Сушка силикагеля: оборудование и правила проведения

Сушка силикагеля как способ восстановления его свойств

Сушка силикагеля необходима после использования сорбента для поглощения влаги. Этот процесс являются частью регенерации силикагеля.

Что такое силикагель?

Силикагелем называют высушенный гель, который получают в результате перенасыщения раствора кремниевых кислот. По своей физической природе – это гидрофильный сорбент, обладающий большой площадью поверхности.

Основные отрасли, в которых находят применение силикагели, – это осушка воздуха и других промышленных газов, различных жидкостей, в том числе промышленных масел, обессеривание нефтяного сырья и удаление из нефти смолистых веществ.

Знаете ли Вы, что вещество “силикагель” было открыто еще в 1640 году?

Регенерация и сушка силикагеля

Регенерация – это процесс восстановления рабочих характеристик силикагеля после его использования по прямому назначению, т.е. для сушки и очистки некоторых нефтепродуктов (минеральных масел).

В зависимости от объема вещества, с которым приходится иметь дело, регенерация может осуществляться в:

• химической лаборатории;
• бытовых условиях;
• промышленными методами.

В состав типичного процесса регенерации входит три стадии:

очистка силикагеля (может отсутствовать – все зависит от исходного состояния сорбента);

десорбция – удаление поглощенных ранее веществ из сорбента;

охлаждение силикагеля.

Сушка силикагеля продувкой сухим воздухом

Одним из самых эффективных промышленных способов восстановления является сушка силикагеля продувкой сухим воздухом. В лабораторных условиях регенерацию данного сорбента осуществляют путем нагрева до 150-170ºС в сушильном шкафу на протяжении 3-4 часов.

После бытового использования свойства силикагеля могут быть восстановлены просушиванием вещества на батарее или в духовке. Необходимо поддерживать температуру не выше 170ºС.

Американец У. А. Патрик запатентовал реакцию синтеза для изготовления силикагеля в 1919 году.

Промышленное восстановление силикагелей

Для промышленного восстановления силикагелей, применяющихся с целью очистки минеральных масел, целесообразно использовать установки типа БРПС торговой марки GlobeCore. Данное оборудование предназначено для промывки сорбентов перегретым паром и удаления поглощаемого вещества путем термической десорбции с помощью специальных электронагревателей.

Установки БРПС имеют следующие преимущества:

• позволяют почти полностью восстанавливать эксплуатационные параметры не только силикагелей, но и других сорбентов, включая цеолиты;
• продлевают срок службы силикагелей;
• мобильны и просты в эксплуатации;
• напрямую подключаются к патронам, наполненным силикагелем.

Установки БРПС могут работать в режиме промывки паром, сушки или вакуумирования и охлаждения.

Процессы регенерации сорбентов, внедренные компанией GlobeCore, продлевают срок службы различных поглотителей (силикагели, цеолиты, отбеливающие земли и т.п.), что позволяет сэкономить финансовые средства и снизить нагрузку на окружающую среду.

Подготовка силикагеля к использованию для осушения воздуха в образцах вооружения

В
качестве осушителя воздуха в
загерметизированном объеме применяется
силикагель марок ШСМГ и КСМГ (кусковой
и мелкопористый гранулированный).

Силикагель
с содержанием влаги не более 2% упаковывается
на за водах-изготовителях
в стальные герметически закрытые
барабаны или в пятислойные
крафт-целлюлозные мешки. Силикагель,
хранящийся в мешках, перед применением
необходимо проверять на степень
обводненности.

Содержание влаги
в силикагеле перед закладкой в образец
вооружения
не должно превышать 2% постоянной массы
силикагеля.

Обратите внимание

Сушка силикагеля
осуществляется путем прокаливания
силикагеля при температуре 150—180° С на
металлических противнях или в специально
приспособленных
для этого печах. В процессе сушки
необходимо постоянно поддерживать
температурный режим 150—180° С.

При
сушке на противнях (противни могут
изготавливаться из алюминия или
стали) силикагель насыпается на противень
и разравнивается слоем толщиной
3—4 см, а затем помещается в сушильные
шкафы или специальные камеры-сушки
и прокаливается в течение 3—4 ч при
непрерывном перемешивании.
Этого времени вполне достаточно, чтобы
силикагель просушился до влажности
не более 2%. В процессе сушки силикагель
меняет свой цвет от прозрачно-белого
до коричневого и темно-коричневого.

По
окончании сушки силикагель при температуре
80—90° С расфасовывается
в полотняные мешочки, которые до закладки
в кабину (кузов) хранятся
в герметичной таре. Для этой цели могут
использоваться чистые металлические
бидоны с герметично закрывающимися
крышками. Для лучшей герметизации
щель между крышками и корпусами бидонов
промазывается за мазкой
У-20А.

