モレキュラーシーブ特に水との親和性が高く、吸水性も強いため、ガス乾燥に広く使用されており、比較的理想的な乾燥剤です。実験では、Mg(CIO4)2、P2O3、および金属ナトリウムによって連続的に乾燥されたアルゴンガスは、モレキュラーシーブによって乾燥されたものほど効果的ではないことが示されています。一方、モレキュラーシーブは性質が安定しており、熱を恐れず、水を恐れず、さまざまな溶媒によって侵食されず、良好な吸着性能を維持したまま何度も再生でき、長期間使用できます。ガス乾燥にモレキュラーシーブを使用する利点は次のとおりです。
(1)乾燥度が極めて高い。ガスをモレキュラーシーブスで乾燥すると、極めて露点の低い製品が得られるため、他の冷凍補助装置は必要ありません。モレキュラーシーブ乾燥後の空気の露点は -60 ～ -90 度まで低くなりますが、空気乾燥にアルミナやシリカなどの他の乾燥剤を使用すると、露点は約 -60 度までしか達しません。
(2)相対湿度の低いガスに対する強力な乾燥能力。相対湿度が低い圧縮ガスや完全に乾燥していないガスを処理する場合、モレキュラーシーブの吸着効率は他の吸着剤よりもはるかに優れています。水蒸気含有量が低いほど、モレキュラーシーブの特性はより顕著になります。たとえば、相対湿度 1% では、モレキュラーシーブの吸着容量は自重の 18% に達する可能性があり、これは活性アルミナの 10 倍、シリカゲルの 20 倍です。したがって、モレキュラーシーブを使用してガスから微量の水を除去することは非常に効果的です。
(3) 高温下でも強力な吸水性能を発揮します。高温ガスの乾燥には、モレキュラーシーブを使用した脱水が最も優れています。たとえば、100 度、相対湿度 1.3% の空気では、モレキュラーシーブは当量の 15% まで水を吸着できます。これは活性アルミナの 10 倍、シリカゲルの 20 倍です。
吸着剤が水を吸着するとき、それらはすべて潜熱を放出します。この吸着熱により床温度が上昇し、吸着剤の吸着能力が低下します。ただし、モレキュラーシーブの吸着能力は床温度の変化による影響をあまり受けません。したがって、再生後にベッド層を使用する前に、ベッド層が完全に冷却されるまで待つ必要がない場合があります。
(4) 高いガス速度での良好な乾燥効率
高いガス速度では、モレキュラーシーブはガス乾燥に対して優れた吸着能力も備えています。たとえば、低いガス速度では、シリカゲルとモレキュラーシーブの乾燥能力は同等です。ガス速度が増加すると、シリカゲルの吸着能力は急激に低下しますが、モレキュラーシーブの吸着能力はわずかに低下するだけです。
(5) 他の不純物分子も同時に吸着可能
モレキュラーシーブはガスから水以外の不純物を除去できます。モレキュラーシーブの水の吸着能力は他のガス不純物よりもはるかに強力ですが、設計が適切である限り、モレキュラーシーブを使用して水と他の不純物を同時に除去できます。
(6) 選択的吸着
多くの乾燥作業では、脱水時に原料中の成分が吸着してしまうこともよくあります。したがって、特定の吸着乾燥プロセスでは、この共吸着の問題を考慮する必要があります。-モレキュラーシーブを使用することでこの現象を制御できます。モレキュラーシーブには細孔径の異なるさまざまなモレキュラーシーブがあり、適切な細孔径を備えた適切なモレキュラーシーブを選択することで、原料成分が侵入できず、水を吸着するだけで共吸着の問題が制御されます。-たとえば、石油ガスオレフィンの原料ガスを低温で分離する場合、3A タイプのモレキュラーシーブを使用すると、オレフィンが吸着されずに水を除去できます。
ガス乾燥にモレキュラーシーブの固定床を使用するのは典型的な吸着プロセスであり、物質移動セクションの長さのデータを使用して比較的確実に設計できます。
モレキュラーシーブによるガス乾燥の吸着プロセスは、通常、2 つまたは複数の吸着カラムで交互に操作されます。この吸着カラムのモレキュラーシーブ床層が水の吸着に対して飽和に達したら、吸着カラムを交換し、再生された飽和モレキュラーシーブを吸着する必要があります。再生温度が高いほど再生はより完全になりますが、エネルギー消費も大きくなり、モレキュラーシーブの寿命も短くなります。したがって、エネルギー消費を削減し、再生サイクルを短縮するには、再生温度をできるだけ低くする必要があり、これは工業生産にとって有益です。一般に、再生温度は 200 - 350 度が適切です。モレキュラーシーブの吸水能力は、複数回再生すると減少します。例えば、200回再生すると一般的な吸水量は約30％低下しますが、さらに再生を繰り返すと吸水量の低下は緩やかになります。
CHEMXIN は 2002 年からモレキュラーシーブに携わっており、製造、開発、設置指導において 24 年以上の経験があります。もっと事例を共有して一緒に勉強していきましょう。