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空调制冷研究

空调制冷研究

 

 

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第4章计算双塔干燥器两塔吸附、再生转换的时间

由前文可知吸附式干燥器,一塔进行吸附,另一塔进行再生。

依再生方式不同可分为无热再生式干燥器,有热再生式干燥器和微热再生式干燥器。

再生式干燥器的实际工作过程分吸附、再生两个阶段构成一个循环。

工作时,压缩空气交替流经AB两个充满吸附剂的塔式容器,一塔在工作压力状态下吸附时,另一塔则在接近大气压状态下再生,然后按所设定的程序切换两塔交替工作。

当没有干燥器吸附时,主风缸充气需要的最快时间为:

(4-1)

考虑到系统的误差及设备的响应时间,故吸附的时间设定的原则为:

□干燥;●再生;T工作周期

图3-1干燥器工作周期图 

干燥剂由于其分子结构决定了它具有特别大的,独特的内表面,因此可以从通过的空气中吸收水分。

干燥剂具有极小的分子孔径,因而可以吸收水分子,同时过滤较大的油分子。

干燥器的工作周期设定应该遵循以下几个原则:

干燥时间要充分,使空气的水分得到足够吸附,排出的干燥空气符合设计要求;干燥时间不宜过长,否则影响压缩机向总风缸的充风,影响机车的制动性能;与控制时间的继电器及电磁阀相适应,所设定的时间能够得到良好的响应。

为了能够充分干燥压缩空气,使制动系统及其设备得到较好的性能及运行,本次设计设定干燥和再生的时间分别为30s和30s。

即:

第5章机车空气干燥单元总体方案设计

5.1机车空气干燥器介绍

5.1.1机车空气干燥器的分类和介绍

空气干燥装置有三种基本型式:

(1)致冷剂式:

用机械冷却来进行干燥,这种型式费用高,并且时常出故障。

它主要用于工厂定置式干燥系统。

(2)吸湿式:

利用吸湿材料,当水份通过吸湿材料时就被吸收掉。

但当吸湿材料水份达到饱和时,水份还可能进入制动系统。

这种装置需要经常更换吸湿介质。

(3)再生式:

 利用干燥剂吸收水份并周期地将干燥剂中的水份除掉。

这种除水方法较经济,因此适于用来干燥机车上的压缩空气。

根据目前科技发展水平,利用吸附的方法,既可使机车空气系统的空气达到所需的干燥程度,又可避免空气系统中产生冷凝水。

吸附法的原理主要是利用蒸汽在固态吸附剂孔隙中有毛细管凝结的现象。

常用的吸附剂有:

硅胶、硬铝胶、分子筛一沸石、活性氧化铝等。

吸附式空气干燥装置的优点是干燥程度高(其露点温度可达-50℃~-70℃),干燥过程中吸附剂不消耗,不更换,吸附剂能将所吸收的水份排入大气,恢复其吸水能力。

5.1.2再生式干燥装置

单塔式干燥器:

机车上采用的再生式干燥装置基本上有两种:

 第一种是单塔式,用以吸收集中起来的水份,它需要安装一个辅助主风缸,以容纳除水空气。

当然,还需要相应的附属装置。

其结构示意图见图5-1。

当压缩机带负荷运转时,从调压器来的控制空气打开控制阀,使压缩空气(输出空气)通过干燥床,同时关闭排气口。

正常情况下,空气经过除水空气风缸送往第二个主风缸。

当压缩机无负荷运转时,控制阀的作用是截断通往干燥床的空气流,同时迅速使干燥床中的空气经控制阀的排气口排入大气。

这时除水空气风缸中的空气经除水空气止回阀塞门排出。

这种较干燥的空气经过止回阀中塞门膨胀,再经干燥床,将前一个负荷循环收集的水份带走,并经控制阀的排气口将它排到大气中去。

当压缩机无负荷时,排气口始终启开。

除水空气风缸和第二个主风缸之间的止回阀在无负荷循环时关闭,使制动系统空气与除水空气隔开。

 

a干燥床;b控制阀;c除水空气止回阀和塞门;

d除水空气风缸;e制动系统分隔止回阀。

1从压气机来的空气;2排气口;3从调压器来的控制用空气;4通往机车第二个主风缸。

图5-1单塔式再生干燥装置

双塔式干燥器:

