固体干燥剂脱水知识培训
化工原理 固体干燥知识点

减少干燥过程的各项热损失。
采用部分废气循环操作,一般废气循环量为总气量的20%~30%。
4. 干燥器
(1) 常用干燥器:厢式干燥器、喷雾干燥器、流化床干燥器、气流干燥器等
(2) 几种干燥器的特点
①喷雾干燥器:干燥速率快,干燥时间短(仅5~30s),特别适用于热敏性物料的干燥;能处理低浓度溶液,且可由料液直接得到干燥产品。
②气流干燥器:颗粒在管内的停留时间很短,一般仅2s左右。
在加料口以上1m左右,物料被加速,气固相对速度最大,给热系数和干燥速率也最大,是整个干燥管最有效的部分。
③流化床干燥器:气速较气流干燥器低,停留时间长(停留时间可由出料口控制)。
固体干燥.

第14章固体干燥14.1、概述14.1.1干燥的目的在化工生产中,干燥应用很广,其主要目的是除去固体产物中的湿分,使其便于贮藏、使用或进一步加工。
干燥作业的良好与否直接影响产品的使用质量和外观,因此干燥的研究及学习对化工生产过程极为重要。
14.1.2固体物料的去湿方在日常的化工生产中,去除固体物料中湿分的方法有以下几种:(1)机械去湿当物料带水较多,可先用离心过滤等机械分离方法以除去大量的水。
(2)吸附去湿(物理化学去湿)用某种平衡水汽分压很低的干燥剂(如石灰,CaCl2,硅胶)与湿物料并存使物料中的水分经气相而转入干燥剂内。
(3) 供热去湿(对流干燥)向物料供热以汽化其中的水份。
本章主要讨论空气为干燥介质、湿分为水的对流干燥简称干燥。
14.1.3干燥过程的特点(1)干燥是一热质反向传递的过程。
传热推动力Δt=t-θ,传质推动力Δp=ps-p水汽,热质传递不仅同时发生,且相互制约。
(2)干燥的必要条件是:空气中水汽分压p水汽<湿物料表面水的分压ps,即Δp>0。
(3)湿物料中水分汽化所需热量(潜热)是由于干燥介质降温(放出显热)所提供的,即t>0。
(4)作为干燥介质的热空气,既是载热体,又是载湿体,在干燥过程中空气的状态不断地变化。
(5)对流干燥可以是连续过程也可以是间歇过程,但其干燥操作的经济性主要取决于能耗和热的利用率14.1.4干燥流程及其经济性右图是典型的对流干燥示意图,空气经预热器加热至适当温度后,进入干燥器。
在干燥器内,气流与湿物料直接接触。
沿其行程气体温度降低,湿含量增加,废气自干燥器另一端排出。
若为间歇过程,湿物料成批放入干燥器内,待干燥至指定的含湿要求后一次取出。
若为连续过程,物料被连续的加入与排出,物料与气流可呈并流,逆流或其它形式的接触。
双流干燥流程示意图14.2 固体干燥静力学干燥静力学考察气固两相接触时过程的方向与极限。
14.2.1湿空气的状态参数湿空气是干空气和水汽的混合物,干燥中常作为理想气体处理。
化工原理-第14章 固体干燥 知识点

如图 14-2 所示,湿空气经风机送入预热器,加热到一定温度后送入干燥器与湿物料直接接触,进行传 质、传热,最后废气自干燥器另一端排出。
干燥若为连续过程,物料被连续的加入与排出,物料与气流接触可以是并流、逆流或其它方式。若为 间歇过程,湿物料被成批放入干燥器内,达到一定的要求后再取出。
经预热的高温热空气与低温湿物料接触时,热空气传热给固体物料,若气流的水汽分压低于固体表面 水的分压时,水分汽化并进入气相,湿物料内部的水分以液态或水汽的形式扩散至表面,再汽化进入气相, 被空气带走。所以,干燥是传热、传质同时进行的过程,但传递方向不同。
I = (cpg + cpv H )t + r0 H