Для
осушения воздуха в приборах в некоторых
из них имеются патроны
постоянной осушки. В качестве поглотителя
влаги в патронах применяется
силикагель-индикатор или алюмогель.
Насыщенный влагой силикагель – индикатор
принимает розовую окраску, алюмогель
— грязно-белую.

При
осушке силикагеля и алюмогеля капсюль
патрона постоянной осушки не
разбирается. Капсюль устанавливается
в термостат или на электроплитку и
проводится осушение; режим осушения
указан в таблице, приведенной ниже.
Осушенные
силикагель и алюмогель имеют голубую
окраску.

Влагопоглотитель
Температура осушения, °С
Продолжительность осушения, ч

Силикагель
150—180
3-4

Алюмогель
130—150
5

Консервация оптических, электронно-оптических и квантовых приборов

Работы по консервации
приборов ингибированной бумагой
МБГИ-8-40 проводятся при работающей
приточно-вытяжной вентиляции, в специально
от веденном месте (помещении), при
температуре не ниже 15° С и относительной
влажности
не выше

Подготовка приборов
к консервации

Подготовка приборов
к консервации складывается из подготовки
консервационных, герметизирующих
материалов, укладочных ящиков и самих
приборов.

Подготовка
материалов.

Перед консервацией
приборов необходимо подготовить
консервационные материалы, для чего:
нарезать папиросную и парафинированную
бумагу по форме и размерам в зависимости
от целевого назначения; нарезать
ингибированную бумагу МБГИ-8-40 из расчета
1 м2 на 1 м3 за герметизированного объема;
провести обезвоживание шпагата (тесьмы),
используемого для обвязки деталей и
приборов, путем проварки его в веретенном
масле АУ при температуре 105—115° С не
менее 10 мин до прекращения выделения
пены и потрескивания масла.

Важно

Для консервации
приборов методом «чехол» необходимо
изготовить чехлы из полиэтиленовой
пленки толщиной 0,15—0,3 мм. Чехол
раскраивается с учетом размеров футляров
и габаритов приборов, подлежащих
зачехлению.

Размеры чехла
должны обеспечивать свободное (без
натяжения пленки) размещение
в нем приборов и имущества. После раскроя
проводится сварка пленки
электронагревательными приборами:
электропаяльником, утюгом с укрепленными
на нем медными полосками, электронагревательным
роликом и др. Перед сваркой кромки чехла
необходимо очистить от пыли и обезжирить.

Свариваемые кромки чехла складывают
вместе и укладывают на рабочем столе
вдоль рейки. Кромку чехла необходимо
расправить от морщин и складок. Место,
подлежащее свариванию, накрывают
накладкой из пленки фторопласта-4
или пергамента шириной 8—10 мм, которая
должна быть больше ширины
свариваемого шва.

Сваривание чехла
проводят перемещением нагрева тельного
прибора со скоростью 1—2 м/мин по
свариваемому шву вдоль направляющей
рейки. Температура нагревательного
прибора в зависимости от толщины
свариваемой пленки должна быть в пределах
180—250° С. Ширина свариваемого
шва должна быть от 3 до 10 мм.

Сваренный
шов охлаждают в течение
—2 мин, затем снимают накладку из пленки
фторопласта-4 или пергамента.

Подготовка укладочных
ящиков: просушить и вычистить укладочные
ящики приборов; обработать
прокладки из шерсти, сукна, войлока и
т. п. в укладочных ящиках
противомольным составом.

Подготовка
приборов: выключатели
устанавливаются в положение ВЫКЛЮЧЕНО;
крышки прожекторов приборов должны
быть закрыты; отверстия,
идущие к патронам осушки со стороны
системы объективов, должны
быть закрыты заглушками; на кабельные,
штепсельные разъемы, а также на штуцера
системы охлаждения
приборов устанавливаются заглушки;
зажимные
винты арретиров приборов поджимаются,
шкалы отсчетных механизмов
устанавливаются на нулевые или другие
деления, указанные в эксплуатационной
документации. Окуляры ввертываются до
конца свободного хода.
Крышки блоков приборов равномерно
поджимаются винтами; очистить
наружные оптические детали приборов
спиртоэфирной смесью; протереть
прибор и предметы ЗИП от пыли, грязи,
обезжирить неокрашенные
поверхности металлических деталей и
ЗИП с последующей сушкой в течение
20 мин в естественных условиях.

Обезжиренные детали
брать незащищенными
руками не разрешается.

Защита оптических
деталей, имеющих непосредственный
контакт с атмосферой,
проводится папиросной бумагой.

Совет

Между
оптическими деталями и крышками
объективов (окуляров) бума га
прокладывается в один слой. Затем крышки
и диафрагмы закрываются (устанавливаются
на наименьшее отверстие).

