Сорбенты для осушителей

Начнем нашу статью не с короткого введения и не с резкого перехода к сути дела. Сегодня пойдем иным путем. Чтобы хорошо разобраться в теме, заявленной в названии, предлагаем первоначально ознакомиться с мини-словарем. После нам будет проще подавать материал, а вам – воспринимать все его тонкости и нюансы.

Основные понятия по теме «Сорбенты для осушителей»

Осушитель – это специальное устройство (прибор/система) для уменьшения и контроля влажности воздуха или других газообразных сред.

Адсорбция – один из трех стержневых методов воздухоосушения, построенный на сорбционных (влагопоглотительных) свойствах некоторых материалов (сорбентов).

Ассимиляция – также метод воздухоосушения, в основу которого положено физ. умение теплого воздуха держать больше водяных паров, нежели это под силу холодному. Выполняется вентиляционными средствами, предусматривает предшествующий подогрев свежего воздуха.

Конденсация – еще один, третий, метод осушения воздуха, базирующийся на принципе скопления водяных паров, которые пребывают в воздухе. Предусматривает охлаждение ниже точки росы и актуализацию принципа теплового удара.

Сорбент – жидкий или твердый материал, которому свойственно избирательное поглощение (сорбирование) и удерживание паров, газов и растворенных веществ из окружающей среды, контактирующих с ним субстанций.

Адсорбент – это вид сорбента, эффективный поглощающий материал, задействуемый при осушении воздуха адсорбционными осушителями, сгущающий вещество на своей поверхности. Не подлежит физическим либо химическим трансформациям во время сорбции. Выпускается в виде пористых гранул, способных поглощать много влаги.

Абсорбент – вид сорбента, тело, которое при контакте с поглощенным веществом реализует впитывание всей массой и объемом, образуя целостную твердую массу или раствор. В отличие от адсорбента, абсорбент в процессе сорбции меняется физически и химически.

Цеолит – универсальный и эффективный сорбент для осушителя, природный адсорбент с уникальной структурой и ценными свойствами.

Силикагель – это твердый адсорбент, образуемый в ходе высушивания геля поликремниевой кислоты, высокопористое тело, по хим. составу – двуокись кремния (кремнезем).

Кальций хлористый безводный – доступный, широко используемый в осушителях адсорбент.

Оксид алюминия активный – еще один популярный адсорбент для адсорбционных осушителей.

А теперь можно перейти непосредственно к осушителям и применяемых в них сорбентам.

Зачем нужны осушители воздуха?

Если коротко, то назначение осушителя воздуха заключается в противостоянии высокой влажности в различных сферах и направлениях. Высокая влажность губительна для помещений, компрессорного и другого оборудования, техники, продуктов, здоровья человека и т.д.

Взять, к примеру, помещения (жилые, промышленные, бассейнов и др.) с избыточной влажностью. У них уменьшается эксплуатационный период, появляются повреждения и разрушения. В них оперативно возникают, растут бактерии и распространяется плесень. При воздействии низких температур замерзают намокшие стены, бетон и кирпич покрываются трещинами. Деревянные конструкции разбухают и приходят в негодность, металлические – подвергаются коррозионным воздействиям. Строительные и отделочные материалы теряют заложенную в них производителем теплоизоляцию. Открытые участки воздуховодов промерзают. При попадании влаги в компьютеры, технику, приборы и всяческие механизмы актуализируется риск короткого замыкания. При образовании потеков, влажных участков на полу возникает риск травматизма.

Не столь сокрушительно, как в ситуации с сооружениями, но, все же, плохо влияет повышенная влажность на всевозможные материалы и изделия в ходе хранения. Металлоконструкции ржавеют, выключатели и контакты разъедаются, электросопротивление изолирующих материалов снижается, порошкообразные среды, сахар и прочее поддаются слеживанию, текстильные и меховые изделия покрываются плесневыми грибами, картон размягчается и разрушается, упаковки готовой продукции теряют свой вид, меняют цвет, покрываются пятнами и тому подобное.

