Adsorpcja zmiennociśnieniowa ma ogromne znaczenie dla ograniczenia inwestycji przemysłowych i zużycia energii. Obecnie jest stosowany głównie w następujących aspektach:
(1) Adsorpcja zmiennociśnieniowa do oczyszczania powietrza
Wcześniej do oczyszczania powietrza stosowano przemywanie ciekłymi zasadami w celu usunięcia CO2, żel krzemionkowy w celu usunięcia H2O, a następnie adsorpcję zmiennotemperaturową adsorbentu w celu jednoczesnego usunięcia CO2, H2O i zanieczyszczeń węglowodorowych. Metody te wymagają ogrzewania i wymagają pracy zewnętrznej. Obecnie adsorpcja zmiennociśnieniowa stosowana jest do jednoczesnego usuwania CO2, H2O i zanieczyszczeń węglowodorowych. Nie są wymagane żadne urządzenia grzewcze, co pozwala zaoszczędzić energię. Sprzęt jest kompaktowy i łatwy w obsłudze. Czystość oczyszczonego gazu może osiągnąć poziom zanieczyszczeń rzędu kilku ppm. Stosowane jest sito molekularne BX i mieszany adsorbent z aktywowanym tlenkiem glinu. Sito molekularne BX ma dużą zdolność adsorpcji azotu, a aktywowany tlenek glinu ma dobrą zdolność usuwania CO2 i H2O. Sito molekularne BX umieszcza się w obszarze wysokiego stężenia zanieczyszczeń adsorbentu, a aktywowany tlenek glinu umieszcza się w obszarze niskiego stężenia. Może to osiągnąć lepszy efekt oczyszczania.
(2) Produkcja tlenu metodą adsorpcji zmiennociśnieniowej i separacji powietrza
Technologię wytwarzania tlenu z powietrza metodą kriogeniczną ludzie opanowali już w XIX wieku i od tego czasu jest ona udoskonalana z dnia na dzień. Jednakże, ze względu na zalety technologii adsorpcji zmiennociśnieniowej, jak wspomniano powyżej, mała i średnia produkcja tlenu z powietrza metodą adsorpcji zmiennociśnieniowej jest bardziej konkurencyjna niż metoda kriogeniczna. Produkcja tlenu metodą adsorpcji zmiennociśnieniowej została po raz pierwszy zastosowana do oczyszczania ścieków poprzez natlenianie osadu czynnego, a później została zastosowana do spalania kotłów wzbogaconych w tlen, produkcji stali itp. Skala urządzeń do produkcji tlenu metodą adsorpcji zmiennociśnieniowej jest stale poszerzana. W 1991 r. wskaźnik penetracji urządzeń do produkcji tlenu metodą adsorpcji zmiennociśnieniowej w Japonii wynosił: 20,5% dla dużych kotłów przemysłowych, 31% dla średnich kotłów przemysłowych, 15% dla przemysłowych kotłów grzewczych i 31% dla statków.
Gaz wodny do użytku domowego został zastąpiony tradycyjnym przerywanym zgazowaniem powietrza na produkcję tlenu z powietrza metodą ciągłej adsorpcji zmiennociśnieniowej. Wydajność zgazowania pojedynczego pieca wzrosła o 62,9%, a wydajność wzrosła z 70% do 85%, oszczędzając 5,96×106 kJ/tonę NH3 w porównaniu z metodą tradycyjną. Wzbogacenie w tlen jest jeszcze mniejsze niż w przypadku metody kriogenicznej.
(3) Produkcja azotu metodą adsorpcji zmiennociśnieniowej i separacji powietrza Azot jest obojętnym gazem ochronnym i jest szeroko stosowany w magazynowaniu zbóż, konserwowaniu owoców, elektronice, metalurgii półprzewodników i przemyśle chemicznym. W szczególności produkcja materiałów półprzewodnikowych i próżniowych wymaga ochrony azotem o wysokiej czystości w celu poprawy jakości produktu. W przeszłości produkcja azotu w kriogenicznej separacji powietrza wymagała dużych inwestycji, złożonej obsługi i częstych konserwacji. Jednakże adsorpcja zmiennociśnieniowa wymaga mniejszych inwestycji, niskich kosztów operacyjnych, dużej wydajności operacyjnej i niskiego jednostkowego zużycia energii (0,27~0,3 kWh/m3). mój kraj wyprodukował różnorodne urządzenia do produkcji azotu z adsorpcją zmiennociśnieniową i separacją powietrza.
(4) Produkcja wodoru metodą adsorpcji zmiennociśnieniowej Wraz z szybkim rozwojem przemysłu rafinacji ropy naftowej i przemysłu petrochemicznego skupiającego się na trzech głównych syntezach, gwałtownie wzrosło wykorzystanie wodoru jako paliwa lotniczego i energii wodorowej. Przemysł organiczny, metalurgiczny, elektroniczny itp. wymagają dużych ilości czystego wodoru, dlatego konieczne jest eksplorowanie zasobów produkcji wodoru i opracowywanie nowych procesów jego produkcji. Ważnym sposobem jest wykorzystanie adsorpcji zmiennociśnieniowej do wytworzenia ponad 99,99% wodoru z wielu przemysłowych gazów resztkowych.
Jak dotąd na świecie działają tysiące jednostek produkujących wodór o wydajności od 200% do 4000m3/h, a najwyższa zdolność przerobu wodoru wynosi 115 000m3/h. Instytut Przemysłu Chemicznego Southwest Ministerstwa Przemysłu Chemicznego uruchomił blisko 200 instalacji do produkcji wodoru metodą adsorpcji zmiennociśnieniowej, które mogą rocznie wyprodukować 400 mln m3 czystego wodoru z gazu surowego zawierającego wodór. Oprócz wodoru przemysłowy gaz resztkowy zawierający wodór zawiera również Ar, CO2, H2O, N2, CO, H2S, CH4 i niewielką ilość węglowodorów. Te gazy zanieczyszczające można usunąć jednorazowo poprzez adsorpcję zmiennociśnieniową, aby osiągnąć cel polegający na oczyszczaniu i odzyskiwaniu wodoru. Ciśnienie robocze przy produkcji wodoru metodą adsorpcji zmiennociśnieniowej mieści się na ogół w zakresie od 0,8 do 2,5 MPa. Sprzęt do przepływu procesu z podwójną wieżą jest prosty, ale składniki produktu są tracone w martwej przestrzeni. Ta część gazu musi zostać usunięta podczas procesu rozprężania. Im wyższe ciśnienie, tym większe straty. Zastosowanie wielozłożowej adsorpcji zmiennociśnieniowej może sprawić, że efekt desorpcji będzie bardziej widoczny.