第二种双塔式干燥装置采用串联干燥床,它不需加除水空气风缸。

通过一个控制系统(包括一个作用可靠的定时器和一个电磁阀)操纵每个干燥床的控制阀起作用。

在此系统中,一个干燥床提供干燥空气(输出空气),而另一个干燥床则进行除水。

经一定时间间隔,两个干燥床的作用相互置换。

因此,一个干燥床总是提供干燥空气,而另一个则进行除水。

它的结构如图5-2所示。

这个系统是独立的,与其它任何空气系统都不发生关系。

a干燥床;b控制阀;c排水阀;d除水空气止回阀和塞门。

1通往机车的第二主风缸;2从压缩机来的空气;3控制系统。

图5-2双塔式干燥器示意图

图5-3空气压缩机和空气干燥器工作原理图

1网状滤清器;2进气阀;3再生阀;4露点传感器;5排气阀;6风机;7风动驱动装置;8再生空气出口;9温度传感器;10内置加热器;11干燥空气出口;12潮湿空气入口。

图5-4双塔式工作原理图

工作原理:

当一个吸收器在吸收水分时,另一个吸收器用吹热空气来再生二氧化硅凝胶。

这一过程一直进行到温度继电器关断加热器为止。

然后,干燥的压缩空气用来冷却吸收剂。

再生后,吸收器的功能就自动转换。

当需要使用压缩空气的部件所消耗的压缩空气量小于干燥系统所能保证的压缩空气量时,其中一个吸收器就处于/待机状态。

在供气管路中的剩余压力为0174~0195MPa(714~915kg/ cm2)时,空气可以干燥到露点-32~34℃。

5.2机车空气干燥器的结构设计

压缩机的饱和空气通过进气阀进入干燥剂塔,通过干燥芯下部的过滤芯除去较大的水滴、油滴、尘埃等杂质,经过过滤的空气流入干燥芯干燥,进行进一步的干燥处理。

处理后空气的含油量应小于10ppm,空气中尘埃的颗粒大小应小于20μm,空气相对湿度小于35%。

处理后的空气,经过空气止回阀,达到所需要求的流入主风缸供风。

为满足高效的性能要求,本文采用双塔式空气干燥器,干燥原理与一般干燥器相同,主要是通过控制电路,控制两个空气干燥塔,使他们在不同时间内交替工作,周期定为30s。

同时干燥塔互相利用干燥空气,通过空气止回阀之间相连的小孔,在周期内未工作的空气干燥塔可利用干燥空气同时除去吸收的水滴、液体和尘埃等杂质通过排泄阀排出空气干燥塔,进行再生。

这样的工作方式有利于提高工作效率,同时对设备起着维护作用,同时兼顾了提高工作效率和设备使用寿命。

空气干燥器主要由6个个组成部分,如图5-5所示,即干燥筒、进气阀、空气止回阀、排泄阀、控制电路箱以及安装板。

空气干燥器安装在压缩机后冷却器和第一总风缸之前。

1干燥筒2排泄阀3出去双止回阀4电气控制箱5安装架板6进气阀

图5-5干燥器总体结构

5.2.1干燥筒的设计

干燥筒左右对称配置主要由干燥芯、过滤芯、干燥芯支架及干燥筒上下体组成。

干燥筒是实现压缩空气干燥净化的核心部件。

本文中干燥筒外部采用上下圆筒的结构,通过螺栓紧密的连接在一起,为保证气密性,连接面精度要求较高,防止空气泄露和外界空气的污染。

干燥筒内部通过干燥芯架将干燥筒内部分为两部分,下半部分为过滤芯,起着过滤大水滴、油滴和体积较大杂质颗粒,即一次空气处理。

上班部分为干燥芯,将从过滤芯处理后的空气进行再次处理干燥来满足设计要求,极二次处理。

由于二次处理要求较高,所以吊架不采用平均分割干燥同内部的结构,本文将过滤芯和干燥芯所占体积以1:

2的比例设计。

设计尺寸如下:

筒的外径为250mm,壁厚为25mm,筒中可用部分高度为450mm,过滤芯所占高度为150mm,干燥芯所占高度为300mm,由于要布置气路,所以干燥筒两端和干燥芯部位中部分别布置了孔,其与排泄阀,空气止回阀相连的孔径均设计为40mm,两干燥筒相连部位的小孔直径设计为8mm,使用于再生的干燥空气的流通。

结构如图5-6所示,零件名称和数量如表5-1所示。

1干燥筒上体2干燥芯3干燥芯4干燥芯支架5干燥筒下体

图5-6干燥筒结构图

 

表5-1干燥筒零件数目表

零件

O-形环

端盖

垫圈

机器螺钉

螺纹嵌入件

数目

2

2

2

24

24

干燥筒左右对称配置,主要由干燥芯、过滤芯、干燥芯支架及干燥筒上下体组成。

干燥筒是实现压缩空气干燥净化的核心部件。

干燥筒工作原理

干燥:

如图5-7,从空气压缩机过来的未干燥的空气,经过干燥器上方的进气口进入干燥筒与阀体之间的空腔,向下方流动,到达干燥筒底部后,空气中的杂质,油污、颗粒等较大杂质经过下方的排污口流向排泄阀;同时,剩下的带有水汽的空气,通过下方的筒口进入干燥筒进行干燥,在干燥筒内,空气从下往上流动,经过干燥剂分别进行两级干燥,干燥完全之后的空气经过上方的排气口排向出气止回阀,完成干燥作用。

图5-7干燥过程

再生:

再生的作用与干燥相反,已经干燥的空气,一部分通过出气止回阀通往总风缸,另一部分,通过一个小孔,流向需要再生的干燥筒,如图5-8所示,干燥空气经过上方的阀口进入干燥筒,由于本身已经干燥,所以具有吸水功能,在从干燥筒上方流下下方的过程中,会带走两级干燥剂中含有的水分,使干燥剂得到再生,带有水分的空气经过下方的阀口,排向排泄阀,完成再生作用。

图5-8再生过程

5.2.2出气双止回阀设计

出气止回阀设计为三部分组成。

包括止回阀体,止回弹簧,止回阀体和止回阀盖四部分组成。

它与左右干燥筒相连,根据左右干燥筒的工作状态由压差打开或关闭相应的止回阀。

左右进风口由一小孔相连以便干燥空气进入再生干燥筒进行再生。

根据止回阀选型手册,止回阀类型代号为H、传动方式为气动(代号为6)、,连接形式选择焊接(代号为6),以保证良好的密封性、结构形式选择升降直通式结构(代号为1)、阀座密封面和衬里材料选择渗氮钢(代号为D),以提高接触面硬度和耐磨性,有利于止回阀密封。

因为连接采用焊接所以阀体不采用铸铁,选用碳钢(代号为C),即止回阀型号为H661-DC。

止回阀各部分材料如表5-2。

表5-2出气止回阀材料表

零件名称

阀体、阀盖、阀瓣

密封面

摇杆

销轴

垫片

零件材料

碳钢

渗碳钢

碳钢

铬不锈钢

柔性石墨+304

止回阀尺寸均按GB12221-1989选取,尺寸设计如图5-9所示,结果示意图如图5-10所示。

图5-9出气止回阀尺寸设计图

1止回阀盖2止回阀3止回阀弹簧4阀体

图5-10出气止回阀结构示意图

出气止回阀原理

当右边的经干燥筒干燥的空气从右下方进入阀体,阀体左右两边通有一小孔,有一部分干燥空气通过小孔流向左边,进入再生筒进行干燥作用,另一部分干燥空气借助压力向上顶开止回阀。