Для производственных помещений и складов повышенное влагосодержание крайне опасно проявлением брака в технологических процессах, порчей товаров, ухудшением их потребительских качеств и, как результат, существенными финансовыми потерями для предприятия. Контролировать и поддерживать требуемую относительную влажность важно как для производственных технологий, защиты оборудования, так и для обеспечения электрической и экологической безопасности в рабочей зоне.

Оптимальный уровень влажности воздуха очень важен для здоровья и самочувствия людей. Следовательно, осушитель призван обеспечивать комфорт не только помещению, хранящейся продукции, находящимся в нем изделиям из различных материалов. В его функциональном спектре предусматривается задача создать комфортные условия для часто пребывающих внутри людей. Влажность, как и температура, существенно влияет на самочувствие. При показателе 40-60 % человек ощущает себя наиболее хорошо, организм эффективно противостоит инфекциям, защитные свойства дыхательной системы активируются, умственная работоспособность улучшается, нормализуется работа сердца и других внутренних органов. При увеличенной влажности у людей, которые живут, работают или по другим причинам проводят много времени в таком помещении, постепенно проявляются одни за другими проблемы со здоровьем.

Подготовка свежего сжатого воздуха, предусматривающая обеспечение оптимального уровня влажности – важнейший этап работы с пневмооборудованием. Воздух, который компрессор поставляет для энергоподачи в пневматические инструменты, может иметь относительную влажность 30-90 процентов. То есть изначально влаги может быть слишком много, что способно как вызвать коррозию отдельных элементов установки, так и привести систему в негодность, в целом. Ремонт и тех, и других поломок требует больших денежных затрат. Поэтому качественно и своевременно осушать сжатый воздух – необходимая мера при работе с пневматическим оборудованием.

Правильное осушение – залог:

поддержки прочностных характеристик несущих конструкций всевозможных объектов, в том числе жилых сооружений, производственных площадей, бассейнов, ледовых арен, гидротех. участков и т.д.;
предотвращения запотевания окон, стекол, зеркал;
сохранности качества отделочных работ, недопущения коробления настенных, напольных и потолочных покрытий;
сокращения сроков строительства на этапе отделочных, бетонных или ремонтных мероприятий;
снятия нагрузки и повышения срока эксплуатации холодильных установок, предотвращения формирования льда в холодильниках и морозилках;
оптимальной ликвидации последствий затоплений и наводнений;
надлежащего ухода за музыкальными инструментами, линзами фото- и кинотехники, коврами, книжными шкафами с их содержимым и др.;
обеспечения продолжительного хранения гигроскопических материалов (медикаментов, порошковой бытовой химии, стройматериалов и иных сыпучих продуктов);
товарного вида одежды и упаковки;
снижения роста бактерий со всем вытекающим;
создания соответствующих нормативам условий для сотрудников, которые включены в производственный процесс.

Мы можем долго рассказывать о подобных ситуациях, о том, зачем нужны осушители воздуха. Но главное, что вам следует понять, это то, что повышенная влажность сопровождается негативами для эффективности, безопасности и долговечности, о чем бы ни шла речь, будь то сооружения, техника, выпускаемая продукция или другие результаты работы, здоровье и самочувствие.

Сферы применения осушителей

Исходя из вышепредставленной информации, можно сделать вывод, что сфер, в которых актуально применение осушителей воздуха – очень и очень много. Защита производственных систем от влаги важна в любой промышленной отрасли. На большинстве предприятий никак не обойтись без уменьшения влажности. На многих предъявляются высокие требования к осушению воздуха.