式中 cpg ——干气比热容,空气为 1.01kJ/(kg•℃);
cpv ——蒸汽比热容,水汽为 1.88 kJ/(kg•℃);
r0 ——0℃时水的汽化热,取 2500 kJ/(kg•℃);
对空气-水系统有
cpH = cpg + cpv H I = (1.01 + 1.88H )t + 2500H
方向 推动力
传热 从气相到固体
温度差
传质 从固体到气相
水汽分压差
(2)干燥过程进行的必要条件: ①湿物料表面水汽压力大于干燥介质水汽分压; ②干燥介质将汽化的水汽及时带走。
-1-
1
为确定干燥过程所需空气用量、热量消耗及干燥时间,而这些问题均与湿空气的性质有关。为此,以下介 绍湿空气的性质。
-2-
2
汽量,单位是 kg/kg 干气,即
式中 p 为总压。
H = M 水 • p水汽 = 0.622 p水汽
M 气 p − p水汽
p − p水汽
脱水行业培训资料

脱水行业培训资料随着工业化进程的加快,脱水行业在日益增长的需求中迅速发展。
然而,这个行业的发展也面临着一些挑战,包括技术更新、人员培训以及环境保护。
为了帮助行业从业者提高技能,本文将介绍一些关于脱水行业的培训资料。
一、脱水行业简介脱水行业涉及从固体物质中去除水分的过程。
这个过程通常发生在不同的工业领域,如食品加工、污水处理和矿业等。
脱水技术的应用范围广泛,因此行业从业者需要了解不同行业的需求和技术。
二、脱水技术1. 机械脱水技术机械脱水技术是通过物理力学原理将水从物质中分离出来。
这种技术主要用于处理固体废物和污泥。
在机械脱水过程中,需要使用一些设备,如压滤机、离心机和带式压滤机等。
培训资料可以介绍这些设备的原理、操作和维护方法。
2. 热脱水技术热脱水技术是利用热量使水分从物质中蒸发出来。
这种技术通常用于食品加工和化工等行业。
培训资料可以涵盖蒸发器和干燥机的原理、操作和能源消耗等方面的知识。
3. 化学脱水技术化学脱水技术是利用化学反应将水分从物质中移除。
这种技术一般用于特殊场合,如特种气体制备和精细化学品生产。
培训资料可以介绍一些常见的化学脱水剂以及它们的使用方法和安全注意事项。
三、脱水行业的挑战1. 技术更新随着科技的发展,脱水技术也在不断更新。
为了适应新的需求和实现更高的效率,从业者需要不断学习和掌握最新的技术。
培训资料可以提供相关的技术进展和实践案例,帮助从业者保持竞争优势。
2. 人员培训脱水行业需要专业的人员进行操作和维护工作。
因此,培训资料应该包括工作安全、操作技巧和常见问题解决等内容。
此外,还应该提供实地培训和实践机会,以帮助从业者掌握实际操作技能。
3. 环境保护脱水行业涉及大量的废水和固体废物处理。
为了保护环境,行业从业者需要了解相关的环保法规和标准。
培训资料可以介绍环境保护的原则和方法,以及如何进行废物的分类和处理。
四、前景展望脱水行业的发展与社会经济的发展密切相关。
随着环保意识的不断增强和政府对环境保护的重视,脱水行业将迎来更多的机遇。
有机溶剂脱水方法

有机溶剂脱水方法一、干燥剂脱水法。
1.1 原理。
干燥剂脱水法是一种比较常见的有机溶剂脱水方式。
干燥剂就像是一个个小小的吸水卫士,它们有着很强的吸水性。
像无水氯化钙这种干燥剂,它就能够通过自身的化学性质,把有机溶剂里的水给吸附过来。
这就好比是干燥剂伸出了无数只小手,把水分子紧紧抓住,让有机溶剂里的水越来越少。
1.2 常用干燥剂。
常见的干燥剂有很多种。
比如说硅胶,它就像一个柔软的吸水海绵,无色透明的它在很多实验室里都是常客。
