Молекулярные ситаимеют особенно высокое сродство к воде и обладают сильными водопоглощающими свойствами, поэтому они широко используются для осушки газа и являются относительно идеальным сушильным агентом. Эксперименты показали, что непрерывная сушка аргона с помощью Mg(CIO4)2, P2O3 и металлического натрия не так эффективна, как сушка молекулярными ситами. Между тем, молекулярные сита стабильны по своей природе, не боятся тепла, не боятся воды, не разрушаются различными растворителями, могут многократно регенерироваться, сохраняя при этом хорошие адсорбционные характеристики, и могут использоваться в течение длительного времени. Преимущества использования молекулярных сит для осушки газа заключаются в следующем:
(1) Степень сушки чрезвычайно высока. После осушки газа молекулярными ситами можно получать продукты с чрезвычайно низкой точкой росы, не требуя никакого другого вспомогательного оборудования для замораживания. Точка росы воздуха после сушки на молекулярном сите может составлять от -60 до -90 градусов, в то время как при использовании других сушильных агентов, таких как оксид алюминия или кремнезем, для сушки на воздухе, точка росы может достигать только около -60 градусов.
(2)Высокая осушающая способность для газов с низкой относительной влажностью. При очистке сжатых газов с низкой относительной влажностью или не полностью осушенного газа эффективность адсорбции молекулярных сит значительно выше, чем у других адсорбентов. Чем ниже содержание водяного пара, тем значительнее характеристики молекулярных сит. Например, при относительной влажности 1 % адсорбционная способность молекулярных сит может достигать 18 % от собственного веса, что в 10 раз выше, чем у активированного оксида алюминия и в 20 раз выше, чем у силикагеля. Поэтому использование молекулярных сит для удаления следов воды из газов очень эффективно.
(3) Высокая водопоглощающая способность при высоких температурах. Для осушки высоко-газов лучше всего использовать молекулярные сита для обезвоживания. Например, при 100 градусах для воздуха с относительной влажностью 1,3 % молекулярные сита могут адсорбировать до 15 % эквивалентной массы воды, что в 10 раз выше, чем у активированного оксида алюминия и в 20 раз выше, чем у силикагеля.
Когда адсорбенты адсорбируют воду, все они выделяют скрытое тепло. Это тепло адсорбции приводит к повышению температуры слоя, тем самым снижая адсорбционную способность адсорбента. Однако адсорбционная способность молекулярных сит в меньшей степени зависит от изменения температуры слоя. Поэтому иногда нет необходимости дожидаться полного остывания слоя подстилки, прежде чем использовать его после регенерации.
(4) Хорошая эффективность сушки при высоких скоростях газа.
При высоких скоростях газа молекулярные сита также обладают хорошей адсорбционной способностью при осушке газа. Например, при низких скоростях газа осушающая способность силикагеля и молекулярных сит одинакова; при увеличении скорости газа адсорбционная способность силикагеля резко падает, тогда как у молекулярных сит снижается лишь незначительно.
(5) Может одновременно адсорбировать другие молекулы примесей.
Молекулярные сита могут удалять из газа примеси, кроме воды. Хотя адсорбционная способность молекулярных сит для воды намного выше, чем для других газовых примесей, при условии подходящей конструкции вода и другие примеси могут быть удалены одновременно с использованием молекулярных сит.
(6) Селективная адсорбция
Во многих операциях сушки компоненты сырья также часто адсорбируются во время обезвоживания. Поэтому в некоторых процессах адсорбционной сушки необходимо учитывать эту проблему совместной адсорбции. Использование молекулярных сит может контролировать это явление, поскольку молекулярные сита имеют различные сита с разными диаметрами пор, и, выбирая подходящее молекулярное сито с соответствующим диаметром пор, компоненты сырья не могут проникнуть внутрь, а только адсорбируют воду, чтобы решить проблему совместной адсорбции. Например, при глубоком холодном разделении сырого газа на олефины нефтяного газа можно использовать молекулярные сита типа 3А для удаления воды, при этом олефины не адсорбируются.
Использование неподвижного слоя молекулярных сит для осушки газа является типичным адсорбционным процессом, и его можно относительно надежно спроектировать, используя данные о длине секции массообмена.
Адсорбционный процесс осушки газа молекулярными ситами обычно проводят попеременно с использованием двух или нескольких адсорбционных колонн. Когда слой молекулярного сита этой адсорбционной колонны достигает насыщения для адсорбции воды, адсорбционную колонку следует заменить и регенерированное насыщенное молекулярное сито должно быть адсорбировано. Чем выше температура регенерации, тем более полной регенерация, но потребление энергии также больше, а срок службы молекулярного сита также сокращается. Поэтому температура регенерации должна быть как можно более низкой, чтобы снизить энергопотребление и сократить цикл регенерации, что выгодно для промышленного производства. Обычно температура регенерации составляет 200 - 350 градусов. Водопоглощающая способность молекулярных сит снижается после многократных регенераций. Например, после 200 регенераций общая водопоглощающая способность снизится примерно на 30%, но если провести дальнейшие регенерации, снижение водопоглощающей способности замедлится.
CHEMXIN занимается молекулярными ситами с 2002 года и имеет более чем 24-летний опыт производства, разработки и руководства по установке. Давайте поделимся больше кейсами и изучим вместе.