Если
конструкцией прибора не предусмотрены
крышки, то оптические де тали,
имеющие непосредственный контакт с
атмосферой, обвертываются папиросной
бумагой в два-три слоя и обвязываются
шпагатом.

Защита
наружных неокрашенных металлических
поверхностей дета лей
приборов и ЗИП (в том числе и с металлическим
покрытием) проводится ингибированной
бумагой МБГИ-8-40.

При этом обвертывание
приборов ингибированной
бумагой МБГИ-8-40 проводится так, чтобы
она располагалась в не посредственной
близости от защищаемой поверхности.

Расстояние между защищаемой
поверхностью и ингибированной бумагой
не должно превышать
10 см.

Неметаллические
запасные части, инструмент и принадлежности
обвертываются
папиросной или оберточной бумагой (при
необходимости ватой) и помещаются
в укладочные ящики (футляры) в отведенные
для них места.

Приборы, у которых
штатные укладочные ящики не обеспечивают
герметизацию,
консервируются методом «чехол».

Метод
«чехол» заключается в изготовлении
полиэтиленового чехла, в который
помещается силикагель. Силикагель
помещается в мешочках из бязи из
расчета 1 кг на 1 м3
объема чехла. В чехол дополнительно
помещается контрольный
патрон с индикаторным силикагелем.

Обратите внимание

Масса одного мешочка не должна
превышать 350—400 г. После размещения
силикагеля проводятся заварка свободного
конца полиэтиленового чехла и визуальная
проверка герметичности
путем обжатия чехла.

Приборы в герметичных
полиэтиленовых чехлах укладываются
в штатные укладочные ящики (футляры,
чехлы).

Приборы,
у которых конструктивная особенность
штатных укладочных ящиков
обеспечивает герметизацию, консервируются
методом «заклейка».

Консервация методом
«заклейка» заключается в помещении
приборов в штатные
укладочные ящики (футляры), воздух внутри
которых насыщается парами
ингибитора и осушается силикагелем.

Расчет количества ингибированной бумаги
и силикагеля приведен в п. 11.2 настоящего
учебника. Все щели, отверстия, стыки и
т. п. заклеиваются водонепроницаемым
материалом.

Для
герметизации стыков (швов) применяется
полиэтиленовая лента с липким
слоем.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 1

Сушка силикагеля производится РїСЂРё темнокрасном его калении, что соответствует температуре 500 – 600 РЎ; сушка РїСЂРё РЅРёР·РєРёС… температурах РёРЅРѕРіРґР° РїСЂРёРІРѕРґРёС‚ Рє отрицательным результатам. Просушенный силикагель так же, как Рё РІСЃСЏРєРёР№ РґСЂСѓРіРѕР№ сорбент, хранят РІ герметичной таре.  [1]

Сушка силикагеля РїСЂРё 160 РЎ продолжается 6 – 8 час. Высушенный силикагель ссыпают РІ склянку СЃ хорошо пришлифованной РїСЂРѕР±РєРѕР№.  [2]

Повышение температуры сушки силикагеля марки РљРЎРњ выше 250 РЎ ухудшает его адсорбционные свойства Рё механическую прочность. Высушенный адсорбент следует сразу же загружать РІ адсорбер или РІ герметичную тару.  [3]
Важно

Более совершенной является сушка силикагеля РІ специальных печах пропусканием через слой адсорбента азота, подогретого РґРѕ 200 – 220 РЎ.  [4]

Более совершенной является сушка силикагеля РІ печах пропусканием через него азота, подогретого РґРѕ 200 – 220 РЎ.  [5]

Более совершенным является СЃРїРѕСЃРѕР± сушки силикагеля РІ специальных печах пропусканием через слой адсорбента азота, подогретого РґРѕ 200 – 220 РЎ.  [6]

Были использованы данные Романкова Рё Рашковской РїРѕ сушке силикагеля Рё гранулированного катализатора РІ аэрофонтанной сушилке без подсуши-вателя.  [7]

В работах Г. К. Борескова, В. А. Дзисько и др. [4], М. В. Полякова и П. М.

Стадник [5] показано, что обработка перед сушкой силикагеля раствором аммиака позволяет получить широкопористый гель.

Р’ то же время известно, что РїСЂРё снижении глубины синерезиса получается более прочный, РЅРѕ менее активный Рё узкопористый катализатор.  [8]

Если силикагель содержит большее количество влаги или имеет большую объемную массу, чем указано РІ технических условиях, РѕРЅ должен быть просушен РІ печи РЅР° противнях слоем толщиной 30 – 50 РјРј. Сушка силикагеля РґРѕ постоянной объемной массы проводится РїСЂРё температуре 180 – 200 РЎ.  [9]
Совет

Как РІРёРґРЅРѕ РёР· приведенных данных, силикагель максимальной активности получается тогда, РєРѕРіРґР° РёР· него удалена РЅРµ РІСЃСЏ влага, которую РѕРЅ может потерять РїСЂРё данной температуре сушки. РџСЂРё сушке силикагеля порциями РїРѕ 100 Рі максимальная его активность получается РїСЂРё сушке РІ течение 5 час.  [10]

При этом объемная масса силикагеля марки КСК должна быть не более 0 45 кг / дм3, а марки КСМ-не более 0 67 кг / дма.