止回阀弹簧的参数根据压力值来确定,具体的弹簧设计由于能力有限,不予展开讨论。

压力值确定:

由之前的压缩机可知,压缩机处于运转状态时,开始对总风缸冲风,当总风缸压力达到定压900kPa时空压机自动停机,当总风缸压力达到700kPa时,空压机又自动启动对总风缸充风。

为了保证总风缸有足够的时间充风,可以设定当总风缸压力达到300kPa左右时,其中的一个干燥筒下的排泄阀排出再生空气。

故弹簧的压力设定为300kPa。

干燥空气达到300kPa时顶开止回阀流向总风缸,同时再生筒的干燥剂得到再生,再生干燥筒下的排泄阀有再生空气排出。

5.2.3进气阀的设计

所需处理空气通过进气阀进入干燥塔,气压达到一定值,通过回动弹簧关闭进气阀。

进气阀阀盖、回动弹簧、转换活塞、转换阀和阀体构成。

进气阀座中装有滤尘网,能除去空气中较大杂质。

受电气控制箱的两个电磁阀发出的压缩空气指令开放或关闭转换阀。

左右干燥筒均有进气阀,通过进气阀座与进气口相连。

进气阀结构图见图5-11,主要结构尺寸5-13如图所示

1阀盖2弹簧3转换活塞4转换阀5阀体

图5-11进气阀

进气阀工作原理:

干燥过程中,如图5-12所示。

来自空气压缩机的空气从下方流入右边进气阀阀体,由于电器柜中电磁阀的控制作用,阀体向右运动,进气阀处于开放状态,空气进入左边的干燥筒进行干燥,而同时左边的进气阀由于电磁阀控制作用处于关闭状态,压缩机的空气不能通过进气阀进入左边干燥筒,只有当30s的时间过后,电磁阀的励磁状态改变,左右两边的进气阀才交替改变开断状态。

图5-12进气阀工作原理

图5-13进气阀尺寸设计图

5.2.4排泄阀的设计

排泄阀安装在干燥筒的下面。

主要由上盖、阀体,活塞杆、排风阀、活塞弹簧、防尘罩及加热管组成。

阀口根据电气控制箱的两个电磁阀所发出的压缩空气指令来控制开闭。

防尘罩用于防止外部灰尘进入阀内。

加热管用于防止冬季运用时排泄阀冻结。

温度感应器控制加热管工作。

1活塞弹簧2阀体3活塞杆4排风阀5防尘罩

图5-14排泄阀

图5-15排泄阀尺寸图

排泄阀安装在干燥筒的下面。

主要由上盖、阀体,活塞杆、排风阀、活塞弹簧、防尘罩及加热管组成。

阀口根据电气控制箱的两个电磁阀所发出的压缩空气指令来控制开闭。

防尘罩用于防止外部灰尘进入阀内。

加热管用于防止冬季运用时排泄阀冻结。

排泄阀工作原理:

排泄阀和进气阀都的开关都是通过电气控制箱的两个电磁阀来进行控制,但排泄阀的开关是与进气阀的开关相反的,当右边的进气阀开启的同时,排泄阀要处于关断状态,相应的,左边的进气阀关断,排泄阀打开。

这是因为,左边干燥筒干燥过程中,下边的排泄阀如果打开,会释放压力,使空气从排泄阀排出,总风缸得不到干燥空气。

而左边再生筒下方的排泄阀处于打开状态,能使再生空气带着水,油污等杂质一起顺利排出。

排泄阀活塞弹簧压力设定值不能太高,太高了油污排不出去,形成堵塞,太低了会泄漏空气,无法保证干燥筒维持一定的压力,故初步预设为300kPa左右。

5.2.5电气控制箱

主要由箱体、时间继电器、中间继电器及两个电磁阀组成。

中间继电器按时间继电器给定的时间间隔控制两个电磁阀的励、退磁,进而向进气阀和排泄阀发出周期性的压缩空气信号。

电气控制原理如图5-16所示,电路如图5-17所示。

电气控制过程:

电气控制过程如图5-16的箭头所示,当电磁阀励磁时,左边进气阀得到压力空气,阀口处于关闭状态,根据空气压缩机的最大排气压力约为900kPa,可设定电磁阀控制左边进气阀的压力空气压力为1Mpa,使左边进气阀处于关闭状态,1Mpa远大于排泄阀的弹簧压力,左边排泄阀打开。

与此同时,右边的进气阀控制空气压力减小,弹簧回复,转换活塞和转换阀分离,使从压缩机的来空气进入干燥筒进行干燥。

5.2.6构架及安装板

空气干燥器上部有吊板,以利于吊挂在车下。

后面有安装干燥筒及电气箱的安装板。

左右干燥筒下面的外侧备有支撑架,以利装卸时支撑用。

图5-16干燥气路图

图5-17电气接线图

5.3干燥器功能

此干燥器可以实现以下功能:

1时间继电器应与空压机同步工作。

2空压机启动后,时间继电器应按设定的时间(30s)进行循环显示。

3两干燥筒应周期性进行干燥与再生。

5.4工作原理

空气干燥器是左右两干燥筒交替工作的无热再生式除湿净化装置。

其工作原理参见图5-16。

干燥器是左右两干燥筒交替工作的无热再生式除湿净化装置。

电磁阀励磁,进气阀A和排泄阀A没有接受到压力空气指令而进气阀B和排泄阀B接受到压力空气指令。

此时,进气阀A和排泄阀B处于开放状态,而进气阀B和排泄阀A处于关闭状态。

饱和湿空气由空压机出气口经后冷却器进入进气阀座,再经开放的进气阀A进入右边干燥筒,并顺着箭头方向流下,经过干燥芯下部过滤芯时,先除去较大的水滴、油滴及灰尘然后送到干燥芯,经干燥芯后的干燥空气借助压力打开右出气止回阀,将干燥空气送向总风缸。

出气止回阀的左右进气口有一小孔连通,经右干燥筒处理的净化空气有一部分经过小孔流向干燥筒B,从干燥芯上面流经干燥芯,吸收干燥芯内的水分(再生作用)并带着过滤芯下面的水滴、油滴及尘埃流到排泄阀排空。

电气控制箱内的时间继电器每隔30s改变电磁阀A和B的励退磁状态,从而每隔30s改变左右干燥筒的干燥与再生。

这样,左右干燥筒轮流反复地进行干燥和再生。

5.5主要参数

空气处理量:

    2.4m3/min

工作压力:

     约1MPa

吸附剂:

     分子筛

再生方式:

    无热、常压

再生耗气率:

      <12%

处理空气的相对湿度:

 ≤35%

干燥塔转换周期:

    30s

外型尺寸(长X宽X高):

  860×575×740

 

第6章 干燥剂的选择

干燥剂也叫吸咐剂,是一种从大气中吸收潮气的除水剂,用在防潮,防霉方面,起干燥作用,按吸附方式及反应产物不同为分物理吸附干燥剂和化学吸附干燥剂。

物理吸附的干燥剂有硅胶、氧化铝凝胶、分子筛、活性炭、骨炭、木炭、矿物干燥剂,或活性白土等,它的干燥原理就是通过物理方式将水分子吸附在自身的结构中。

化学吸附的常用干燥剂有生石灰干燥剂、氯化镁、氯化钙、碱石灰或五氧化二磷、硅酸等,它们是通过化学方式吸收水分子并改变其化学结构,变成另外一种物质。

6.1静态干燥与动态干燥

6.1.1静态干燥

静态干燥

定义:

定量的吸附剂和定量的溶液经过长时间的充分接触而达到平衡。

(被处理液或气体与吸附剂搅拌混合,而被处理液或气体没有自上而下流过吸附剂的流动,这种吸附操作叫静态吸附。

应用:

