Файл: Хордас, Г. С. Техническое кондиционирование воздуха и инертных газов на судах.pdf

сорбента способен поглотить 100 г водяных паров (или 10 г водяных паров па 100 г сорбента).

Различают поглотительную способность в статических и динами­ ческих условиях. В статических условиях поглощение водяных паров происходит при постоянном и неподвижном объеме влажного воз­

Рис. 6. Кривые поглощения воды силикагелем при 293 К в статических условиях (а); кривые поглощения воды мелкопористым силикагелем в зависимости от содержания водяных паров в воздухе при различной температуре и скорости воздуха, равной 0,2 м/с (б); степень осушения воздуха в зависимости от количества воды, поглощен­ ной силикагелем марки КСМ (в).

кагелем двух видов: 1 — марки КСМ (крупный силикагель, мелко­ пористый — зерна 2—4 мм, высота слоя 50 мм) и 2 — марки КСК (крупный силикагель, крупнопористый). Как видно из приведенных кривых, силикагель марки КСМ при низких парциальных давлениях водяных паров в воздухе обладает большей поглотительной способ­ ностью, чем силикагель марки КСК-

В динамических или практических условиях процесс адсорбции характеризуется выделением тепла, неполным использованием объема сорбента и неполным поглощением воды при низких парци­ альных давлениях водяных паров. Поэтому данные, полученные в статических условиях, должны быть скорректированы с учетом влияния указанных факторов. Практически поглотительную способ-

16

Ход кривой поглощения воды из воздуха, изображенной на рис. 6, в, показывает, что в начальный момент силикагель обеспе­ чивает осушение до точки росы 230 К. Только после его некоторого насыщения водой (около 2%) силикагель начинает обеспечивать максимальную степень осушения воздуха до температуры точки росы 215 К. Это свойство силикагеля следует учитывать при исполь­ зовании его для глубокого осушения воздуха (газов) ниже 230 К. С целью получения низкой температуры точки росы рекомендуется увлажнять силикагель перед пропусканием через него осушаемого воздуха или газов.

Одновременно с изготовлением воздухоосушительных установок с твердыми сорбентами фирмой Каргокэйр была разработана уста­ новка с применением жидкого сорбента. Подобная установка типа

«Катабар» для судовых и стационарных условий была создана и фир­ мой Мидленд-Рос (США).

Принцип действия указанных установок заключается в том, что осушаемый воздух подается в абсорбер, где орошается жидким сор­ бентом— раствором соли. Так как парциальное давление водяных паров над раствором соли определенной концентрации и температуры ниже парциального давления водяных паров в воздухе (рис. 7), происходит переход водяных паров из воздуха в раствор (абсорбция воды раствором).

Более низкое парциальное давление пара над поверхностью раствора, чем над поверхностью воды, объясняется тем, что молекулы растворителя (воды) притягиваются одна к другой слабее, чем к мо­ лекулам растворенного вещества. В связи с тем что растворенное вещество (соль) не может перейти в газовую атмосферу, то и для молекул растворителя затруднен такой переход. Этим можно объяс­ нить причины уменьшения парциального давления пара над поверх­ ностью раствора по сравнению с парциальным давлением над по­ верхностью воды [411. Так как в процессе осушения воздуха концентрация раствора снижается (за счет абсорбции из воз­ духа воды), то ее необходимо восстанавливать до начального зна­ чения.

Стекающий после осушения воздуха в поддон раствор насосом вновь подается в камеру орошения (рис. 8). Часть раствора поступает в регенератор-десорбер. Внутри десорбера установлен паровой змее­ вик подогрева. Вместе с регенерируемым раствором в десорбер посту­ пает наружный воздух. В десорбере воздух и раствор подогреваются и за счет разности парциальных давлений вода, поглощенная раство­ ром в камере орошения, переходит из раствора в воздух, который выбрасывается в атмосферу. Сорбент с повышенной концентрацией стекает в поддон, где смешивается с основной массой циркулиру­ ющего сорбента.

В качестве жидких сорбентов-поглотителей влаги можно приме­ нять растворы хлористого лития, хлористого кальция, хлористого магния и бромистого лития, высококонцентрированную серную кис­ лоту, глицероль, а также гликоли — диэтиленгликоль и триэтиленгликоль, парциальное давление водяных паров над которыми за­

18

это объясняется его положительными свойствами: достаточно низким давлением водяного пара над поверхностью раствора при рабочих концентрациях и температурах, малой вязкостью, химической ста­ бильностью, нетоксичностью и хорошей водорастворимостью. Не-

8 грузовые помещения

пан подачи свежего пара; 10 — насос раствора; И — перегородка, ■ ■ н осушаемый воздух; — — — воздух десорбции; —/— за­ бортная вода; —•— • — свежий водяной пар.

смотря на то, что давление водяных паров над поверхностью высококонцентрированной серной кислоты и глицероля более низкое, в практике они все же не нашли широкого применения из-за их кор­ розионного воздействия на металлы и химической нестабильности. Применение бромистого лития непрактично, так как он менее стаби­ лен, чем хлористый литий при регенерации в атмосферных условиях. Хотя хлористый литий менее агрессивен, чем хлористый кальций, он все же может вызывать некоторую коррозию металлов. Поэтому целесообразно в рабочие растворы добавлять замедлители корро­ зии, например хромат лития, который предпочтителен при осушении воздуха растворами лития, так как в этом случае в систему не вво­ дятся посторонние катионы.

При использовании раствора хлористого лития для осушения воз­ духа одновременно достигается высокая стерилизация воздуха при