Адсорбционный способ осушки

Этот способ применяют для более глубокой осушки воздуха. Он используется в воздухоразделительных установках и в системах воздухоснабжения пневмоавтоматики на взрывоопасных производствах. Способ основан на свойствах ряда пористых твердых тел-адсорбентов поглощать водяные пары.

Схема блока адсорбционной осушки воздуха приведена на рис. 12.3 .

Влажный воздух из компрессора пропускается через один из попеременно работающих адсорберов. Влага поглощается твердым гранулированным адсорбентом. Сухой воздух очищается от пыли адсорбента в фильтре 4 и направляется в сеть.

При прохождении воздуха слои адсорбента насыщаются влагой. Слой, после которого воздух выходит осушенным, называют высотой работающего слоя. В процессе работы высота работающего слоя постепенно увеличивается. Через какой-то промежуток времени (время защитного действия) она достигает высоты засыпанного слоя адсорбента. Это означает, что адсорбер исчерпал свои способности. Воздух переключается на другой адсорбер (обычно через 8 или 16 часов), а насыщенный влагой аппарат ставят на регенерацию.

Рис. 12.3. Адсорбционная воздухоосушительная установка:

1 – влагоотделитель; 2 – электропневмоклапан; 3 – адсорберы; 4 – фильтр пыли; 5 – электронагреватель воздуха; 6 – дроссель нагреваемого воздуха

При регенерации через адсорбер пропускается сухой нагретый воздух. Нагревается воздух в электрическом (реже в газовом) нагревателе. Обычно на регенерацию затрачивается примерно четыре часа. Первый час – нагрев, второй и третий – собственно регенерация, четвертый – охлаждение, продувкой воздуха при выключенном нагревателе.

Процесс адсорбции протекает экзотермически. Но при высоком давлении выделение теплоты в этом процессе незначительно, поэтому достаточно охлаждающего эффекта самого осушаемого воздуха.

Для поглощения влаги в качестве адсорбентов используют главным образом силикагели, алюмогели, активный глинозем, а в последнее время – синтетические цеолиты. Силикагель, алюмогель, и активный глинозем представляют собой высокопористые вещества в виде зерен неправильной формы.

Силикагели (марки КСК и КСМ) содержат примерно 90 % SiO₂. Это зерна светло-желтого цвета размером 3-7 мм. Температура регенерации силикагеля – 170-180 °С.

Алюмогель (марки А1 и А2) - активная окись алюминия, белые или светло-серые зерна размером 3-7 мм, температура регенерации – 250 - 280 °С.

Цеолиты, называемые также молекулярными ситами (тип А и тип Х), – это кристаллические полигидраты алюмосиликатов кальция и натрия, из которых удалена вода. Они бывают природные и искусственные, размеры гранул 2-4 мм. Температура регенерации – 200 – 350 °С. Это самые эффективные осушители (до точки росы –100 °С), но и самые дорогие.

Динамическая влагоемкость адсорбентов при атмосферном давлении составляет: для силикагеля марки КСМ – до 25 %; для силикагеля марки КСМ – до 9,5 %; алюмогеля и глинозема – до 8-12 % массы адсорбента.

При расчете промышленных блоков осушки рекомендуется принимать влагоемкость активной окиси алюминия А2 и глинозема равной 4-5%, синтетических цеолитов – 10 % массы адсорбента [10].

Контрольные вопросы

1. Что называется осушкой воздуха?

2. Какие способы осушки воздуха используются в промышленности?

3. Что называют "точкой росы" воздуха?

4. Что называют влагосодержанием воздуха?

5. Что называют абсолютной влажностью воздуха?

6. Как достигается заданное влагосодержание воздуха в блоках осушки воздуха охлаждением?

7. Какой положительный эффект достигается использованием регенеративного теплообменника в блоке осушки воздуха?

8. Как осуществляется адсорбционная осушка воздуха?

9. Какие адсорбенты используются в блоках осушки воздуха?

10. Что называют регенерацией адсорбента и как она осуществляется в блоках осушки воздуха?

11. Какова продолжительность процесса регенерации адсорбента принята в воздухоосушительных блоках?

12. Какой адсорбент называют "молекулярным ситом"?

13. Как осуществляется борьба с обмерзанием поверхностей теплообменников-воздухоохладителей?