还有分子筛,这可是个厉害的角色,就如同一个精密的筛子,只允许水分子进入它的孔隙,而把有机溶剂留在外面,从而达到脱水的目的。
不过使用干燥剂的时候也得注意,不同的有机溶剂适合的干燥剂可能不一样,就像不同的锁需要不同的钥匙一样。
二、共沸蒸馏脱水法。
2.1 共沸原理。
共沸蒸馏脱水法有点像找个伙伴一起把水带走。
某些有机溶剂和水会形成共沸物,共沸物就像一对形影不离的好朋友,在特定的温度下一起沸腾,一起变成蒸汽飞走。
比如说乙醇和水,它们就能形成共沸物。
这就好比两个人绑在一起,不管怎样都要一起行动。
2.2 操作要点。
在进行共沸蒸馏的时候,要控制好温度和蒸馏的速度。
如果温度太高,可能会导致有机溶剂也跟着大量损失,那就得不偿失了。
这就像炒菜的时候火不能太大,不然菜就焦了。
而且蒸馏装置也要密封好,要是漏气了,就像气球扎了个洞,整个蒸馏过程就乱套了,水也脱不干净了。
三、膜分离脱水法。
3.1 膜的作用。
膜分离脱水法是一种比较高科技的方法。
膜就像是一道特殊的屏障,它只允许水分子或者有机溶剂分子中的一种通过。
有的膜像一个严格的门卫,只放行有机溶剂分子,把水分子挡在外面;有的膜则相反。
这就好比是在一个只允许特定人群进入的场所,膜就是那个负责检查的保安。
3.2 优点与局限。
膜分离脱水法有它的优点,它比较环保,不需要添加其他的化学物质,不会像使用干燥剂那样可能会有残留。
但是呢,它也有局限性。
膜的成本比较高,就像买一件奢侈品一样,而且膜的使用寿命有限,用着用着可能就像一个人老了干不动活了,需要更换新的膜。
高中化学之干燥剂知识点

高中化学之干燥剂知识点一、高中化学常见的干燥剂有哪些浓硫酸、五氧化二磷、固体烧碱、石灰和碱石灰(氢氧化钠和氧化钙的混合物)无水氯化钙、无水硫酸镁、无水硫酸铜二、分类及使用:常用的干燥剂有三类第一类为酸性干燥剂。
有浓硫酸、五氧化二磷、硅胶等;第二类为碱性干燥剂,有固体烧碱、石灰和碱石灰(氢氧化钠和氧化钙的混合物)等;第三类是中性干燥剂,如无水氯化钙、无水硫酸镁等。
三、常用干燥剂的性能和用途如下:1、浓H2SO4:具有强烈的吸水性,常用来除去不与H2SO4反应的气体中的水分。
例如常作为H2、O2、CO、SO2、N2、HCl、CH4、CO2、Cl2等气体的干燥剂。
2、无水氯化钙:因其价廉、干燥能力强而被广泛应用。
干燥速度快,能再生,脱水温度473K。
一般用以填充干燥器和干燥塔,干燥药品和多种气体。
不能用来干燥氨、酒精、胺、酰、酮、醛、酯等。
3、无水硫酸镁:有很强的干燥能力,吸水后生成MgSO4·7H2O。
吸水作用迅速,效率高,价廉,为一良好干燥剂。
常用来干燥有机试剂。
4、固体氢氧化钠和碱石灰:吸水快、效率高、价格便宜,是极佳的干燥剂,但不能用以干燥酸性物质。
常用来干燥氢气、氧气和甲烷等气体。
5、变色硅胶:常用来保持仪器、天平的干燥。
吸水后变红。
失效的硅胶可以经烘干再生后继续使用。
可干燥胺、NH3、O2、N2等。
6、活性氧化铝(Al2O3):吸水量大、干燥速度快,能再生(400 -500K 烘烤)。
7、无水硫酸钠:干燥温度必须控制在30℃以内,干燥性比无水硫酸镁差。
8、硫酸钙:可以干燥H2、O2、CO2、CO、N2、Cl2、HCl、H2S、NH3、CH4等。
注:无水硫酸铜(CuSO4)(无水硫酸铜成白色)也具有一定的干燥性,并且吸水后变成蓝色的五水硫酸铜(CuSO4·5H2O),但一般不用来做干燥剂。
