وبلاگ

مواد جاذب رطوبت به دلیل فضای متخلخل زیادی که دارند ( هر گرم آن حدود ۵۰۰ تا ۸۰۰ متر مربع مساحت دارد) بهترین انتخاب در این خصوص می­باشند.
انواع مواد جامد جاذب رطوبت
مواد جامد جاذب رطوبت از نظر تجاری به گروه ­های زیر تقسیم بندی می­شوند:
بوکسیت^[۱۱]: در طبیعت به صورت سنگ معدن وجود دارد که بیشترین حجم آن را اکسید آلومینیوم AL₂O₃ تشکیل می­دهد.
آلومینا^[۱۲]: یک محصول خالص­تر می­باشد و از بوکسیت ساخته می­ شود.
ژل ها^[۱۳]: توسط واکنش­های شیمیایی ساخته می­شوند و بخش عمده آن را اکسید سیلیس (SiO₂) تشکیل می­دهد.
زغال فعال^[۱۴]: یک محصول به دست آمده از زغال سنگ است که برای جذب مواد فعال شده است.

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

غربال مولکولی^[۱۵]: یک اسفنج از ترکیبات کلسیم، سدیم و آلومینیم سیلیکات است و فرمول کلی آن به قرار زیر است:

تمام مواد فوق به استثنای کربن فعال برای نم زدایی مورد استفاده قرار می­گیرد. ظرفیت جذب کربن فعال بسیار کم بوده و برای بازیافت هیدروکربن­ها و جذب ناخالصی­های مشخصی که خواص معینی دارند، به کار برده می­ شود.
به طور معمول لوازم و تجهیزات مورد استفاده برای مواد مختلف، اساساً مشابه بوده و در بسیاری از حالات قابلیت تعویض با یکدیگر را دارند و واحد­های طراحی شده برای عملیات یکی از آنها برای نوع دیگر مناسب است.
کاربرد­های اساسی جامدات جاذب رطوبت شامل موارد زیر است:
چنانچه گاز کاملاً خشک مورد نیاز باشد، از این فرایند استفاده می­ شود.
در مواردی که از لحاظ موقعیت مکانی، محدودیت وجود دارد.
در نم زدایی از گاز طبیعی با فشار بالا و حجم زیاد، چنان چه نقطه شبنم پایین مد نظر باشد استفاده از این سیستم نسبت به سیستم نم زدایی به وسیله گلایکول مناسب­تر است.

۱-۳-۲-۱- سیلیکاژل

سیلیکاژل­ها به صورت پودر یا دانه­ های سخت با ظاهری شیشه ­ای شبیه کوارتز وجود دارند. این مواد را اغلب با فرمول SiO₂+nH₂O نشان می­ دهند، مخلوط حاصل را درون یک هیدروسل قرار داده و پس از شستن و بیرون ریختن سولفات سدیم، هیدروژل را خشک می نمایند. محصول به دست آمده تخلخل بالایی دارد به گونه ای که قطر متوسط منافذ آن ۴۰ آنگستروم است. جدول ۱- ۲ آنالیز شیمیایی یک نوع سیلیکاژل تجاری را نشان می دهد.

۱-۳-۲-۲- موبیل سوربید

موبیل سوربید یک نوع سیلیکاژل اصلاح شده است که تکنیک­های پیشرفته­تری در ساخت آن به کار رفته و به شکل دانه­ های سخت کروی و نیمه شفاف دیده می­ شود که در آن تعداد حفره­های بسیار زیادی وجود دارند که دیده نمی­شوند. بخار در این حفره­ها به دام می افتد و مایع می­ شود، حفره­ها در موبیل سوربید آنقدر زیاد است که هر ۵۰۰ گرم آن ۳۰ هکتار مساحت دارد. سوربیدها خورنده نیستند و در شرایط ایستایی حدود ۴۰% وزن خود آب جذب می­ کنند. چون فعالیت موبیل سوربیدهای نوع H و نوع R بسیار زیاد است، آب می ­تواند سبب شکستن دانه­ها شود، جهت حفاظت از بستر سوربیدهای H و R در برابر آب، از سوربید نوع W و Ws استفاده می­ شود، نوع W و Ws در برابر آب مقاوم است، پیش از این محصول موبیل سوربید تحت نام KC-TROCKENPERELEN عرضه می­شد که محصول شرکت Engelhard آلمان بود ( بعد­ها شرکت BASF این شرکت را خریداری نمود). در حال حاضر شرکت­های متعددی این محصولات را با نام­های تجاری مختلف به بازار عرضه می­نمایند. سیلیکاژل نوع H برای جداسازی هیدروکربون­های سنگین تر از پنتان و نوع Ws برای جداسازی آب از جریان گازی مورد استفاده قرار می­گیرد.
در حال حاضر شرکت­های Union Carbide، BASF، Slicarbon و بسیاری دیگر ( شرکت­های روسی و چینی) از عمده­ترین تولید­کنندگان این مواد در خارج کشور بوده و در داخل کشور نیز تلاش­ های بسیار خوبی برای تولید این مواد انجام شده است و دانش فنی تولید آن بدست آمده است، اطمینان داریم بزودی محصولات تولید داخل کشور به عنوان رقیب محصولات خارجی در پالایشگاه­های گاز کشور استفاده خواهند شد.

