4.8.3. Осушка газа молекулярными ситами

Для глубокой осушки применяют молекулярные сита, обыч­но называемые цеолитами. Цеолиты представляют собой слож­ные неорганические полимеры с кристаллической решет­кой. Форма кристалла цеолита — куб. На каждой из его шести сторон выполнены щели, через которые влага прони­кает во внутреннее пространство. Каждый цеолит имеет свой размер щелей, образованных атомами кислорода (от 3 ∙10 ^-7 до 10∙10 ^-7 мкм). Благодаря этому цеолиты способны сорбировать в основном мелкие молекулы, т. е. при адсорбции происходит отсеивание более мелких молекул от более крупных. Мелкие молекулы проникают во внутреннее про­странство кристалла и застревают в нем, а крупные молеку­лы не проходят и, следовательно, не будут сорбироваться. Цеолиты, применяемые в виде порошка или гранул с разме­рами до 3 мм, обладают высокой пористостью (до 50 %) и огромной поверхностью пор. Их активная поглотительная способность достигает 14— 16 г воды на 100 г цеолита при парциальном давлении 50 Па и превышает активность силикагеля и оксида алюминия почти в 4 раза. Необходимо отметить высокую поглощающую способность цеолитов при низкой относительной влажности газа или при малом пар­циальном давлении водяных паров, что обеспечивает осуш­ку газа до очень низкой точки росы (до 173 К).

Преимуществом молекулярных сит является их хорошая поглотительная способность при высоких температурах (до 373 К она уменьшается весьма незначительно). В то же вре­мя поглотительная способность силикагеля и боксита уже при температуре 311 К снижается в несколько раз, а при температуре 373 К практически равна нулю.

Для регенерации молекулярных сит используется сухой газ, нагретый до 473 — 573 К, который пропускают через слой цеолита в направлении, обратном движению газа при осуш­ке. При глубокой осушке газа с большой начальной влажно­стью возможна двухступенчатая схема с применением обыч­ных осушителей (гликолей и бокситов) и молекулярных сит. Цеолиты выдерживают до 5000 циклов, теряя при этом около 30 % своей поглотительной способности.