Попробуем списком подать хотя бы часть сфер и процессов, в которых необходимо использовать осушители для контроля и поддержки оптимальной влажности:

строительство, ремонт, отделочные работы, сушка бетона и штукатурки;
химическая промышленность;
медицина и фармацевтика;
пищепром (сыроделие, пивоварение, виноделие, изготовление молочной, мясной, колбасной, хлебобулочной, кондитерской и другой продукции), производство, заморозка и хранение пищевых продуктов;
деревообработка, использование древесины для различных конструкций;
изготовление пеллет;
целлюлозно-бумажная промышленность;
создание изделий из резины и пластмассы;
выделка меховых шкур;
электронная промышленность и энергетика;
автомобильные заводы, станции техобслуживания и мойки, а также автостоянки, гаражи и паркинги;
железнодорожный транспорт, судостроение и морские грузоперевозки;
нефтепереработка и газотранспортные магистрали (обработка промежуточных и конечных продуктов нефтехимии, предупреждение образования газогидратов и ледяных пробок в газопроводах);
склады и логистические центры (хранение и перевозка всевозможных товаров и материалов);
сельское хозяйство (зерно- и овощехранилища, теплицы, помещения, в которых содержатся животные и др.);
жилой комплекс (квартиры, дома, гаражи, подвалы, кладовки, винные погреба, санузлы и прочее);
музеи, книгохранилища, архивы, библиотеки;
спортивные сооружения, комплексы (катки, поля, залы…);
бассейны, сауны, бани, аквапарки, SPA-комплексы;
офисные помещения, кабинеты;
торговые учреждения, магазины, супермаркеты;
концертные залы;
сегмент HoReCa.

То есть осушители следует использовать везде, где проблема избытка влаги не решаема обыкновенным проветриванием. Осушитель необходим, если проветривание противоречит технологическим процессам, если влажный уличный воздух попросту не способен дать нужный эффект, если от свежего воздуха из окна – больше минусов, чем плюсов, например, значительные теплопотери с увеличенными расходами на отопление.

Место адсорбционных осушителей в общем перечне осушительных установок

Понятно, что столь разноплановое применение осушителей, предусматривает наличие их разных видов. Существуют осушители бытовые и промышленные, ассимиляционные, конденсационные и адсорбционные, мобильные и стационарные, основные и специальные. То, что подходит для быта, совсем не вариант для промышленных масштабов, установки для помещений не предназначены для пневматического оборудования и т.д. В наибольшей степени в свете рассмотрения вопроса о сорбентах нас с вами интересуют адсорбционные осушители.

Адсорбционный осушитель воздуха – один из самых распространенных типов. В основе принципа его действия – способность ряда веществ с пористо-капиллярной структурой, именуемых сорбентами, поглощать (адсорбировать) влагу из воздуха. По ходу того, как сорбент насыщается влагой, идет на снижение результативность осушения. Оттого сорбент подлежит периодичным регенерациям, иначе говоря, из него необходимо выпаривать влагу, продувая горячим воздухом, чтобы вернуть ему влагопоглощающие свойства. Зачастую циклический процесс поглощение-регенерация реализуется при помощи вращающихся, благодаря электродвигателю, барабанов, или роторов. Для изготовления барабанов в большинстве случаев используют профилированный алюминий, формирующий осевые капилляры, покрытые влагопоглощающим веществом. Когда влажный воздух проходит через такой ротор, на том остается лишний водяной пар, подвергаемый адсорбции. А из осушителя выходит уже сухой воздух. Отметим, что подача влажного воздуха осуществляется лишь на некий участок поверхности ротора, другая часть в описанном процессе не задействуется. Именно здесь происходит отбор лишней влаги из адсорбирующего материала для возвращения ему работоспособности. Большое значение имеет способность адсорбирующего состава ротора выдерживать многочисленные циклы адсорбции-регенерации.

Даже учитывая повышенное потребление энергии из-за безвозвратных теплопотерь, этот метод отличается хорошей экономичностью. Если сравнивать адсорбцию с ассимиляцией, то первая предвидит нагревание сравнительно небольших объемов воздуха в регенерирующем плече до куда больших температур. В плане эффективности адсорбционный осушитель несколько поступается конденсационному, но, в отличие от него, может осушать воздух низкой температуры, что успешно используется при осушении холодных помещений. Также адсорбционные осушители активно задействуются при изготовлении упаковки, пластиковой тары, стекла, красящих материалов, в энергоустановках, фармацевтике, стоматологии, различных лабораториях, на станках ЧПУ, распылительной технике и т.д.

