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分子筛在 循环再生过程中. 

如何在工业干燥过程中再生分子筛:解吸原理、时机和再生方法。

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培养皿中的米色分子筛珠子

分子筛的结合是 可逆的.

分子筛能够在不改变分子本身、也不改变自身结构的前提下吸附分子。在分子筛的孔隙内,分子是依靠微弱的物理作用力(而非化学反应)被吸附住的。其中,水分子被吸附得最为牢固;同样的原理也适用于其他气体和蒸汽,例如二氧化碳(CO₂)。

因为没有反应发生,过程可以简单地反向进行. 加热或降低压力,分子再次离开孔隙。晶体结构保持不变,因此筛子准备好进行下一轮。 

这就是分子筛在重复的吸附和解吸循环中工作的原因, 无论是干燥气体还是从气流中去除其他成分。

图形显示水分子在分子筛13x笼结构中被吸附

何时需要再生?


吸附床从来不会一次性填满水或其他成分。负载缓慢前进。入口处的珠子首先饱和, 吸附发生的区域 缓慢向出口移动. 当该区域到达吸附床的末端并且目标成分 开始突破时,吸附循环应该结束. 

要确定这一点,我们需要知道床的饱和程度。共有四种不同的选项。 

露点测量

如果出口露点不再达到要求的露点值,则很可能需要进行再生。

压力下降

与露点测量类似,系统压力的下降也可能预示着干燥剂床层已达到饱和状态。

操作周期控制

分子筛填充物根据经验数据和预期负载周期性更换。

残余水分测量

电子湿度传感器可以测量封闭系统中上升的湿度水平——指示珠子是否不再充分干燥。

如何 再生分子筛?

热再生

将分子筛加热到 300 °C 足以打破分子键并松动大多数潜在成分从珠子孔中。 

为了实现完全再生, 整个填充床必须均匀加热 直至核心.

通常,一股热而干燥的气流会穿过干燥剂床层。这为水分子提供了离开表面所需的能量,并将它们带出容器。

减压

再生不一定需要热量——只需要降低压力。  

在珠子表面,水分子不断地离开又返回。决定这种平衡状态的关键,在于珠子周围漂浮着多少水蒸气。当总压降低时,水蒸气压也会随之下降,导致返回的水分子少于离开的水分子。

然后,用少量干气冲洗, 床干燥.

应用于 工业标准的再生.

热再生和减压描述了两种物理过程,用于释放分子从分子筛的表面孔中。在工业应用中,这些原理被用于构建循环过程。

了解更多

压力摆动吸附 (PSA)


分子筛主要用于PSA吸附过程。在这里,两个吸附容器在一个 封闭回路中.

一个吸附水分或其他成分,而第二个则通过 显著降低环境压力. 

一旦再生,容器切换任务并创建一个 吸附与脱附之间的持续循环

温度波动吸附 (TSA)


与 PSA 类似,TSA 是另一种循环 闭路系统. 它不是通过压力下降,而是 使用热量 在再生过程中。 

容器不断在吸附和再生之间切换。由于分子筛在脱附过程中需要约 300 °C 的高温,因此在 TSA 应用中并不常见。 

组合方法


一些专业工艺使用 多种原理的组合. 

真空压力波动吸附 (VPSA) 将容器内的压力降低到真空,以更有效地干燥。  

温度真空波动吸附 (TVSA) 使用热量和真空来再生饱和的颗粒。  

我的颗粒 干燥吗?

就像你可以检查你的吸附剂何时饱和并需要再生一样,还有方法可以确定 再生本身是否成功 或者不是.

如果分子筛仅部分再生,这会迅速表现为更短的循环间隔。残余水分或其他成分留在颗粒中,降低了下一次吸附循环的最大容量.

残余水分测量

电子湿度传感器能够测量密闭系统内湿度水平的升降,从而判断干燥珠是否足够干燥。

露点测量

再生后,气流通过分子筛床,需要达到所需的露点。 

 气体浓度

如果要从气流中去除特定物质,可以确定初始纯度。再生材料必须满足目标值。

 设定点比较

许多系统依赖于固定的循环时间和标准化的参考值。如果计划的使用寿命未能实现,这表明再生效果不佳。

分子筛可以 无限重复使用?

再生使分子筛恢复,但从未完全恢复。每个循环都会留下小的永久损失, 原因有两个。 

循环本身对晶体结构有害:加热和冷却会导致 热应力, 而水以热蒸汽的形式从颗粒中逸出,慢慢损坏晶体结构。 
并不是所有被吸附的物质都会再次离开。油、重烃或反应性烯烃 可能在再生温度下转化为焦炭,并永久堵塞孔隙。 

损失在开始时最为明显。在良好条件下,最大水吸附能力在500个循环内降至其初始能力的约80%,然后曲线趋于平坦。 

对于CAGESPHERE® 4A,这大约是 每千克新鲜材料230毫升水,在500个循环后约为 184毫升. 计算循环次数,而不是日历时间,可以告诉你床的状态,因此要根据其老化能力进行尺寸设计。

CAPACITY LOSS OF MOLECULAR SIEVES AFTER REGENERATION

Optimum regeneration conditions
Average regeneration conditions
Contamination, blockages, etc.


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desiccants@giebel-group.com 

常见问题 - 你的问题, 已解答.

可以, 你可以再生 较小的数量 的分子筛在家中。 

  1. 将你的 烤箱预热至 300 °C 
  2. 将珠子均匀铺在烤盘上
  3. 烘烤 5–6 小时
  4. 让珠子冷却,然后放入密封容器中

如果你的烤箱无法加热到 300 °C,你的分子筛珠子将无法完全再生,但 仍然可以重复使用. 

GIEBEL Group GmbH
Carl-Zeiss Str. 5
74626 Bretzfeld 
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