四、干燥剂的选择由上述可知、对一些气体的干燥剂可作如下选择。
一般的说,酸性干燥剂不能干燥碱性气体,可以干燥酸性气体及中性气体;碱性干燥剂不能干燥酸性气体,可以干燥碱性气体及中性气体;中性干燥剂可以干燥各种气体。
脱水介绍PPT培训课件

特殊情况下处理策略
孕妇脱水
孕妇脱水可能对胎儿造成不良影响,应及时就医并按医嘱进行补液治疗。同时,孕妇应注意饮食卫生和营养均衡,避 免发生脱水。
儿童脱水
儿童脱水可能导致严重后果,家长应密切观察孩子病情变化,及时带孩子就医并按医嘱进行补液治疗。同时,家长应 注意孩子饮食卫生和营养均衡,避免发生脱水。
老年人脱水
02
每天至少喝8杯水(约2升),尤其是在热天或进行剧烈运动时
,需要增加水分摄入。
避免过度饮酒和咖啡因
03
过度饮酒和摄入咖啡因会导致脱水,应适量饮用或避免。
合理安排运动锻炼
02
01
03
运动前补水
在运动前30分钟喝足够的水,以确保身体充分水合。
运动中补水
在运动过程中,每15-20分钟补充一次水分,以避免 脱水。
药物辅助治疗选择
止泻药
对于伴有腹泻的脱水患者,可适当使用止泻药,如蒙脱石散等, 以减少腹泻次数和量,有助于缓解脱水症状。
益生菌
益生菌可调节肠道菌群平衡,改善肠道功能,有助于缓解腹泻和脱 水症状。常用益生菌包括双歧杆菌、乳酸菌等。
其他药物
根据患者具体病情,医生可能会选择使用抗生素、抗病毒药物等进 行治疗。
人体水分平衡与调节
80%
水分摄入与排出
人体通过饮水、食物摄入水分, 同时通过尿液、汗液、呼吸等途 径排出水分。
100%
水分调节机制
人体具有复杂的水分调节机制, 包括渴觉、抗利尿激素、醛固酮 等激素的调节,以及肾脏对尿液 的浓缩和稀释作用等。
80%
水分平衡意义
维持人体水分平衡对于保持正常 生理功能具有重要意义,如调节 体温、维持血液循环、促进新陈 代谢等。
干燥剂的使用方法及注意事项

干燥剂的使用方法及注意事项
干燥剂是一种常用的吸湿剂,可以有效地吸收空气中的水分,帮助保持物品的干燥。
下面是干燥剂的使用方法及注意事项:
1. 使用方法:
a. 将干燥剂放置在需要保持干燥的物品周围,如衣柜、鞋柜、储物箱等位置。
b. 如果需要保持大面积的空间干燥,可以放置多个干燥剂,
以增加吸湿的效果。
c. 定期更换干燥剂,根据干燥剂的吸湿能力和环境湿度的不同,一般需要每1-3个月更换一次。
2. 注意事项:
a. 干燥剂通常是化学制剂,避免接触到皮肤和口腔,使用时
最好戴手套。
b. 小心干燥剂的粉末状物质,避免吸入或误食,如不慎接触
到眼睛或口腔,应立即清洗并就医。
c. 存放干燥剂时,要远离儿童和宠物,以免造成意外伤害。
d. 在使用干燥剂的过程中,如发现过敏或不适,应立即停止
使用,并咨询医生的建议。
e. 注意定期更换干燥剂,避免长时间使用造成干燥剂吸湿能
力下降。
食品的脱水干制课程培训(ppt 41页)

食品保藏原理
食品保藏原理
3、水分活度与其他变质因素的关系 3.1 水分活度与氧化作用的关系
水分活度小于0.1; 水分活度在0.3-0.4之间; 水分活度大于0.55。
食品保藏原理
3.2 水分活度与非酶褐变的关系
中等湿度时(0.6-0.9),褐变速 率最大。
食品保藏原理
第二节 食品脱水干制的基本过程
食品保藏原理
四、食品干制工艺条件的选择
选择原则: (1)尽可能使食品表面水分蒸发速度与其内部水分扩散速度 相等。 (2)恒率干燥阶段可以采用适当高些的空气湿度,以加快干 燥过程。 (3)干燥后应根据干制品的预期含水量调整空气的相对湿度。 (4)降率干燥阶段,应降低空气温度和流速。尤其是对于热 敏性食品。