Есть ли у адсорбции недостатки? Пожалуй, к таковым можно зачислить ограниченный срок службы сорбента. Однако следует учитывать, что все сорбенты в процессе осушения показывают себя по-разному. И если правильно выбрать материал, то можно обеспечить отличные результаты. В целом, применение адсорбционных осушителей с подходящими сорбентами для бытовых и производственных нужд – хорошая возможность эффективно убрать лишнюю влагу из воздухопотока при любом температурном режиме.

Что такое сорбенты для осушителей и какие они бывают?

Как вы уже узнали из нашего мини-словаря, сорбентами именуются различные вещества, способные поглощать, связывать и удерживать другие жидкие, твердые и газообразные вещества. Это сделало их востребованными в разных пром. отраслях: от пищевой и медицинской до металлургической и теплогенерационной. Сорбенты задействуются для изъятия из жидкостей и газов излишних компонентов, для снижения процента влаги в средах, в том числе и в воздухе.

Существует несколько классификаций сорбентов:

По принципу действия:

адсорбенты. Отличаются большой площадью поверхности поглощения. Никак не меняются в процессе сорбции. Выглядят как пористые гранулы, что позволяет им поглощать много влаги. Самый известный представитель адсорбентов – активированный уголь. Также к данной группе принадлежат активированный оксид алюминия, оксид кремния (силикагель) и цеолиты. Последние находятся на особом месте, поскольку одновременно обладают свойствами и адсорбентов, и ионитов;
абсорбенты. Вещества, поглощающие другие в-ва с образованием растворов. Активный компонент подлежит растворению в абсорбенте и остается связанным. Абсорбция не исключает хим. реакции, приводящей к изменению поглощенного вещества. Воздух в осушительной системе проходит сквозь брызги рабочего р-вора. Активное состояние сорбента характеризуется давлением пара более низким, по сравнению с осушаемым воздухом. Происходит впитывание влаги из воздушного потока и насыщение ею раствора. Влага в процессе регенерации выводится обратно в воздух при нагревании сорбента.

Примеры абсорбентов: хлорид лития, вода, глина, песок, торф, слюда;

иониты (ионообменные смолы). Синтетические материалы, не поглощающие, а обменивающиеся ионами с другими веществами. Иониты нам сейчас не актуальны, поскольку их применение сосредотачивается на фильтрации воды, ее очищении от солей тяжелых металлов.

По форме:

твердые. Делятся, в свою очередь, на гранулированные и волокнистые;
жидкие (растворы).

По происхождению:

природные;
синтетические.

По способности впитывать воду и масло:

гидрофильные. Связывают воду и растворенные в ней в-ва. Применение заключается в изъятии нежелательных составляющих из р-вора и осушении воздуха;
гидрофобные (олеофильные). Впитывают масла и нефтепродукты, но воду отталкивают.

В адсорбционных осушителях сжатого воздуха активно используются твердые гидрофильные адсорбенты природной и синтетической этимологии. Выглядят они как небольшие гранулы по несколько миллиметров в диаметре. Внешний вид и размеры отчасти вариативны у разных адсорбентов. Активность применения в осушителях объясняется их основной функцией – впитыванием влаги.

Любому адсорбенту нужна регенерация. Любой после наполнения влагой в течение определенного периода эксплуатации теряет возможность влаговпитывания. Но этот процесс обратимый. После удаления влаги адсорбент возвращается в рабочий процесс. Разные виды адсорбентов регенерируются продувкой ненагревающимся сжатым воздухом или в ходе нагрева. Так, выделяют адсорбенты холодной и горячей регенерации. Также их различают по точке росы. Чем этот показатель ниже, тем более качественный сжатый воздух.

