По адсорбцией мы понимаем - поглощение газа поверхностью твердого тела (адсорбента) за счет сил молекулярного взаимодействия молекул газа и молекул твердого тела (адсорбента).

Под адсорбентом мы понимаем - высокопористое твердое вещество, способное поглощать (адсорбировать) молекулы разных газов.

Каждый газ, содержащийся в воздухе, имеет свою адсорбционную величину, которая зависит от его физических свойств. По этому, для каждого из них применяется свой адсорбент. Для получения кислорода - синтетические цеолиты. Для получения азота - синтетические углеродные молекулярные сита.  

Величины адсорбции азота и кислорода на углеродных ситах приблизительно одинаковы. Но скорость поглощения азота в десятки раз ниже скорости поглощения кислорода. Это связано с тем, что диаметр молекулы азота немного превосходит диаметр молекулы кислорода. При синтезе молекулярных сит подбирают такой диаметр входа в адсорбирующие поры, чтобы молекулы кислорода проникали в них легко, а молекулы азота - с затруднением. Разница в скоростях поглощения молекул кислорода и азота является основой для построения процесса очистки воздуха от кислорода.

Для PSA получения кислорода из воздуха используется синтетический цеолит - (Zeolite molecular sieve) ZMS.

Величина адсорбции азота на цеолитах приблизительно в 2 раза выше, чем кислорода за счет отличий физических свойств молекул этих газов. Это дает возможность построить процесс очистки воздуха от азота и получение непрерывного потока кислорода.

Мембранный принцип разделения газов: 

Основной принцип мембранного получения азота - выборочное проникание сквозь половолоконные полимерные мембраны.

Каждый газ в воздухе имеет свою характерную норму проникания, которая зависит от способности газа распадаться и проникать сквозь волокна мембраны. При высоком давлении происходит разделение газов, входящих в состав воздуха на «быстрые» и «медленные». При создании разницы в давлении внутри и на поверхности мембраны быстрые газы (водород, углекислота, кислород) успевают пройти через волокно мембраны, в то время как медленные (азот, угарный газ, углеводороды) накапливаются и выводятся отдельно.

Газоразделительная мембрана представляет собой не плоскую пластину или плёнку, а полое пористое полимерное волокно, с нанесенным на его внешнюю поверхность газоразделительным слоем.

Пористое волокно имеет сложную асимметричную структуру, плотность полимера возрастает по мере приближения к внешней поверхности волокна. Применение пористых подложек с асимметричной структурой позволяет разделять газы при высоких давлениях (до 6,5 MПа).

Толщина газоразделительного слоя волокна не превышает 0,1 мкм, что обеспечивает высокую удельную проницаемость газов через полимерную мембрану. Существующий уровень развития технологии позволяет производить полимеры, которые обладают высокой селективностью при разделении различных газов, что, соответственно, обеспечивает высокую чистоту газообразных продуктов. 

Современный мембранный модуль, используемый для технологии мембранного разделения газов, состоит из сменного мембранного картриджа и корпуса. Плотность упаковки волокон в картридже достигает значений 500–700 квадратных метров волокна на один кубический метр картриджа, что позволяет минимизировать размеры газоразделительных установок.

www.newchemistry.ru