1、防湿包装:

照相机及感光材料、精密仪器/电器、食品、药品、鞋、衣服、皮革、武器、电讯器材等。

2、空气脱湿:

家庭内壁橱、柜子、地板、乐器等。

6.1.2动态干燥

定义:

把一定重量的吸附剂填充于吸附柱中,令浓度一定的溶液在恒温下以恒速流过,从而测得透过吸附容量和平衡吸附容量。

(被处理液或气体通过吸附剂自上向下流动的吸附叫动态。

应用:

1、空气干燥:

仓库、船仓、制药厂、精密机械、电子器材制造厂、压缩空气、仪表空气干燥。

2、工业气体脱水精制:

氢、氧、氮、氯、CO2、乙炔、乙烯、甲烷、乙烷、丙烷、SO3、SO2、天然气

本文设计的机械空气干燥单元干燥过程属于动态干燥。

6.2常用几种干燥剂

6.2.1硅胶

硅胶是一种高活性吸附材料,主要成分是二氧化硅,是一种高活性吸附材料。

通常是用硅酸钠和硫酸反应,并经老化、酸泡等一系列后处理过程而制得。

硅胶属非晶态物质,其形状透明不规侧球体,其化学分子式为mSiO2.nH2O。

硅胶的化学组份和物理结构,决定了它具有许多其它同类材料难以取代的特点:

吸附性能高、热稳定性好、化学性质稳定、有较高的机械强度等。

硅胶干燥剂的内部为极细的毛孔网状结构,这些毛细孔能够吸收水分,并通过其物理吸引力将水份保留住,作为干燥剂被广泛应用到航空部件、计算机器件、电子产品、皮革制品、医药、食品等行业的干燥防潮。

即使将硅胶干燥剂全部浸入水中,它也不会软化或液化。

它具有无毒、无味、无腐蚀、无污染的特性,故可以与任何物品直接接触。

硅胶干燥剂最适合的吸湿环境为室温(20~32℃)、高温(60~90℃),它能使环境的相对湿度降低至40%左右,因此干燥剂应用范围非常广泛。

硅胶的安全性能:

硅胶能对人的皮肤能产生干燥作用,因此,操作时应穿戴好工作服。

若硅胶进入眼中,需用大量的水冲洗,并尽快找医生治疗。

硅胶干燥剂是唯一通过美国FDA认证,可直接与食品、药品接触使用的干燥剂。

发生误食后,不会对人体造成伤害,也不会被人体吸收,可自然的随粪便排出体外。

6.2.2蒙脱石

粘土干燥剂,外观形状为灰色小球,最适宜在50℃以下的环境中吸湿。

当温度高于50℃,粘土的"放水"程度便大于"吸水"程度。

但粘土的优势在于价格便宜。

蒙脱石干燥剂自上世纪八十年代由德国南方化学公司发现并使用在干燥剂领域后,因其低廉的价格,良好的吸附效果逐渐成为国际主流的矿物干燥剂原料之一。

蒙脱石干燥剂也称膨润土干燥剂 、陶土干燥剂。

蒙脱石干燥剂颜色有:

紫色、灰色、紫红

特点:

①环保性:

以纯天然蒙脱石干燥剂为原料,干燥活化制成,不含任何添加剂和易溶物,是一种无腐蚀、无毒、无公害的绿色环保产品;使用后可作为一般废弃物处理,不会污染环境,可自然降解。

②适应性:

在各种温度的环境下,吸湿性能都能保持稳定;

③防潮性:

吸湿性能良好,饱和吸湿率为自身重的50%以上,是传统干燥剂的1.5倍。

6.2.3矿物

矿物干燥剂根据其矿物成分的不同往往表现出不同的性质,比如说天然的干燥剂和通过化学工艺加工而成的干燥剂,其效果是一样的,但是在制造过程和使用过程中其产生的影响是大相径庭的。