Если силикагель содержит большее количество влаги или имеет большую объемную массу, чем указано РІ технических условиях, РѕРЅ должен быть просушен РІ печи РЅР° противнях слоем толщиной 30 – 50 РјРј.

Сушка силикагеля РґРѕ постоянной объемной массы проводится РїСЂРё температуре 180 – 200 РЎ.  [11]

Эффективность и надежность работы адсорберов в значительной степени определяются качеством адсорбента и режимом его регенерации.

Марка загружаемого адсорбента должна быть подтверждена сертификатом изготовителя.

Перед загрузкой силикагеля РІ адсорбер необходимо проверить его влажность Рё насыпную массу, Р° так же просеять через сито СЃ ячейками 2 5 – 3 РјРј для удаления мелких частиц, после чего просушить.

Сушку силикагеля обычно РїСЂРѕРІРѕРґСЏС‚ РЅР° противнях, помещаемых РІ печь СЃ температурой 180 – 220 РЎ, РіРґРµ РёС… выдерживают РґРѕ тех РїРѕСЂ, РїРѕРєР° насыпная масса силикагеля РЅРµ стабилизируется. Слой силикагеля РЅР° противне РЅРµ должен превышать 50 – 70 РјРј.  [12]
Обратите внимание

Активность адсорбентов определяется не только строением поверхности и химическим составом, но и их влажностью и рабочей температурой.

Каждому виду адсорбента соответствует определенное оптимальное содержание воды, при котором он обладает наивысшей адсорбционной способностью.

В случае полного обезвоживания адсорбционная способность может упасть до нуля.

Сушка при недостаточной температуре тоже не дает положительных результатов, так как вода, заполняющая поры, понижает активность адсорбентов.

Поэтому каждый адсорбент перед очисткой должен подвергаться сушке ( прокаливанию) РїСЂРё вполне определенной для него температуре, которую устанавливают опытным путем. Так, например, температура сушки силикагеля – 450 – 500 РЎ, Р° глины – 140 – 150 РЎ.  [13]

Массу раскатывают на каландрах в тонкие листы, которые перекладывают материей и укладывают в стопку. Стопку обвязывают проволокой и вулканизуют в воде.

Степень сжатия материала РІ стопках имеет большое значение: РїСЂРё сильном сжатии РјРёРїРѕСЂ получается более прочным, РЅРѕ СЃ высоким электрическим сопротивлением, слабое сжатие дает противоположный эффект. Вулканизованные листы сушат Рё фрезеруют для придания РёРј требуемого профиля. РџСЂРё этом РІ стружку переходит более 20 % материала. РџРѕСЂС‹ РІ получаемом материале образуются благодаря тому, что РїСЂРё сушке очень влажного силикагеля объем его: ильно сокращается. Поскольку после вулканизации общий эбъем эбонита уже зафиксирован, то сокращение объема силикагеля открывает РїРѕСЂС‹.  [14]

Страницы:      1

Регенерация силикагеля в промышленности

Регенерация силикагеля в промышленности

Широкое применение синтетических адсорбентов для осушки помещений, газов, в качестве влагопоглотителей при хранении различных изделий, а также для глубокой осушки и очистки различных органических веществ, масел, маслохладоновых смесей экономически выгоднее при многократном использовании регенерированных адсорбентов.

Если вы используете силикагель, замена этого материала должна проводится регулярно.

Регенерация – это процесс восстановления рабочих свойств адсорбента ( в данном случае силикагеля) после использования его для осушки или очистки.

Регенерация включает в себя две стадии:

1. Десорбцию – это процесс, обратный адсорбции, т.е. удаление адсорбтива из адсорбента.

2. Охлаждение адсорбента после десорбции.

Важно

Следует отметить, что процесс регенерации очень важная стадия, т.к. в значительной мере определяет экономику разделения и очистки газовых и жидких смесей (примерно 60-70% всех энергетических затрат приходится на стадию регенерации). Степень осушки или очистки газов и жидкостей во многом зависит от того, насколько эффективно была проведена регенерация.

рис. 1 Зависимость глубины осушки газа мелкопористым силикагелем КСМ-5 (остаточная влажности с) от условий регенерации (t, W)

В зависимости от того, для каких целей применялся силикагель, зависит выбор стадии десорбции. При использовании силикагеля как влагопоглотителя для осушки помещений, газов, при хранении различных изделий десорбция заключается в обезвоживании пропитанного влагой силикагеля.