Не смотря на возможность регенерации, срок службы любого адсорбента не бесконечен. При условии надлежащей эксплуатации наполнитель осушителя может хорошо прослужить до 5 лет, после чего потребуется замена, обуславливаемая изменением объемов гранул во время работы. Когда гранулы впитывают влагу, они расширяются, в ходе регенерации – сужаются. Помимо этого, они находятся в микродвижении, сопровождаемом трением друг о друга. Постепенно их размеры уменьшаются, по сравнению с номинальными параметрами. И в результате из гранул становится порошкообразная масса. Адсорбент-порошок неработоспособный в осушительной установке и подлежит замене.

Наибольшее распространение в осушителях воздуха получили такие сорбенты, как силикагель, цеолит, оксид алюминия, безводный хлористый кальций и некоторые иные соединения. Они должны соответствовать ключевому требованию, которое к ним выдвигается, а именно иметь большую удельную поверхность со способностью поглощения ею воды. При выборе сорбента следует учитывать ряд параметров, прежде всего характеристики сжатого воздуха, как то точку росы. Если она – меньше -40 °С, подойдет силикагель либо оксид алюминия. Если она доходит до – -80 °С и даже ниже, лучше всего сделать выбор на пользу цеолита.

Предлагаем ознакомиться с каждым популярным сорбентом, с его особенностями и преимуществами в плане воздухоосушения более детально.

Цеолит NaA в качестве сорбента

Цеолиты – это большая группа близких по составу и свойствам минералов, в структуре которых присутствуют алюмосиликаты натрия, кальция и нет воды. За этими гидратированными алюмосиликатами щелочных элементов – обеспечение уникальных свойств материала:

превосходная адсорбирующая способность, в связи с огромной общей поверхностью на единицу объема;
расположенность к впитыванию значительных количеств воды (цеолит – эффективный адсорбент);
селективный ионный обмен.

Цеолит столь ценен и востребован, что многие предприятия на сегодняшний день семимильными шагами наращивают объемы его производства. Преимущество искусственных цеолитов с прочной пористой структурой перед натуральными – высокая чистота.

Кристаллы цеолитов – действующие структуры молекулярных сит (пористых твердых тел) – состоят из множества кубических микрокристаллов. Сеть их полостей и пор формирует развитое внутреннее пространство. Размеры внутренних поверхностей в сотни тысяч раз превышают внешние размеры. Это ключевой фактор для осушения.

Цеолит марки NaA (натриевая форма кристаллической структуры типа A) отлично зарекомендовал себя в адсорбционных осушающих аппаратах холодной регенерации. Его применение неизменно актуально тогда, когда необходима точка росы ниже -40 °C.

Если сравнить цеолит с еще одним популярным сорбентом для осушителей – силикагелем (больше информации о нем – ниже), то получится выделить следующие отличия:

повышенная поглотительная способность, особенно при больших температурах (40 г/кг при 200 °C и давлении 10 кПа, когда в этих же условиях показатель силикагеля приближен к нулю);
с цеолитом можно обеспечить более высокую степень воздухоосушения, однако на его регенерацию уходит больше усилий.

Кальций хлористый безводный и осушение с его помощью

Для осушения также может использоваться и такой материал, как хлорид кальция, но только безводный, прокаленный. Плотность материала – 2150 кг/м³. Предпочтительный внешний вид – крупные гранулы или мелкие куски. Мелкие гранулы или порошок для осушения не совсем подходят.

Хлористый кальций имеет большую теплоту растворения и высоко гигроскопичен. В зависимости от свойств, может поглощать как одно, так и несколько веществ из жидкостей и газов, с которыми соприкасается. Адсорбция характерна его твердой и жидкой формам. Осушение не характеризуется токсичными выделениями, вредом для людей и окружающей среды либо посторонними запахами.

Изготавливается данный осушитель из высококачественного карбоната кальция и соляной кислоты в ходе таких процессов, как синтез, фильтрация, выпаривание, концентрирование и сушение. Данному реактиву характерен функционал статического осушения и удаления запаха.

Применение хлорида кальция для осушения затрагивает разные жидкие и газообразные среды. Прежде всего, с его помощью осушают природные и нефтяные газы. Гранулы вещества при t 25 °С уменьшают влажность газов до 0,25 г/м³. Таким образом, не допускается формирование чреватого провоцированием аварийных ситуаций конденсата в трубопроводах, реализуется защита оборудования от коррозионных проявлений.