就拿所谓的活性矿物干燥剂来说,它主要是利用天然的资源进过加工处理而得来的,由于其天然矿物本身就具有干燥的特性,所以说起处理过程也是尽量保持其纯天然的特性,故是一种绿色环保,无毒无害的干燥剂。

而且其应用范围也是比较广泛的,可以在潮湿的环境中或酸碱性环境中使用。

另外就是要注意其存储环境的控制。

矿物干燥剂特点:

①高湿下吸湿能力好;

②高温下吸湿能力比蒙脱石优秀。

6.2.4分子筛

分子筛是一种极性分子化学键构成,对水是有很强的吸附性,分子筛干燥剂就是根据这个性质制成的。

另外分子筛干燥剂是一种具有分子数量级性质的干燥剂,也就是说并不是对于所有的分子都可以被其吸附,而是只有让比它本身的分子直径小的分子进入,这样一来就可以将混合物中的分子进行筛选,根据不同直径的分子制备不同功能的干燥剂,来吸附不同的气体或水分。

分子筛干燥剂特点:

1即使在湿度已经很低的环境中,分子筛分干燥剂还是能够吸附水分子的,可以将环境中的湿度保持在一个稳定的状态。

2极性较强,对水分子的反应速率较快。

本机车空气干燥单元设计选择分子筛作为干燥剂。

6.3吸附的原理

吸附是一种介质与另一种介质之间的一种反应现象,可以是通过物理反应产生作用,也可以是化学反应产生作用,这主要决定于所接触的两种介质的性质和外界条件影响,比如说分子干燥剂就是一种利用物理反应的原理来产生作用;而矿物干燥剂就是利用介质与矿物成分发生化学反应而起作用。

另外也可以这样理解吸附,就是说吸附是两种介质分子之间的距离趋于无穷小。

在发生吸附现象的过程中是满足能量界的能量守恒和动量守恒的,有的时候两种介质之间的吸附反而会使其中一种介质具有更大的速度,发生碰撞后与介质脱离。

但是这样的能量守恒和动量守恒是有条件的,即发生反应的温度、压力、湿度是恒定的。

图中所示为水在吸附剂上的吸附等温线与等压线,它描述了吸附过程的热力学特性。

由图可知,在温度恒定条件下,水分子的吸附量是与大气中的水分子运动量成正比的;在压力恒定的条件下,水分子的吸附量是与压力成反比的;所以说要控制好其条件,在低温或高压条件下,水分子更容易被吸附,相反其效果是不佳的。

图6-1吸附原理图

6.4分子筛工作

上面已经提到分子筛干燥剂是一种利用物理反应来发挥作用的,分子间的通道主要是通过结晶态的盐类形成的,一般为硅酸盐、铝酸盐。

分子进行筛选分子时是根据分子的尺寸大小来发生作用的,分子筛所形成的孔道直径一般为0.3~2.0nm,所以说只有小于这个级别的分子才能被其吸附。

为了使分子筛具有更广泛的适用性,有关机构或学者对其化学性质进行了研究,觉得可以将其中的硅酸盐、铝酸盐中的硅和铝进行替代,比如说Mn、Zn等元素。

当然所形成的分子筛的孔道直径也可以达到2.0nm左右,所以说现在分子筛可以根据其构成盐类的金属元素不同可以将分子筛分为不同的种类。

随着大孔径分子筛的研究,分子筛又可以根据其孔道的大小将分子筛分为微孔的、中孔的和大孔的分子筛。

但是其在使用过程中还是会遇到很多问题,比如说其组成材料的不同导致分子的筛选效果。

另外考虑到分子筛所吸附的水分子的状态不同以及组成分子筛的化学元素不同,所形成的分子筛的孔道和结构是不一样的,比如说所吸附水分子是处于自由态还是化合态,在外界条件发生变化时,所吸附水分子的状态也会发生变化,比如说温度的升高会导致化合态的水分子转变为自由态的水分子,使原本吸附的成为脱离状态。

考虑到金属元素的化学键高低,对极性分子的吸附

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