食品保藏原理
包装材料和容器 金属罐、玻璃罐、木箱、纸箱、聚乙烯塑料袋、符合薄膜袋、玻 璃纸等。 内包装多采用薄膜袋、复合薄膜、防潮纸; 外包装多采用金属罐、木箱、纸箱。 真空包装和气调包装 干燥剂、吸氧剂、抗结块剂
食品保藏原理
干制品包装实例
(1)高吸湿性食品的包装 典型食品:速溶咖啡、奶粉,水分1%一3% ,通常平衡相 对湿度低于20%,有一些产品低10%。 包装要求:包装环境有较低的相对湿度(RH),包装材料 隔绝水、汽、气、光性能高,包装密封性好。 包装形式:金属罐、玻璃瓶、复合铝塑纸罐、铝箔袋及铝 塑复合袋 ;真空或充气;软包装:组合包装(大套小),外 袋内加干燥剂、吸氧剂。
食品保藏原理
食品保藏原理
1.3水分活度与细菌芽孢的形成和毒素的产生
芽孢的形成需要比营养细胞发育更高的水分活度; 中毒菌的毒素产生量一般随水分活度的减少而降低。 也就是,低的水分活度可以抑制细菌芽孢的形成和中毒 菌毒素的产生。
无水乙醇脱水操作规程培训

无水乙醇脱水操作规程培训《无水乙醇脱水操作规程培训》一、培训目的无水乙醇脱水操作规程培训的目的是为了让操作人员了解脱水操作的流程、注意事项和安全操作规程,提高操作人员的安全意识和操作技能,确保脱水作业的安全和有效进行。
二、培训内容1. 无水乙醇脱水的原理和工艺流程2. 脱水设备的结构和使用方法3. 脱水操作的注意事项和常见问题的解决方法4. 脱水操作中的安全规定和应急措施5. 脱水操作的质量控制和检验方法三、培训对象需要接受无水乙醇脱水操作规程培训的对象包括生产操作人员、设备维护人员和质量监控人员等。
四、培训形式1. 理论培训:通过课堂讲解、PPT展示等形式,讲解脱水操作的相关知识和技能。
2. 实践培训:在实际的脱水设备上进行操作演练,让学员熟悉设备的操作和技巧。
3. 答疑解惑:及时解答学员在培训过程中遇到的问题和疑惑。
五、培训要求1. 学员应具备一定的化工知识和操作经验,能够理解和掌握脱水操作的基本原理和流程。
2. 学员应严格遵守操作规程,严禁无证擅自操作设备,确保操作安全和质量。
3. 学员应积极参与培训,主动学习和实践,熟练掌握脱水操作技能。
六、培训考核1. 培训结束后进行理论考核,考核内容包括脱水知识、操作流程和安全规定等。
2. 进行实际操作考核,检验学员对脱水设备的操作技能和质量控制能力。
七、培训评估根据学员的培训考核成绩和课堂表现,对学员的培训效果进行评估和总结,提出改进建议和措施。
八、培训效果经过培训的学员应能够熟练掌握无水乙醇脱水操作的流程、技能和质量控制方法,严格遵守操作规程,确保脱水操作的安全和有效进行。
干燥剂基础知识2012

1.1 原料介绍Raw Material
分子筛(MS)
Molecular Sieve
在低湿度下有最高的吸湿性能(<30%RH)。 稳定的化学性能。 价格比硅胶和蒙脱石高。
蓝色指示硅胶Blue gel indicator
蓝胶具有和普通白硅胶相近的吸湿性能,能够 显示自己的吸湿工作状态。干燥时显蓝色,吸 湿后显示粉红色。
1.1 原料介绍Raw Material
无钴指示硅胶
干燥时的颜色为橙色,吸湿后分两种:变绿色和 变无色。 (no CoCl2)
Adsorbed
1.1 原料介绍Raw Material 蒙脱石(MT, Montmorillonite)
The end Thanks!