Глубина осушки зависит, в первую очередь, от температуры регенерации, а при низких температурах – от влажности продувочного газа W (рис.1).Кривые, соответствующие различной влажности продувочного газа ( от 1000 до 21500 част. на 1 млн.

), носят экспоненциальный характер и остаточное влагосодержание по мере увеличения температуры регенерации асимптотически стремится к некоторому предельному значению ( 10 част. на 1 млн.). Это значение концентрации влаги в паровой фазе, видимо отвечает полному удалению физически адсорбированной воды из пор силикагеля.

При температуре регенерации выше 1600С полнота регенерации силикагеля достигается вне зависимости от влажности продувочного газа.

Степень осушки газов силикагелями определяется на основе диаграммы, построенной с учетом изотерм адсорбции ( рис.2).

рис. 2 Диаграмма для определения остаточного влагосодержания в газе после осушки мелкопористым силикагелем с учетом условий регенерации (температуры и влажности продувочного газа)

Приведем пример использования диаграммы. Пусть при регенерации силикагель был нагрет до 1350С в результате продувки влажным газом, в котором концентрация влаги составляет 1000 част. на 1млн. Проводим перпендикуляр с = 1∙103 част. на 1 млн. до пересечения с изотермой 1350С.

Совет

Содержание влаги в адсорбенте после регенерации определяем на оси ординат в соответствии с положением точки пересечения. Оно равно около 1% (масс.).

В свою очередь, точки пересечения линии постоянного влагосодержания силикагеля с кривыми 25 и 500С позволяют получить на оси абсцисс значения остаточного содержания влаги в газе на стадии осушки: 11 част. на 1 млн. при 250С и 28 част. на 1 млн. при 500С.

Если силикагель использовался для осушки и очистки различных органических веществ, например фреонов, различных масел, маслохладоновых смесей и т.п., то многократное использование адсорбентов, прежде всего, требует удаление компонентов очищаемой среды с внешней поверхности и из объема вторичных пор гранул адсорбента перед термической обработкой.

В этом случае, стадия регенерации может осуществляться в несколько этапов; к термической обработке силикагелей добавляется различные способы удаления адсорбированных веществ с поверхности. Выбор подходящего способа регенерации будет зависеть от среды, в которой работал силикагель.

Если для легколетучих веществ, таких как хладоны и органические растворители, это не вызывает существенных технологических сложностей и их удаление легко осуществляется вакуумированием или продувкой, то при удалении высоковязких веществ, таких как масла, возникают существенные трудности.

Масло, оставшееся на внешней поверхности и во вторичной пористой структуре гранул, в процессе термической десорбции закоксовывается. Этот процесс сопровождается процессом сгорания. В результате снижается активность адсорбента, ухудшается кинетика адсорбции.

Способы удаления адсорбированных веществ с поверхности адсорбента разнообразны: обжиг в окислительной среде, отдувка водяным паром, отмывка растворителем. При обжиге адсорбент продувается воздухом, температурой до 2000С и основная часть масла стекает с адсорбента без воспламенения.

Затем температуру регенерации поднимают до 500-6000С.

Термическая десорбция связана с потерями масла и может сопровождаться изменениями молекул выделяющихся веществ за счет каталитических превращений при повышенной температуре, вызывать накопление в пористой структуре адсорбента коксообразных продуктов и смол.

Обратите внимание

При регенерации адсорбентов после осушки легколетучих органических веществ ( например четыреххлористого углерода, хладонов и др.) перед тепловой обработкой производится отдувка инертным газом при температуре обычно не более 80-900С.

При регенерации отработанного силикагеля горячим раствором кальцинированной соли с различными поверхностно-активными веществами масло выделяется из адсорбента и всплывает наверх.

Обработанный таким образом силикагель осушается горячим воздухом..

Отмывка адсорбированных масел растворителями (например, бензином, ацетоном и т.д.) – более совершенный процесс. Поскольку применение этих растворителей связано с повышенной пожаро- и взрывоопасностью, целесообразнее использовать для отмывки негорючие растворители, например, трихлорэтилен или хладоны.

рис. 3 снижение активности силикагелей

Десорбционные процессы могут проводиться периодически (в аппаратах с неподвижным слоем сорбента) и непрерывно (в аппаратах с движущимся слоем адсорбента) в адсорберах.

Причем, последние нашли ограниченное применение. Для создания непрерывного процесса используют блоки адсорберов, в которых каждый адсорбер состоит в том или ином цикле ( адсорбция, десорбция, сушка и охлаждение).

Такие блоки могут быть четырех-, трех- и двухсорберными.

В процессе эксплуатации адсорбционных установок адсорбционная емкость силикагелей снижается.

Это объясняется тем, что в результате многократного повторения чередующихся циклов адсорбции и десорбции происходит снижение активной адсорбирующей поверхности поглотителя, вызываемое механическим истиранием частиц сорбента, растрескиванием, пылением и разрушением их, отравлением сорбента примесями, которые не удаляются при десорбции.