Эффективна осушка кальцием хлористым воздуха в бытовых и промышленных масштабах, в цехах и лабораториях, подвалах, мойках, банях, на складах. Он обеспечивает необходимый уровень влажности, защищает дерево, текстиль, кожу, металл и прочие материалы, ограждает от плесени, коррозии и неприятных запахов.

Также это вещество является оптимальным осушителем для ряда органических соединений.

Возвращаясь к влагоосушению… Хлорид кальция хорошо адсорбирует воду, поскольку при t, которая не превышает 30 °С, приводит к образованию СаСl₂·6Н₂О. Все же, он – не из числа оперативно действующих осушителей, для высушивания им требуется увеличенное время. Объяснение медленности: на поверхности твердого материала формируется тонкая пленка раствора вещества в извлекаемой воде. Поглощение воды происходит с появлением твердого низшего гидрата, который также обладает осушающими свойствами.

Хотя регенерация хлористого кальция сопровождается некими сложностями, это не мешает ему оставаться актуальным сорбентом для осушителей. Примечательны его доступность, невысокая стоимость и, конечно же, значительная осушительная способность.

Оксид алюминия для осушителей

Хотим ознакомить вас с еще одним адсорбентом, широко задействуемым в разных пром. отраслях для осушки газообразных сред. Речь идет об активном оксиде алюминия в виде гранул размером 4-8 мм. В качестве наполнителя для осушителей сжатого воздуха адсорбционного типа он способствует распространенности и доступности метода адсорбции.

Применение оксида алюминия становится актуальным в осушителях с холодным восстановлением адсорбента взамен молекулярных сит, когда необходима точка росы больше -40 °C. В целом же, он может использоваться в адсорбционных осушительных установках всех типов с точкой росы до -40 °C.

Оксид алюминия, создаваемый из гидроксида, способен впитывать воду в объеме до 20 % от собственной массы. Это восстанавливаемый поглотитель. Для восстановления активности выполняется нагрев до 175 °C на протяжении семи-восьми часов. При повторном использовании заметное снижение активности не происходит.

Преимущества оксида алюминия, объясняющие широкое применение при осушке воздуха и технических газов:

высокая адсорбционная способность;
весьма неплохое влаговпитывание, ввиду развитой активной поверхности (280-380 м²/г);
значительная механическая устойчивость, противостояние истиранию;
существенная термостойкость (до 260 °C), что крайне важно для функционирования адсорбционных осушителей с горячей регенерацией;
стойкость к капельной влаге;
возможность регенерации;
высокая насыпная плотность (740-840 кг/м³), благодаря оптимальным размерам гранул и хорошему распределению в объеме колонны;
длительный срок службы;
стабильность;
надежность;
приемлемая цена.

Срок эксплуатации сорбента в усредненных промышленных условиях – 16000 часов работы.

Отметим, что оксид-алюминиевый сорбент немного уступает цеолиту в плане влагоемкости. Но он лучше в том смысле, что t регенерации имеет более низкую и стоит дешевле.

Вот мы с вами и рассмотрели тему «сорбенты для осушителей». Попутно поговорили о самих осушительных установках. Выяснили сферы применения и актуальные задачи, которые удается решать при помощи осушителей с адсорбентами. Теперь вы знаете, как с процессом осушения связаны цеолит, силикагель, безводный хлорид кальция и активный оксид алюминия. Знаете об их особенностях, сильных и слабых сторонах. Надеемся, что это станет вам полезным при выборе сорбента для осушителя, в каком бы направлении не предусматривалось его применение.

Если понадобится купить какой-то из рассмотренных сорбентов для осушителей, компания «Система Оптимум» – к вашим услугам. У нас на складах эти материалы – в постоянном наличии, а главное – в отменном качестве и по привлекательным ценам. Доставляем заказы по всей территории Украины. Ведем консультативное сопровождение. Будем рады видеть вас в числе наших клиентов!

admin