二、干燥剂种类选择 How to choose desiccant
三、湿度指示卡 Humidity Indicator Card
湿度指示卡可以非常方便地指示周围环境的相 对湿度。 威胜分别有钴系(蓝变粉红)、铁系(棕变 黄)、铜系(棕变蓝绿)三个系列的适度指示 卡。
三、湿度指示卡
HIC(含钴): 蓝变紫色变粉红
好 好 一般 一般 一般 一般 好 好 一般
back
透气性
好 差 好
材料名 撕破 称 强度
杜邦纸 好 网纹纸 好 无纺布 一般
成本
高 中等 低
其它
可用于食品、药 物干燥剂包装ຫໍສະໝຸດ 1.3 阻隔性包装介绍MBB
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
固体干燥剂脱水知识培训培训地点:会议室培训人:培训时间:2019年1月24日-1月26日固体表面对临近气体(或液体)分子存在吸附力,在固体表面可捕捉临近的气液分子,这种现象称吸附。
根据吸附力的不同,吸附分为化学吸附和物理吸附两种。
若气体和固体原子间以某种化学键结合、形成新的物质并以单层分子形式附着于固体表面上,称化学吸附,多数为不可逆过程。
若气体和固体间依靠范德华力,使固体表面形成多层被吸附的气体分子,称物理吸附,是可逆过程。
逆过程称为再生、活化或脱附。
固体干燥剂脱水属于物理吸附。
吸附装置为固定床吸附塔,即在立式圆柱筒体内充填多孔性固体吸附剂。
塔顶为湿气进口,塔底为干气出口。
1、单组分的吸附过程如图,流出吸附床的气体水浓度随时间而变化。
开始水浓度极低,tB时刻水浓度开始增加,最终床出口气体水浓度与进口相等。
tB称为吸附过程的转效点,相应的水浓度CB为转效点浓度,浓度随时间变化曲线称转效曲线。
如图为吸附床示意图。
吸附床层从开始吸附到停止使用而再生,在吸附过程的不同时期,吸附床层的吸附情况是不同的。
图中阴影部分为吸附传质段,吸附剂仍然有吸附脱水作用;在吸附传质段后边线BB上方的吸附剂已被水饱和,称饱和吸附段;在吸附传质段前边线AA下方,吸附剂尚未吸附水汽,称未吸附段。
随含水气体不断通过吸附床,吸附传质段不断向下移动,当传质段前边线AA达到床层出口端,即吸附过程转效点达到出口端时,流出床层的气体中,水浓度开始迅速上升。
2、多组分的吸附过程吸附剂在吸水的同时也吸附甲醇、硫化氢和硫醇、二氧化碳和烃类。
根据吸附质和吸附剂亲和力的强弱,优先吸附的顺序为:水、甲醇、硫化氢和硫醇、二氧化碳,之后为烃类。
烃类按分子量大小排序,由重到轻。
按吸附顺序各组分转效曲线沿床长的分布如图所示。
3、吸附特性1)吸附平衡气体与固体吸附剂接触时,有一定量的气体被吸附。
被吸附的气体,由于热运动又会发生脱附,脱附速度随固体表面被吸附气体量的增加而增大。
最后在一定温度和压力下,脱附速度和吸附速度相等,便达到了吸附平衡。
在平衡条件下,单位质量吸附剂吸附物质的多少,称平衡吸附量,简称吸附量。
吸附量的大小与温度和压力有关。
如图,CO2在木炭上的等温吸附线,横坐标为CO2在气体内的分压。
可见,吸附量随温度的升高而减少,随吸附质在气相中分压的增大而增加。
吸附剂的这种性质表明,高压、低温有利于吸附。
在气体脱水工业中,吸附量的大小以湿容量表示,是指每100g吸附剂吸附水蒸汽的克数。
湿容量又分为静态平衡湿容量和动态平衡湿容量。
处于静止条件下测定的吸附剂的吸附量称静态平衡湿容量;处于流动条件下测定的吸附剂的吸附量称动态平衡湿容量。
动态湿容量约为静态湿容量的40~60%。
吸附剂湿容量随使用时间延长而降低,开始时湿容量降低很快,之后降低缓慢,最终降低至某一很低的水平上,失去脱水能力而更换。
因而,吸附剂脱水设计中不可能以动态平衡湿容量确定所需的吸附剂用量,一般约取70%动态平衡湿容量为设计湿容量,或称有效湿容量。
