodurch im Vergleich zur herkömmlichen Methode 5,96 x 106 kJ/Tonne NH3 eingespart wurden. Die Sauerstoffanreicherung ist noch geringer als bei der kryogenen Methode.
(3) Druckwechseladsorption, Luftzerlegung, Stickstoffproduktion Stickstoff ist ein inertes Schutzgas und wird häufig in der Getreidelagerung, Obstkonservierung, Elektronik, Halbleitermetallurgie und chemischen Industrie eingesetzt. Insbesondere die Herstellung von Halbleiter- und Vakuummaterialien erfordert einen hochreinen Stickstoffschutz zur Verbesserung der Produktqualität. In der Vergangenheit erforderte die Stickstoffproduktion durch kryogene Luftzerlegung große Investitionen, einen komplexen Betrieb und häufige Wartung. Allerdings erfordert die Druckwechseladsorption weniger Investitionen, niedrige Betriebskosten, eine hohe Betriebsgeschwindigkeit und einen niedrigen spezifischen Energieverbrauch (0,27~0,3 kWh/m3). Mein Land hat eine Vielzahl von Geräten zur Stickstoffproduktion durch Druckwechseladsorption und Luftzerlegung hergestellt.
(4) Druckwechseladsorptions-Wasserstoffproduktion Mit der rasanten Entwicklung der Erdölraffinerieindustrie und der petrochemischen Industrie, die sich auf die drei Hauptsynthesen konzentriert, hat die Verwendung von Wasserstoff als Kraftstoff für die Luft- und Raumfahrt und als Wasserstoffenergie rasch zugenommen. Die organische Industrie, die metallurgische Industrie, die Elektronikindustrie usw. benötigen alle große Mengen an reinem Wasserstoff. Daher ist es notwendig, Ressourcen für die Wasserstoffproduktion zu erforschen und neue Wasserstoffproduktionsprozesse zu entwickeln. Die Verwendung der Druckwechseladsorption zur Herstellung von mehr als 99,99 % Wasserstoff aus vielen industriellen Abgasen ist ein wichtiger Weg.
Bisher gibt es weltweit Tausende von Wasserstoffproduktionsanlagen mit Ausstoßmengen von 200 % bis 4000m3/h, und die höchste Wasserstoffverarbeitungskapazität beträgt 115.000 m3/h. Das Südwestliche Forschungsinstitut für Chemische Industrie des Ministeriums für Chemische Industrie hat fast 200 Druckwechseladsorptions-Wasserstoffproduktionsanlagen in Betrieb genommen, die jedes Jahr 400 Millionen m3 reinen Wasserstoff aus wasserstoffhaltigem Rohgas produzieren können. Industrielles wasserstoffhaltiges Endgas enthält neben Wasserstoff auch Ar, CO2, H2O, N2, CO, H2S, CH4 und eine geringe Menge Kohlenwasserstoffe. Diese Verunreinigungsgase können auf einmal durch Druckwechseladsorption entfernt werden, um den Zweck der Reinigung und Rückgewinnung von Wasserstoff zu erreichen. Der Arbeitsdruck der Wasserstoffproduktion durch Druckwechseladsorption liegt im Allgemeinen im Bereich von 0,8 bis 2,5 MPa. Die Prozessflussausrüstung mit Doppelturm ist einfach, aber die Produktkomponenten gehen im Totraum verloren. Dieser Teil des Gases muss während des Entspannungsprozesses abgeführt werden. Je höher der Druck, desto größer der Verlust. Der Einsatz der Mehrbett-Druckwechseladsorption kann den Desorptionseffekt deutlicher machen.