На рис.3 показана обобщенная зависимость снижения во времени относительной статической активности силикагелей, построенная на основании экспериментальных данных фирмы « Линде».

Важно

Статическая активность всех осушителей уменьшается с ростом рабочей температуры адсорбции. Цеолиты подвержены такому влиянию в меньшей степени, чем силикагели, на статическую активность которых температура процесса оказывает заметное влияние (табл.1)

Таблица 1

Рабочая темпера- тура процессов, 0С
20
25
30
35
40
45
50
55

Относительная статическая активность, %
100
97,1
93,9
89,7
84,7
79,1
71,3
57,1

Расчетная статическая активность силикагеля должна приниматься такой, чтобы можно было получить экономичный срок службы поглотителя. Учитывая данные рис.3 и табл.

1 расчетная активность адсорбента не должна превышать 60% от паспортных данных товарных поглотителей. Обычно в проектных расчетах принимают, что статическая активность силикагеля по влаге составляет 7-9 кг Н2О / 100 кг осушителя.

В нормальных условиях эксплуатации экономичный срок службы силикагеля составляет от 1 до 3 лет.

Литература:

1. Кельцев Н.В. « Основы адсорбционной техники», М., ХИМИЯ, 1984г.

2. Малкин Л.Ш., Колин В.Л. « Осушка и очистка малых холодильных машин», М., Легкая и пищевая промышленность 1982г.

Ознакомление с технологическим процессом сушки частиц гранулированного силикагеля

Задание

В кипящем слое производится сушка частиц
гранулированного силикагеля  от начальной влажности 30% до конечной 5% по весу.
Сушильный агент – воздух, температура воздуха на выходе из топки 150 оС.
В топке происходит сгорание природного газообразного топлива, расход топлива
550 нм3/ч. Коэффициент избытка воздуха в топке – 4.

Температура
взвешенного слоя 98 оС, высота слоя 450 мм, сопротивление слоя р=250 кгс/м2=25 МПа. Расход сушильного агента 600 нм3/ч.
Расход влажного силикагеля 240 кг/ч, выход сухого силикагеля 240 кг/ч. Давление
в верхней части сушилки 0,4 МПа.

Схема технологического процесса представлена на рисунке
1.

Рисунок 1 – Схема технологического процесса

Предусмотреть:

1) 
Автоматический контроль параметров
технологического процесса;

2) 
Стабилизация влажности силикагеля
на выходе из сушилки.

Описание технологического процесса с
обоснованием контролируемых и регулируемых параметров

Технологический процесс, рассматриваемый в работе,
представлен двумя объектами. В топке происходит сгорание природного
газообразного топлива.

Совет

В результате сгорания получается нагрев воздуха,  температура
которого на выходе из топки 150 оС. Сушильный агент – воздух, нагретый
в топке, поступает в сушилку.

Влажный силикагель подается в сушилку, в
направлении противоположном движению воздуха. Фиксируется изменение влажности силикагеля
на выходе из сушилки.

Отработанный сушильный агент – воздух после
прохождения через сушилку отводится в атмосферу.

Контролируемыми параметрами данного технологического
процесса являются: влажность силикагеля на входе в сушилку, расход влажного силикагеля,
расход первичного воздуха, расход топлива, температура воздуха на выходе из
топки, расход сушильного агента, давление в верхней части сушилки, температура
взвешенного слоя, высота слоя, сопротивление слоя, выход сухого силикагеля.

Регулируемым параметром данного технологического
процесса является: конечная влажность силикагеля на выходе из сушилки,
коррекцию которой производим изменением расхода топлива.

Выбор и обоснование средств автоматизации

На функциональной схеме изображены все средства
автоматизации, необходимые для контроля и регулирования параметров, которые в
свою очередь обеспечивают стабильность работы связанных между собой агрегатов.

Наиболее важным параметром в нашей схеме является
влажность силикагеля на выходе из сушилки.Для ее регулирования
необходимы следующие средства автоматизации:

В данной
схеме, как наиболее оптимальный, выбираем контактный метод измерения влажности.
В качестве датчика выбираем, преобразователь влажности ИПТВ-056М3, который
обладает унифицированным выходным сигналом, воспринимаемым вторичным прибором
без нормирующего преобразователя.

Преобразователь влажности ИПТВ-056М3 предназначен
для преобразования относительной влажности газовых и жидких сред в
унифицированный токовый сигнал, имеет пределы измерения относительной влажности
0-100%.

Обратите внимание

Так как силикагель можно считать жидкой средой, то можно использовать
данный преобразователь.

В
качестве вторичного прибора выберем показывающий и регистрирующий прибор
ДИСК-250, предназначенный для измерения и регистрации активного

Осушитель салона, проба на эффективность. — DRIVE2

Всем привет.