2)吸附速率吸附速率取决于外部扩散速率、内部扩散速率及吸附本身的速率。
外部扩散是指气流中的吸附质扩散至气固界面;内部扩散是指气固界面处的吸附质沿多孔性固体内部的毛细孔扩散至吸附表面。
吸附速率的变化范围很大,可以从百分之几秒到几十小时。
由于吸附速率的影响因素众多,在实际工程应用时,一般依据经验或通过实验方法来确定。
3)吸附热气体分子被吸附到吸附剂表面时所放出的热量称为吸附热。
不含吸附质的新鲜吸附剂从开始吸附到吸附一定量吸附质时放出的全部热量,称为积分吸附热。
吸附热一般由实验测定。
实际吸附过程中放出的热量会使吸附剂和气流温度升高,从而降低了吸附剂的吸附量。
因此,在设计吸附塔时,必须要考虑吸附热对平衡吸附的影响。
只有吸附质的量很小时,才可以认为是等温吸附。
4、吸附剂种类用于天然气脱水的吸附剂主要有三种:硅胶、活性氧化铝和分子筛。
1)硅胶主要成分为SiO2,含微量Al2O3和水。
用于脱水的硅胶有粉状、圆柱条状和球状三种,并有细孔(20~40Å,600~700m2/g)和粗孔(80~100 Å ,300~500 m2/g)之分。
缺点:①与液态水接触易炸裂,因此除尽量防止液态水外,通常需要在气体进口处加一层不易为液态水破坏的吸附剂。
②若气流内存在防腐剂,由于硅胶的再生温度不足以使防腐剂脱附,造成防腐剂在硅胶上结焦,影响脱水效果。
③易于为液态烃堵塞。
2)活性氧化铝主要成分为Al2O3,并含有少量其他金属化合物(Na2O、Fe2O3等)和水。
活性氧化铝也有细孔(约72 Å )和粗孔(120~130 Å)之分,商用活性氧化铝做成粒径3~7 mm的球状和圆柱条状。
活性氧化铝的比表面积210~350m2/g。
缺点:①处理酸性天然气时,氧化铝能促使H2S与气体生成COS。
吸附剂加热再生时,吸附床内残留固态硫,造成堵塞,影响正常脱水。
②易于为液态烃堵塞。
3)分子筛分子筛是一种人工合成的碱金属或碱土金属的硅铝酸盐晶体。
其分子式的通式为:SiO2分子数与Al2O3分子数之比称为硅铝比,在数值上等于x。
(1)分子筛的类型根据硅铝比的不同,分子筛分为三种类型:A型(硅铝比为2),X型(硅铝比为2.5)和Y型(硅铝比为3~6)。
对于相同的类型(即硅铝比相同),形成分子筛的金属离子不同,分子筛的孔径不同,在几到十几个Å 。
(2)分子筛的吸附特性①选择吸附性:分子筛的孔径小于硅胶和活性氧化铝的孔径,只有分子直径小于筛孔直径的气体分子才能进入筛孔内被吸附,因此分子筛的吸附具有很强的选择性。
②优选吸附性:分子筛表面具有大量较强的局部电荷,为极性物质。
因而,对于那些能够进入筛孔内的分子,其优先吸附其中极性强的分子。
水是强极性分子,所以分子筛是干燥脱水的优良吸附剂。
③高效吸附性:分子筛的高效吸附性主要表现在两个方面:如图,三种吸附剂的湿容量与相对湿度的关系。
可见,相对湿度愈小,湿容量愈小。
但当相对湿度较低时分子筛仍有很好的吸附性能。
如图,三种吸附剂的湿容量与温度的关系。
可见,温度愈高,湿容量愈小;但当温度较高时分子筛仍有很好的吸附性能。
4)吸附剂对比和选择吸附剂的选择通常主要是考虑价格、工艺条件和脱水要求等方面:①硅胶与分子筛的价格相差不多,氧化铝的价格约为分子筛的一半。
②相对湿度愈大,湿容量愈大;而且在相对湿度较高时,硅胶和氧化铝的湿容量高于分子筛,所以硅胶和氧化铝适用于气体水含量较大的场合。
③分子筛在相对湿度较小时有较高湿容量,因此适用于气体深度脱水,要求干气露点很低的场合。
比如天然气冷凝法轻烃回收之前必须用分子筛脱水。
④随温度升高,分子筛湿容量的降低相对较慢,故必须在较高温度下脱水时,应采用分子筛。
5、吸附剂的再生吸附剂的再生是为了除去吸附质,恢复吸附剂活性。
吸附剂的再生过程就是吸附剂的脱附过程。
工业上常用的再生方法是升温脱附,因为温度愈高,湿容量愈小。
