ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Осушка и очистка газов цеолитами из "Молекулярные сита и их применение" Активность цеолитов по СОг при повышении температуры снижается менее резко, чем других адсорбентов. Выше 150° С влияние температуры сказывается сильнее. При температурах порядка 200° С цеолиты поглощают СОа, примерно, 1 г на 100 г. Полное удаление СОг из цеолита происходит при температуре выше 200° С. Если в газе имеется значительное количество двуокиси углерода, осушку газа и адсорбцию двуокиси углерода из газов можно вести под атмосферным давлением. Когда содержание двуокиси углерода в газе мало, как, например, в воздухе, то ее адсорбцию целесообразно вести под повышенным давлением. [c.53] Используя свойства цеолитов одновременно адсорбировать пары воды и двуокись углерода, можно решить очень важную для промышленности задачу получения заш итных атмосфер, необходимых для обработки металлов, спекания металлокерамики, специальной пайки и т. д. Применение контролируемых защитных атмосфер позволяет регулировать содержание углерода в поверхностном слое стальных изделий и повышать усталостную прочность и долговечность деталей. [c.54] Из известных взрывобезопасных атмосфер наиболее удобной является атмосфера азота, содержащая небольшие количества восстановительных газов (1,3—1,5% СО и 2—4% Нг). Газ такого состава практически инертен. В то же время, наличие в газе восстановителей нейтрализует вредное действие случайных подсосов в печь воздуха. Защитная атмосфера такого состава получается сжиганием углеводородов (газа или жидкости) с коэффициентом избытка воздуха 0,96 —0,98 и последующей очисткой продуктов сжигания от двуокиси углерода и водяных паров. На установках для получения запщтных атмосфер очистка газа от двуокиси углерода обычно производится моноэтаноламином, а осушка — силикагелем или алюмогелем. Установки такого типа известны давно однако, несмотря на огромную потребность во взрывобезопасных атмосферах, указанные установки не нашли широкого применения из-за громоздкости применяемой аппаратуры. Использование цеолитов позволяет решить проблему получения защитных атмосфер в одностадийном процессе. [c.54] Динамическая активность цеолитов NaA и СаА по двуокиси углерода достигает 6—8 г на 100 г. Цеолиты СаА несколько лучше адсорбируют двуокись углерода по сравнению с цеолитом NaA. При проведении ко-адсорбции паров воды и двуокиси углерода в слое адсорбента температура повышается на 40 —50° С, что приводит к снижению адсорбционной способности цеолитов. Опыты с подачей воды при 20° С в термостатирующую рубашку адсорбера показали возможность увеличить адсорбционную способность цеолитов по двуокиси углерода более чем на 20%, по сравнению с адиабатической адсорбцией. [c.54] В совместной работе МХТИ им. Д. И. Менделеева, завода им. Лихачева и НИИАвтопрома были изучены условия получения защитных атмосфер при помощи цеолитов па крупных лабораторных установках. Схема одной из таких установок показана на рис. 24. [c.54] Продукты горения (10% СОг 1% СО 2% Hj 20% ЩО 67% N2) проходили трубчатый водяной холодильник, где охлаждались водой, после чего поступали в блок поглощения, состоявший из двух колонн высотой 120 см, диаметром 6 см, загруженных прокаленными при 500° С цеолитами СаА в количестве по 2,5 кг. Газ, поступающий в адсорберы при температуре 25° С, имел состав 84,8% N2 10,9% СОг 1% СО 2% Нг 1,3% Н2О. Он проходил адсорбер при скоростях от 0,1 до 0,6 л см мин. Слой цеолита в процессе адсорбции паров воды и двуокиси углерода разогревался до 65—75° С. [c.54] Содержание СОг в процессе адсорбции уменьшалось до 0,001%, точка росы осушенного газа снижалась до —50° С. Регенерация цеолита производится воздухом, нагретым до 315° С. После регенерации адсорбер охлаждается циркуляционным очищенным газом. [c.56] В литературе имеются сведения о работе других установок по получению защитных атмосфер, в которые газ поступает с более высокой точкой росы. [c.56] Как уже указывалось выше, в некоторых случаях совместное удаление НгО и СОг из газов целесообразно осуществлять при повышенном давлении, особенно если э го относится к газам с малым содержанием паров воды и СОг. [c.56] Из приведенных данных следует, что повышение давления воздуха оказывает сильное влияние на процесс адсорбции СОг цеолитами. Вероятно, большое влияние па процесс адсорбции СОг из воздуха оказывает адсорбция азота и кислорода, заметная при высоких давлениях и приводящая к умепьшев[ию адсорбции СОг. Это обстоятельство приводит к тому, что до определенных давлений адсорбция СОг возрастает, а затем уменьшается. [c.56] В табл. 18 приведены данные о динамической активности цеолитов при различных давлениях. [c.56] Приведенные данные о совместной адсорбции паров воды и двуокиси углерода открывают перспективу для решения вопроса о тонкой осушке, об очистке некоторых газов, используемых в промышленности (воздуха, азото-водородпой смеси, углеводородов и т. д.). [c.57] В опытах, проведенных А. И. Сидоровым на заводском агрегате (3000 —3200 ж /ч воздуха), по совместному удалению паров воды и двуокиси углерода под давлением до 200 ат при плюсовых температурах были получены положительные результаты содержание СОг в газе было менее 5 ppjkf, точка росы осушенного газа была равна минус 70—минус 75° С. Оптимальная скорость потока была равна 0,02 л/сек (на полное сечение адсорбера при рабочем давлении). Количество перерабатываемого воздуха 35 —40 л1 /ч на 1 кг цеолита. Для обеспечения указанных условий очистки воздуха от Os требуется адсорбер высотой 3,0—3,5 м при отношении диаметра его к диаметру таблеток цеолита 20 1. Время переключения адсорберов с адсорбции на регенерацию примерно через 5—6 ч. Регенерация должна осуш ествляться нагретым до 200—320° С азотом. [c.57] Одновременно с парами воды и двуокисью углерода из воздуха под давлением при применении цеолитов могут удаляться и углеводороды, в частности апетилен К сожалению, пока не имеется достаточно надежных данных для количественной оценки действия цеолитов по удалению из воздуха малых количеств ацетилена. На практике было определено, что в связи с истиранием цеолитов и их уносом проходяпгим газом необходимо добавлять в адсорбер 5—10% цеолита от веса загрузки в год. [c.57] Наряду с предварительной осушкой и очисткой воздуха цеолиты могут применяться и для очистки продуктов его разделения. В частности, в США осуш ествлен процесс очистки цеолитами сыпого апгона от кислорода и других примесей при температуре минус 180—минус 185° С и времени контакта 30 сек. В очищенном аргоне содержание примесей при исходном содержании кислорода, равном 2%, не превышает 5 10 %. Примеси составляют азот, кислород, водород, пары воды и углеводородсодержащие газы. [c.57] Вернуться к основной статье