Не очень давно, а точнее в октябре был пост одноклубника о силикагеле, в качестве осушителя салона автомобиля. Прочитав, в очередной раз я вспомнил, как сильно повышается влажность в салоне с началом зимнего сезона и как сильно это напрягает. То плюс то минус, и так всю зиму, влажность бешеная.

Поэтому тема очень актуальна, к тому же очень хотелось оценить реальную эффективность этого метода, и привести хоть какие-то доводы кроме слов типа “вроде стало лучше”.
“Носочный вариант” конечно, ничем не хуже любого другого, но я люблю эстетику во всём, поэтому решил сделать вариант более привлекательный.

Хотел было купить 3 килограмма силикагеля и расфасовать в красивые мешочки, которые мне обещали сшить, но как оказалось такую маленькую партию купить крайне сложно. Промониторив рынок силикагеля я нашёл отличный готовый вариант — SORBIS 219 в симпатичных тёмно-синих мешочках по 1кг., (24х15 см.

), в упаковке 5 штук, цена 900р.

Согласно нормам закладки на салон автомобиля требуется около 3 кг. Некоторое время пришлось подождать т.к. было сухо и смысла в этом эксперименте не было. Ну вот наконец дождался, когда по утру мой салонный гигрометр устойчиво показывал более 90% влажности.

В итоге все пять мешочков были распределены по машине, под передние сиденья по 2, и один в багажник. Лишние два килограмма не помешают, подумал я, а только улучшат эффективность. Полезное пространство не пострадало, да и в глаза ничего не бросается.

На следующий день, утром, (погода точно такая же, дождь) гигрометр показал около 95% влажности, практически ничего не изменилось?!, (может в минус 1%), но все стёкла изнутри были абсолютно сухие.

Честно говоря, я ожидал, что показания гигрометра сразу будут отличаться значительнее, возможно надо подождать некоторое время.

Важно

Спустя несколько дней, точнее 5-й день, влажность в салоне была в районе 85%, вроде сдвинулось с мертвой точки. Сегодня 8-й день, показания гигрометра 81%, данные Gismeteo на сегодня – 85%. Разница есть, метод работает. В индикаторном мешочке появились отдельные розовые гранулы.

Но реально всё оказалось гораздо сложнее, чем я думал, нужны длительные наблюдения, что бы оценить полезность данного метода конкретно для автомобиля. Но в любом случае этот метод должен работать по определению, с оговоркой на конкретные условия эксплуатации, т.к.

салон автомобиля это всё таки не полностью закрытый объём.

Теперь остаётся только ждать, когда весь силикагель в контрольном пакетике не приобретёт устойчивый розовый цвет, значит достигнут максимум поглощения влаги, что равняется около 30% от веса силикагеля. По сути, получается что 5кг.

силикагеля могут впитать 1.5 литра воды. После наступления этого момента эффективность снизится до минимума и нужно будет просушить мешочки в течение нескольких часов.

Количество циклов сушки очень большое, так что хватит надолго, главное не намочить силикагель.

Через месяц взвешу один из мешочков, посмотрю, на сколько увеличился вес, тогда уже можно сделать окончательные выводы. Всё это время на машине совершал кратковременные поездки, не думаю, что это сильно повлияло на результат.
Хочу добавить, что это не реклама, к фирме Sorbis и её продукции я не имею никакого отношения.

Всем спасибо за внимание, добра и удачи!

Осушаем воздух: силикагель vs рис vs соль

guniamc
Загрузка

06.08.17

12430

Сухой филамент всегда лучше влажного. В комментариях к моей статье в комментариях возник вопрос о резонности использования силикагеля при осушении воздуха для филамента. Я купил 4кг этого вещества (минимальная фасовка была) и задумался: может корпорации используют сми, чтобы продвигать свой продукт. Хотя у каждого на кухне есть то, что может достойно справиться с этой задачей?
Задача: проверить способность силикагеля, риса и соли впитывать влагу из воздуха и осушать его.
Цель: найти оптимальную субстанцию по цена/впитываемость

Подготовка эксперимента

Размышлял, как лучше его провести, стоит ли нагревать, изолировать в какой-то емкости с водой испытуемых и остановился на простом варианте. 3 Субстанции оставляются на кухне и измеряется масса веществ в начале и через некоторый промежуток времени. Тем самым достигаются абсолютно одинаковые условия (влажность одна и та же). Масса измерялась кухонными весами с точностью +/- 1 грамм.

Если даже они врут, то для всех кандидатов одинаково и дельта будет истинна. Время измерения сутки, с промежуточными остановками. Во время пауз на взвешивание, субстанции размешивались (чтобы толщина слоя минимально влияла на впитываемость). Соль и рис провели в духовке полтора часа.

