Осушение воздуха силикагелем

Такие вещества, как силикагель, алюмогель и активированный уголь относятся к твердым адсорбентам и обладают капиллярно-пористой структурой. Извлечение водяного пара из воздуха твердыми адсорбентами достигается за счет явления адсорбции и капиллярной конденсации. Молекула водяного пара при адсорбировании поверхностью капилляра образует на ней вогнутый мениск воды. Появляется разность парциальных давлений над вогнутой поверхностью и плоской поверхностью воды. Перепад этого давления обратно пропорционален радиусу капилляров адсорбента. В случае превышения парциального давления водяного пара в воздухе, аналогичного показателя для насыщенного пара над вогнутой поверхностью воды в капиллярах имеет место диффундирование пара из воздуха в полость капилляров с последующей конденсацией.

На интенсивность осушки воздуха твердыми адсорбентами оказывает влияние разность парциальных давлений насыщенного водяного пара. В свою очередь, перепад давлений определяется диаметром капилляров, температурой и влагосодержанием осушаемого воздуха.

Рассмотрим более детально осушение воздуха силикагелем. Этот адсорбент способен поглотить такое количество водяного пара, которое будет соответствовать равновесному состоянию, наступающему после продолжительного пребывания силикагеля в воздухе. По завершению процесса осушки обводненность адсорбента обычно составляет 9-11% по массе.

При температурах выше 35ºС использовать силикагель для осушки воздуха нецелесообразно. Это связано с тем, что при определенном влагосодержании воздуха равновесное содержание влаги силикагеля снижается с повышением температуры.

В общем случае силикагели позволяют обеспечить глубокую осушку воздуха с конечным влагосодержанием не более 0,02 г/кг. Этому значению соответствует температура точки росы -50 ºС.

По мере увлажнения силикагеля эффективность его использования постепенно снижается. А при достижении значения предельной влажности он и вовсе прекращает поглощать влагу из воздуха. Поэтому необходимо проводить восстановление свойств данного адсорбента за счет активации (удаления из капилляров накопившийся ранее влаги). Технически этого можно добиться при нагреве силикагеля до температуры более 100 ºС с последующей продувкой горячим воздухом.

Также рекомендуем ознакомиться: Установки осушки атмосферного воздуха типа “Суховей”