吸附的氣體分子與固體表面碰撞并損失一定量的動能的現(xiàn)象稱為吸附。由于吸附分子（或被吸附物）與固體（或吸附劑）之間相互作用的性質，吸附分為物理吸附和化學吸附兩類。物理吸附的特征是：氣體分子可以在固體表面的任何位置吸附和冷凝，吸??附劑和吸附劑之間的力是分子之間的內聚力（或范德華力）或內聚力。該力比較弱，因此吸附分子時釋放的熱量相對較小。吸附劑的選擇基于許多因素，例如吸附物質的極性，沸點，分子直徑，吸附劑的孔徑和吸附溫度。在特殊的氣體凈化過程中，可以使用固體吸附去除氣體中的雜質，數(shù)量級為10-6至10-8。化學吸附的特征是大多數(shù)分子解離成原子或原子團被吸附在固體表面上。該力的性質是化學鍵合力，即，電子在吸附分子和吸附劑之間轉移或共享以產生化學鍵。由于化學鍵合力的范圍只有一個原子的距離，因此化學吸附只能是一個原子層，但結合力較大，吸附過程中釋放的熱量也較大。化學吸附具有化學反應的性質。它對可以吸附的分子類型具有選擇性，并且對于可以吸附的分子有多種能量選擇，即大于特定能量的分子可以被吸附，并且可以分為兩類：變溫吸附和壓力擺動吸附。變溫吸附主要是指低溫吸附。該過程可以產生高純度和超高純度的氣體。變壓吸附可產生純度為991999％的高純度氣體（如高純度氫）。對不同氣體具有選擇性吸附能力的多孔材料稱為吸附劑。用于氣體分離的吸附劑為：硅膠，活性炭，分子篩，氧化鋁和對某些組分具有選擇性吸附能力的特殊吸附劑。分子篩是一種堿金屬硅鋁酸鹽晶體。它的組形成腔狀單位細胞。每個晶胞都有幾個小孔（窗口）。高溫焙燒后，水分被排出，空泡狀的晶胞通過窗口連通，形成許多實心的網格狀孔或隧道狀的微孔通道，直接從表面通向內部，形成內部表面積大，可以物理吸收大量氣體。分子篩的孔徑通常在3倍，10-12?1倍和10-7cm之間。目前，通常使用通過PSA空氣分離生產氮氣的3A，4A，5A，13X分子篩和碳分子篩。椰子殼活性炭的吸附量較大，但磨耗率較差。硅膠廣泛用于去除氣體中的水分，也適用于去除氫源中的氮，氧，氬和其他雜質。它具有高吸附能力，不易粉碎。衡量吸附劑的主要指標是：對不同氣體雜質的吸附能力，磨損率，松密度，比表面積，壓碎強度等。低溫吸附的基本原理是利用吸附劑的吸附能力這一特性。不同氣體的溫度和壓力會有所不同。在選擇性吸附吸附劑的條件下，混合物中的雜質組分在低溫和高壓下被吸附。排出未吸附的產物氣體，并升高或降低溫度或用純凈氣體吹掃溫度，以解吸這些雜質以再生吸附劑。兩個吸附器并聯(lián)連接以進行交換，以達到連續(xù)產生所需產物氣的目的。這是變溫吸附過程。對于某些氣體，可以使用吸附膨脹法從吸附相中獲得產物。這種方法是有限的進行小規(guī)模生產。吸附劑的交換周期取決于氣體成分，壓力，溫度，流速，吸附劑的吸附容量和填充量。它應該基于技術和經濟分析來確定，通常在幾個小時到幾十個小時之間。吸附劑的選擇取決于分離對象。主要分為三類，分別是分子篩，活性炭和硅膠，其次是氧化鋁和其他特殊吸附劑。低溫吸附的主要優(yōu)點是凈化深度高，通常可以去除10-6至10-8數(shù)量級的雜質，適用于大規(guī)模生產超純氣體。它廣泛應用于空氣分離和凈化，稀有氣體凈化，天然氣分離和凈化，特殊氣體制備和各種尾氣分離等領域。 PSA的基本原理是利用吸附劑對不同氣體的吸附能力隨壓力變化的特性。在選擇性吸附劑的條件下，混合物中的雜質（或產物）基團在壓力下被吸附。對這些雜質（或產物）進行減壓和解吸，使吸附劑再生，從而達到連續(xù)生產所需產物氣的目的。由于產品的不同要求，可以在氣相或吸附相中獲得，這構成了變壓吸附的不同工藝步驟。