L'adsorbimento con oscillazione di pressione è un processo di separazione per le miscele di gas, che viene utilizzato ad esempio per il trattamento del biogas in biometano. Lo scopo principale è la separazione del metano dall'anidride carbonica, poiché il metano è il componente energeticamente utilizzabile nel biogas. Gli adsorbenti, noti anche come adsorbenti, vengono utilizzati per separare i media. Questi materiali porosi assorbono diversi supporti in tempi e resistenze diverse. Il comportamento di adsorbimento degli adsorbenti dipende dalla pressione. Possono anche essere utilizzati come setacci molecolari, poiché la loro dimensione dei pori determina il passaggio di alcuni mezzi. Tipici adsorbenti sono le zeoliti, il carbone attivo o il gel di silice.
Nella prima fase, la miscela di gas viene alimentata ad una colonna con adsorbente sotto pressione. Il componente di gas desiderato viene ora rimosso. Dopo l'adsorbimento, la pressione viene ridotta in modo che il componente adsorbito venga nuovamente rilasciato dall'adsorbente. Il desorbimento è seguito da un'evacuazione mediante lavaggio con gas grezzo o prodotto. Il gas grezzo è la miscela di gas originale, il prodotto gas il componente di gas desiderato. Il processo ricomincia con un nuovo aumento della pressione e dell'alimentazione della miscela di gas. Un processo continuo è possibile mediante l'accoppiamento di più colonne.
Una delle principali applicazioni dell'adsorbimento con oscillazione di pressione è la rimozione dell'anidride carbonica dal biogas. Per immettere il biogas nella rete del gas naturale, sono necessari l'arricchimento del metano e la separazione di anidride carbonica, umidità e altri gas in traccia. Con forti e veloci variazioni di pressione le molecole di anidride carbonica vengono adsorbite su carbone attivo rigenerabile. Il carbone attivo funge da setaccio molecolare del carbonio. Prima dell'assorbimento dell'oscillazione di pressione, il biogas deve essere desolforato ed essiccato nello scrubber biologico, il che evita che il setaccio molecolare venga danneggiato e quindi aumenta l'efficienza di separazione. Per ottenere una purezza del gas superiore al 97% di metano, la miscela di gas deve passare attraverso l'intero processo da due a tre volte, il che corrisponde ad un requisito di quattro o sei colonne di adsorbimento.
Altre applicazioni includono il processo PSA per l'arricchimento dell'ossigeno, l'essiccazione dell'aria e la purificazione dell'idrogeno per le celle a combustibile.
La domanda totale di energia è piuttosto bassa rispetto ad altri processi. Tuttavia, a causa delle costanti variazioni di pressione, il fabbisogno di energia elettrica è da classificare come relativamente elevato. Un vantaggio del processo è la sua flessibilità nel gestire bassi flussi volumetrici di miscele di gas o liquidi. Lo svantaggio dell'adsorbimento delle oscillazioni di pressione è attualmente rappresentato dalle perdite di metano relativamente elevate nel flusso d'aria di scarico, che di solito deve essere ri-ossidato a causa dell'elevata efficacia del metano come gas serra.
Adsorbimento a pressione oscillante, PSA
pressure swing adsorption, PSA