Силикагель 3-5мм, соль мелкая, рис мелкий самый дешевый.

Начальные данные, масса с тарелками:

Прошло два часа: Силикагель +3г влаги, рис чуток (возможно погрешность измерения), соль +0. Явно показываются плюсы индикаторного силикагеля (меняется цвет)

Прошло 4 часа

Совет

Тут весам явно не понравилась поверхность и у всех показания ниже. Если отталкиваться от соли, которая явно “околонулевая”, то силикагель +5г, рис +2г от начала тестирования.

Прошло 12 часов:

Силикагель +13г, соль +0, рис +5г влаги из воздуха.

Прошло 24 часа

Силикагель +21г, соль +1г, рис +8гМасса нетто веществ после теста:

• Силикагель – 222г
• Соль – 250г
• Рис – 247г

Получается за сутки:

• силикагель впитал в себя 10% влаги (21/(222-21)),
• рис впитал 3% влаги
• соль сошла с дистанции (результат в пределах погрешности)

Вычисляем экономически выгодную субстанцию

Простой силикагель 222г стоит 19р при покупке 2кг упаковки. Рис 247г около 16р. Силикагель впитывает в 3 раза больше при сопоставимой цене.

Итог

Если вы не профессионально занимаетесь печатью и нет 20-50 катушек пластика в кладовке, то силикагель покупать смысла я не вижу. Можно его вообще не покупать, если разорвать пакетики, которые идут с пластиков, и закинуть в духовку на пару часов. Производитель говорил, что силикагель можно 500+ раз осушать в печке (100-150С). Если б/у силикагеля нет, то можно вполне сыпать рис. А когда накопиться с пустых катушек силикагель, то сделать вкусный плов.

Силикагель можно использовать для просушки обуви и чего угодно, т.е. свои килограммы буду сыпать в тапки в том числе)

Устройство для регенерации силикагеля

Полезная модель позволяет проводить сушку силикагеля без потери его работоспособности, путем изменения режимов работы нагревательного элемента.

Указанный результат достигается тем, что устройство для регенерации силикагеля, содержит контейнер, с отверстиями для засыпки мокрого силикагеля, нагревательный элемент, установленный в основании контейнера, вентилятор, воздуховод, соединяющий вентилятор с нагревательным элементом и с контейнером через отверстие, расположенное в его верхней части, паровой выпускной клапан, полку для размещения мокрого силикагеля, установленную внутри контейнера, термодатчик с верхним порогом срабатывания плюс 170°C, установленный в месте размещения силикагеля и подключенный к цепи питания нагревательного элемента. 1 п.ф., 1 ил.

Полезнаямодель относится к области радиометрии и может быть использована для восстановления свойств (регенерации) силикагеля в патронах-осушителях радиометров радона.

При отборе проб радона для радиометрического анализа, исследуемый воздух поступает в радиометр через фильтр и осушитель воздуха, в качестве которого используется силикагель. Со временем осушающие свойства силикагеля ухудшаются, так как происходит насыщение пор силикагеля водой.

Для восстановления осушающих свойств силикагеля проводится регенерация силикагеля путем его нагревания.

Превышение оптимальных температур регенерации силикагеля приводит к потере его работоспособности, поэтому в процессе регенерации силикагеля необходимо контролировать температуру, при которой происходит восстановление осушающих свойств силикагеля.

Известно устройство для регенерации силикагеля [JP 10226524 (А), МПК B01J 3/00, C01B 33/158, опубликовано 25.08.1998].

Обратите внимание

Устройство содержит: контейнер, в нижней части которого находится нагревательный прибор, а в верхней части находится отсек для жидкого геля и клапан избыточного давления с трубкой.

Устройство работает следующим образом: регенерируемый силикагель помещают в контейнер, снабженный трубкой с клапаном, и в этот контейнер добавляют жидкий гель.

Затем, данную смесь подогревают с одновременным повышением давления внутри контейнера.

При этом пары жидкого геля заполняют поры регенерируемого силикагеля и по завершении процесса избыточное количество паров жидкого геля через трубку с клапаном выводятся из внутреннего пространства контейнера.

Достоинством этого устройства, заключается в том, что оно позволяет получить сухой силикагель без поверхностного натяжения и внутреннего напряжения.

Недостатками этого устройства является то, что оно не позволяет контролировать температуру, при которой происходит регенерация силикагеля, что может привести к потере работоспособности силикагеля.

Это обусловлено тем, что при нагревании до температуры 200-300°C активность силикагеля теряется в результате образования связей Si – O, происходящего с отщеплением воды, а при нагревании выше 400°C размер поверхности силикагеля необратимо уменьшается, это приводит к потере его работоспособности.

Кроме того, для улучшения характеристик силикагеля необходимо использовать дополнительно жидкий гель и контейнер, рассчитанный на избыточное давление, что приводит к усложнению конструкции устройства.