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在吸附式干燥设备中,吸附剂是保证设备吸附性能的重要因素。吸附剂一般为比表面积很大,孔隙率很高的物质。吸附剂应具备以下条件:1.有强的吸附能力,比表面积大;2.与吸附质及其他与之相接触的介质不发生化学反应;3.机械强度与热强度好;4.易再生,不易劣化;5.可大量生产,价格低。
目前,在压缩空气吸附式干燥器中,使用的吸附剂有活性氧化铝及分子筛。
活性氧化铝在600℃以下脱水,制成过渡态AI2O3,颗粒度3~7mm,白色,机械强度和耐热性都较高,浸入水中不软、不胀、不裂,比表面积为300㎡/g,有很高的吸附能力。用于压缩空气干燥时,每1m³空气含水量可降到0.005g/m³,相当于露点为-64℃,进塔再生温度为230~280℃。当入口温度为0~20℃时,其吸附效果最佳,是压缩空气吸附干燥器常用的吸附剂。
分子筛是一种由硅(铝)氧四面体组成的笼形孔洞骨架的晶体,是一种高效能、高选择性的吸附剂,对极性分子和不饱和分具有优先的吸附能力。对水分子具有特别高的亲和力。用分子筛干燥气体一般可达到低于-75℃的露点,对于流速大、温度高的气体和液体,也具有很强的干燥能力,常用13X、4A型的分子筛,其比表面积均在700m2/g以上。
分子筛的再生温较高,工业上一般取分子筛的再生温度为150~300℃,若要通过分子筛的完全再生来提供-85~-100℃的露点,其再生温度为315~375℃。
分子筛的缺点为机械强度不高,抗水滴性能不强,在压力表用下易破碎。在处理水分负载较高的压缩空气时,可与氧化铝联合使用,即用氧化铝对压缩空气进行先期干燥,再用分子筛对压缩空气进行深度干燥。
吸附剂 瓷球填料
吸附剂 分子筛填料
吸附剂 氧化铝填料
分子筛
指 标 |
单 位 |
球 状 |
条 状 |
||
直径 |
mm |
1.6-2.5 |
3-5 |
1.6 |
3.2 |
静态水吸附 |
≥mg/g |
270 |
270 |
270 |
270 |
吸附CO2量 |
≥mg/g |
180 |
180 |
180 |
180 |
堆积密度 |
g/ml |
0.67±0.02 |
0.66±0.02 |
0.62±0.02 |
0.62±0.02 |
抗压强度 |
≥N |
30 |
80 |
30 |
65 |
磨耗率 |
≤%wt |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
包装含水量 |
≤%wt |
1.0 |
1.0 |
2.0 |
2.0 |
活性氧化铝
指标 |
Al2O3 |
SiO2 |
Fe2O3 |
Na2O |
灼烧减量 |
松装密度 |
比表面积 |
孔容 |
破碎强度 |
技 |
≥93 |
≤0.10 |
≤0.04 |
≤0.45 |
≤7 |
≤0.75 |
≥280 |
≥0.40 |
≥30 1-2mm |
≥93 |
≤0.10 |
≤0.04 |
≤0.45 |
≤7 |
≤0.75 |
≥280 |
≥0.40 |
≥60 2-3mm |
|
≥93 |
≤0.10 |
≤0.04 |
≤0.45 |
≤7 |
≤0.75 |
≥280 |
≥0.40 |
≥100 3-5mm |
|
≥93 |
≤0.10 |
≤0.04 |
≤0.45 |
≤7 |
≤0.75 |
≥280 |
≥0.40 |
≥130 4-6mm |
|
≥93 |
≤0.10 |
≤0.04 |
≤0.45 |
≤7 |
≤0.75 |
≥280 |
≥0.40 |
≥160 5-7mm |
表11-2至表11-4为文献[32]给出活性氧化铝及分子筛的各种性能对比。
11-2常用吸附剂物理特性
吸附剂种类 |
密度/(Kg/L) |
机械强度 |
热导率/[W/(m.K)] |
比热容/[J/(Kg.K)] |
空隙率(%) |
平均孔径/nm |
|
堆积密度 |
真比重 |
||||||
活性氧化铝 |
0.7~0.8 |
2.3~3.3 |
高 |
0.130 6 |
1 045 |
45~50 |
40~50 |
分子筛 |
0.72 |
1.1 |
有限 |
0.588 9 |
752 |
45 |
4.8 |
11-3常用吸附剂吸水/脱水性能
吸附剂种类 |
进气含水量(x10-6) |
出气含水量(x10-6) |
吸附量(%) |
TSA再生温度/℃ |
|||
静态 |
动态 |
进塔 |
离塔 |
最高 |
|||
活性氧化铝 |
160~240 |
1~3 |
22 |
4~6 |
230~280 |
100~150 |
350 |
分子筛 |
160~240 |
1~3 |
22 |
8~15 |
320~370 |
120~200 |
475 |
11-4常用吸附剂的使用条件
吸附剂种类 |
吸附容量 |
水滴稳定性 |
热强度 |
碱性介质 |
酸性介质 |
价格 |
|
低分压 |
高分压 |
||||||
活性氧化铝 |
低 |
高 |
稳定 |
高 |
良 |
不良 |
较贵 |
分子筛 |
高 |
高 |
不稳定 |
高 |
良 |
不良 |
较贵 |