۱-۳-۲-۳- آلومینای فعال

آلومینای فعال شکلی از اکسید آلومینیوم است که مقادیر جزیی هیدرات ها و ذرات متخلخل و مقادیر بسیار کمی از عناصر دیگر در آن به کار رفته است. ۵۱% از حجم ذرات آن را حفره­ها تشکیل می­ دهند. آنالیز نمونه ای از آن در جدول ۱- ۲ نشان داده شده است.

۱-۳-۲-۴- بوکسیت فعال

بوکسیت فعال ذراتی با رنگ قرمز متمایل به قهوه­ای می­باشند که از سختی بالایی برخوردارند. این ماده به طور طبیعی از گرم کردن بوکسیت تحت شرایط خاصی که آب از آلومینای آن خارج می­ شود به دست می ­آید که پس از فعال نمودن آن دارای ترکیب درصدهایی همانند جدول ۱- ۲ می­باشد. از ویژگی­های برجسته بوکسیت فعال، پایین بودن هزینه­ های عملیاتی در مقایسه با دیگر جاذب­ها است. ویژگی دیگر آن مقاوم بودن در برابر آب مایع است و از معایب عمده آن پایین بودن ظرفیت جذب آن می­باشد.
جدول ۱- ۲: مقایسه ظرفیت جذب انواع مواد خشک کننده در برابر هوای مرطوب [۳]

۱-۳-۲-۵- غربال مولکولی

گرچه تهیه غربال­های مولکولی به طور طبیعی از مدت­ها قبل شناخته شده بود ولی تا سال ۱۹۵۴ که شرکت Union Carbide موفق به ساخت آن از طریق واکنش­های شیمیایی شد، غربال­های مولکولی جزء مواد تجاری به حساب نمی­آمدند. غربال مولکولی برخلاف خشک کننده­ های متداول (سیلیکاژل، موبیل سوربید، اکسید آلومینیوم و … ) دارای ساختمان کریستالی میکروسکوپی ثابت با مشخصات مخصوص به خود می­باشد، که با بهره گرفتن از یک ماده ثانوی می­توان ساختمان ظاهری آن را به اشکال مختلف مورد استفاده در صنعت در آورد. از نظر شیمیایی مجموعه ­ای از ترکیبات کلسیم، سدیم، آلومینیوم سیلیکات مواد اصلی تشکیل دهنده آن است. پس از انجام عملیات تکلیس^[۱۶] در مجاورت حرارت ۴۰۰ تا ۶۰۰ درجه سانتی گراد، آب­های کریستالی در ساختمان آن خارج می­ شود و منافذ بسیار ریزی در حد آنگستروم به وجود می ­آید و کار جذب رطوبت را انجام می­دهد. در حالت­های خاص می­توان اندازه منافذ ایجاد شده را با تغییرات جزئی در مبادله یونی بین سدیم، پتاسیم و کلسیم به طور دلخواه تغییر داد و منافذی با قطر ۳ تا ۵ آنگستروم ایجاد نمود تا جذب مولکول­های کوچک در آن صورت گیرد.
اگر تغییرات خاصی بر روی آلومینیوم سیلیکات صورت گیرد منافذی با قطر­های ۸ تا ۱۰ آنگستروم ایجاد خواهد شد که برای جذب مولکول­های بزرگتر مورد استفاده قرار می­گیرد به گونه ­ای که از علامت اختصاری آن به اندازه منافذ و کاربرد آن می­توان پی برد. به عنوان مثال نوع (۴A) قادر است فقط آن دسته از مولکولهایی را جذب کند که قطر آن ۴ آنگستروم بیشتر نباشد. در ساختمان این ماده پتاسیم جایگزین سدیم شده (۴A) در نوع (۵A) کلسیم جایگزین سدیم شده است. اندازه مولکول­هایی را که قادرند به داخل ساختمان کریستالی غربال مولکولی نفوذ کرده و در آن جذب شوند به همراه دیگر ویژگی­های مهم آن در جدول ۱- ۳ آمده است. علاوه بر غربال مولکولی که در جدول ۱- ۳ آمده­اند دو نوع غربال مولکولی دیگر نوع AW 300 و AW500 برای نم زدایی از گازهای ترش بکار می­روند.
غربال­های مولکولی در نم زدایی از گازهایی به کار می روند که باید خشک شوند و نقاط شبنم بسیار پایینی را در اختیار قرار می دهند ( حدود ۱۰۰- درجه سانتی گراد).
اگر چه غربال­های مولکولی نسبت به دیگر مواد خشک کننده گران هستند ولی دارای مزایای زیر هستند:
برای نم زدایی از گازهایی که رطوبت نسبی آن پایین است، ظرفیت جذب بالایی دارند.
در دمای بالاتر از ۵۰ درجه سانتی گراد نیز قادر به نم زدایی هستند.
به طور انتخابی آب و هیدروکربور را جذب می­ کنند.
هر ناخالصی همراه گاز را جذب می­ کنند.
گاز را کاملاً خشک نموده و نقطه شبنم پایین ایجاد می­نمایند.
در برخورد با آب شکسته و یا ساییده نمی شوند و به یک لایه محافظ نیاز ندارند.
ظرفیت جذب آب به صورت پوند آب جذب شده توسط ۱۰۰ پوند غربال مولکولی در فشار ۵/۱۷ میلیمتر جیوه و دمای ۲۵ درجه سانتیگراد به شکل کروی تعریف می­ شود.
جدول ۱- ۳: خواص انواع غربال های مولکولی [۳]