压力回转吸附法分离气体是通过在比较短的周期时间内,将压力下吸附与减压下吸附再生操作反复进行来实现吸附成分与易吸附成分的分离操作。
氮气的压力回转吸附是从原料空气中吸附除去氧气、二氧化碳及水分而获得氮气产品的分离过程,常使用分子筛活性炭。该法是利用不同气体向分子筛活性炭的吸附速度差异进行分离的,工艺流程见图6-6。在相同的压力下,氮气、氩气、氧气的平衡吸附量差别并不大,但与分子筛活性炭的吸附速度相差40倍左右。因此,通过采用适当的吸附时间的方法,便能进行高度分离。现在,在压力回转吸附装置中,吸附时间为1~2min的场合,使用吸附速度大的和短周期型分子活性炭有利,在重视得率的场合,使用吸附小的长周期型分子筛活性炭有利。此外,吸附速度及平衡吸附量都受温度的影响较大,可以分别在寒冷地区使用前一种分子筛活性炭,在温暖的地方使用后一种分子筛。

随着分子筛活性炭性能的提高,使用得比较普遍的是简单装置的第一种方式,压力回转吸附中,最简单的是两塔切换装置,均压工序也是上下同时进行均压。再生产是在均压后的减压进行,此时把一部分产品氮气作为载气的形式逆流具有一定的效果,逆流量有最佳价值,10%左右经济性好,再生后,接在均压后面的是用供给的原料气体升压。在制造高纯度氮气时,用产品氮气将均压时在塔内出口一侧生产的不纯气体回流压入入口侧,是一种升压的有效方法。作为一种廉价而又容易操作、方便的氮气发生装置,它的用途已经确立,并逐渐普及。