Зависимость точки росы осушенного газа от способа осушки

Способ осушки	Точка росы, °С	Способ осушки	Точка росы, °С	Способ осушки	Точка росы, °С
Поглощение		Адсорбция		Вымораживание
хлористым кальцием	–14	силикагелем	–52	предваритель­ным аммиачным охлаждением	–40
едким натром	–19	активным глиноземом	–64
едким калием	–58	цеолитами	–70

Наиболее эффективным методом осушки в настоящее время является адсорбционное удаление влаги силикагелем, алюмогелем или цеолитами. Они являются гидрофильными адсорбентами, т.е. поглощают до 20–35 % влаги к собственной массе, прочно удерживая ее в микропорах.

Целесообразность использования того или иного типа адсорбента или смеси адсорбентов зависит от условий процесса осушки, т.е. от влажности осушаемого газа, температуры и давления. Физико-химические свойства осушаемого газа практически не сказываются на динамической ёмкости адсорбента и длине зоны массообмена. При этом обычно осуществляется процесс селективной адсорбции паров воды адсорбентом. Осушку целесообразно проводить при температуре, на 2–3 градуса превышающей температуру точки росы осушаемого газа.

В системах осушки широкое применение нашли активная окись алюминия, активный глинозем и синтетические цеолиты. Силикагель в системе осушки газов, как правило, не применяется, несмотря на несколько большую величину динамической ёмкости по парам воды, из-за более низкой степени осушки и склонности к растрескиванию при попадании на него капельной влаги. Для целей осушки газов могут применяться цеолиты NaA, CaA, CaX, NaX и др., но наиболее широкое применение нашел цеолит NaX, который обладает несколько большей динамической ёмкостью по парам воды и лучше регенерируется, поскольку имеет диаметр входных пор во внутренние полости 8–10 Å (цеолит NaA – 4 Å, СаА – 5 Å).

Из рис. 4.1 видно, что величина статической ёмкости цеолита NaX значительно выше, чем у активного глинозема. Процесс осушки методом адсорбции проводится при положительных температурах. Максимальная температура адсорбции, при которой не происходит резкого понижения статической и динамической ёмкости сорбентов, находится в пределах 293 К. Но поскольку в процессе адсорбции выделяется теплота адсорбции, равная в первом приближении скрытой теплоте испарения, то возможен разогрев слоя сорбента выше допустимой температуры, что отрицательно скажется на динамических характеристиках процесса адсорбции. В связи с этим целесообразно понижать температуру газа перед адсорбером до 278–283 К. При этом газ, поступающий на очистку, будет содержать значительно меньше влаги, что увеличит время работы адсорбера до проскока паров воды и улучшит сорбционные свойства сорбента. Если сорбентом являются синтетические цеолиты, то повышение температуры адсорбции не вызывает резкого ухудшения их динамической ёмкости.

Для расчета основных габаритов адсорберов и времени защитного действия необходимо знать динамическую ёмкость сорбента по парам воды.

Рис. 4.1. Изотерма адсорбции влаги из воздуха

цеолитом NaX (1) и активным глинозёмом (2)

В соответствии с табл. 4.3 динамическая ёмкость цеолитов даже при столь высокой скорости – 1,2 л/(минсм²) – составляет в среднем 15 % к весу сорбента.

Таблица 4.3