通常是用脱过水的天然气作为再生气体,将其加热到一定高温,从塔底进入,自下而上穿过整个床层,利用再生气所具有的高温使吸附剂在吸附过程中所吸附的水分汽化,并被再生气携带从顶部出塔。
脱附完成后,吸附床层的温度很高,不利于吸附。
因此需要用冷干气进行冷却,这一过程称为冷吹。
冷却后的塔方可进行吸附操作。
再生气和冷吹气都是从塔底进入,这样可以确保在吸附操作中未吸附脱水的床层区域在再生操作中没有含水气流过,使吸附床层底部的吸附剂得到完全再生。
6、循环周期循环周期应根据湿气中含水量、再生能耗、吸附剂寿命等进行综合确定。
循环周期长,意味着再生次数少,吸附剂寿命长,但床层较长,固定投资较高。
常见的吸附循环为8 h,也有用16和24 h的。
若用两塔流程,吸附时间=再生时间+冷却时间,还需要一定的切换等辅助操作时间。
循环周期还分长周期和短周期。
转效点到达床出口时进行塔切换的称长周期;吸附传质段前边线达到床层长度50~60%时就进行塔切换的称短周期。
要求干气露点低时应采用短周期。
气体处理量一定时,短周期意味着需要较多的吸附剂,增大了吸附塔的高度。
7、吸附塔的内部结构支撑隔栅:支撑吸附剂和瓷球重量。
瓷球:使气流比较均匀分布,再生时顶部瓷球还有压住吸附剂、防止吸附剂被吹跑的作用。
支撑隔栅上的丝网:防止瓷球漏下。
吸附剂床层上、下丝网:防止吸附剂漏出。
8、吸附脱水原理流程为保证连续生产,流程中必须包括吸附、再生和冷吹三道工序。
可以采用两塔流程或三塔流程。
如图为两塔流程。
再生气量为原料气质量流量的5%~10%。
由干气汇管引出,经压缩机增压0.28~0.35 MPa。
8、吸附脱水操作和参数吸附脱水系统的合理设计和正确操作是延长吸附剂寿命、节省运行能耗和费用的关键。
主要考虑这样几个方面:1)原料气压力和温度原料气压力和温度应综合考虑脱水系统上下游工艺要求。
(1)原料气温度的确定要考虑三个方面:①温度愈低,原料气的含水量愈小,吸附负荷愈低;②温度愈低,吸附剂的湿容量愈大,吸附效果愈好;③温度不能低于水合物形成温度。
一般原料气经压缩、冷却后温度控制在38~50℃。
多在45 ℃左右。
(2)原料气压力的确定要考虑两个方面:①压力愈高,吸附剂湿容量愈大,吸附效果愈好;②后续工艺所需压力。
但压力对湿容量的影响比温度小得多。
所以,吸附操作压力主要按后续工艺所需压力决定。
一般原料气压力控制在3.4~8.3 MPa。
在操作中应避免原料气压力波动而扰动吸附剂床层。
2)保持脱水系统洁净系统内出现游离水、液烃、腐蚀产物、化学剂、蜡、泥沙等杂质,将影响吸附剂湿容量和使用寿命。
要保持脱水系统洁净,必须做好以下几方面的工作:①设置入口分离器或涤气器对原料湿气进行净化,入口分离器或涤气器是保持脱水系统洁净的的关键设备。
②新建系统投产前,应对系统进行干燥处理。
③自再生塔塔顶流出的热再生气经冷却、分离出凝液后,掺入原料气内返回脱水流程,再生气与原料气的温度应尽量一致,温差不应大于10℃,防止再生气骤冷冷凝。
④在确保不生成水合物的前提下,应尽量降低再生分离器温度,尽可能多地从再生气内分出水和液烃等脱附物。
⑤经常检查再生分离器排出液体的pH值,有助于确定系统的腐蚀倾向。
3)保持吸附剂长效吸附剂长效的保持,要做到以下几点:①在吸附剂制造商提供的再生温度范围内,使用较高的再生温度(一般230~315℃)。
尽可能的使被吸附水和其他杂质脱附,以免吸附剂内残留吸附质,而影响脱水效率和吸附剂寿命。
②用干气进行再生和冷吹操作。
这样可以确保在吸附操作中未吸附脱水的床层区域在再生操作中没有含水气流过,使吸附床层底部的吸附剂得到完全再生。
而且温度可冷却至100℃以下、略高于原料气温度。
③吸附塔实际操作压力不应低于设计压力太多。
因为在一定气体处理量下,压力愈低则吸附塔内气体流速愈高,可能对吸附剂产生扰动,使吸附剂磨损、破碎。