Sita molekularnemają szczególnie duże powinowactwo do wody i mają silne właściwości absorpcji wody, dlatego są szeroko stosowane do suszenia gazowego i są stosunkowo idealnym środkiem suszącym. Eksperymenty wykazały, że argon suszony w sposób ciągły za pomocą Mg(CIO4)2, P2O3 i metalicznego sodu nie jest tak skuteczny, jak suszony na sitach molekularnych. Tymczasem sita molekularne mają stabilny charakter, nie boją się ciepła, nie boją się wody, nie ulegają erozji pod wpływem różnych rozpuszczalników i mogą być wielokrotnie regenerowane przy jednoczesnym zachowaniu dobrej wydajności adsorpcji i mogą być używane przez długi czas. Zalety stosowania sit molekularnych do suszenia gazów są następujące:
(1) Stopień wysuszenia jest wyjątkowo wysoki. Po wysuszeniu gazu na sitach molekularnych można uzyskać produkty o wyjątkowo niskiej temperaturze rosy, bez konieczności stosowania dodatkowego sprzętu do zamrażania. Punkt rosy powietrza po suszeniu na sicie molekularnym może wynosić od -60 do -90 stopni, podczas gdy do suszenia na powietrzu stosuje się inne środki suszące, takie jak tlenek glinu lub krzemionka, punkt rosy może osiągnąć jedynie około -60 stopni.
(2) Silna zdolność suszenia gazów o niskiej wilgotności względnej. Podczas obróbki sprężonych gazów o niskiej wilgotności względnej lub gazu, który nie jest całkowicie wysuszony, skuteczność adsorpcji sit molekularnych jest znacznie większa niż w przypadku innych adsorbentów. Im niższa zawartość pary wodnej, tym ważniejsze są właściwości sit molekularnych. Na przykład przy wilgotności względnej wynoszącej 1% zdolność adsorpcji sit molekularnych może osiągnąć 18% własnej masy, czyli 10 razy więcej niż w przypadku aktywowanego tlenku glinu i 20 razy więcej niż w przypadku żelu krzemionkowego. Dlatego też stosowanie sit molekularnych do usuwania śladowych ilości wody z gazów jest bardzo skuteczne.
(3) Silna zdolność pochłaniania wody w wysokich temperaturach. Do suszenia gazów o wysokiej-temperaturze najdoskonalsze jest zastosowanie sit molekularnych do odwadniania. Na przykład w temperaturze 100 stopni dla powietrza o wilgotności względnej 1,3% sita molekularne mogą zaadsorbować do 15% równoważnej masy wody, czyli 10 razy więcej niż aktywowany tlenek glinu i 20 razy więcej niż żel krzemionkowy.
Kiedy adsorbenty adsorbują wodę, wszystkie uwalniają ciepło utajone. Ciepło adsorpcji powoduje wzrost temperatury złoża, zmniejszając w ten sposób zdolność adsorpcji adsorbentu. Jednakże zmiany temperatury złoża w mniejszym stopniu wpływają na zdolność adsorpcji sit molekularnych. Dlatego czasem nie trzeba czekać do całkowitego wystygnięcia warstwy złoża przed jej użyciem po regeneracji.
(4) Dobra skuteczność suszenia przy dużych prędkościach gazu
Przy dużych prędkościach gazu sita molekularne mają również dobrą zdolność adsorpcji podczas suszenia gazu. Na przykład przy małych prędkościach gazu zdolność suszenia żelu krzemionkowego i sit molekularnych jest podobna; wraz ze wzrostem prędkości gazu zdolność adsorpcyjna żelu krzemionkowego gwałtownie spada, podczas gdy sit molekularnych maleje tylko nieznacznie.
(5) Może jednocześnie adsorbować inne cząsteczki zanieczyszczeń
Sita molekularne mogą usuwać z gazu zanieczyszczenia inne niż woda. Choć zdolność adsorpcyjna sit molekularnych wody jest znacznie większa niż innych zanieczyszczeń gazowych, to przy odpowiedniej konstrukcji można jednocześnie usuwać wodę i inne zanieczyszczenia za pomocą sit molekularnych.
(6) Adsorpcja selektywna
W wielu operacjach suszenia składniki surowców są często adsorbowane podczas odwadniania. Dlatego w niektórych procesach suszenia adsorpcyjnego należy wziąć pod uwagę problem współ-adsorpcji. Stosowanie sit molekularnych może kontrolować to zjawisko, ponieważ sita molekularne mają różne sita o różnych średnicach porów, a wybierając odpowiednie sito molekularne o odpowiednich średnicach porów, składniki surowca nie mogą przedostać się do środka, a jedynie adsorbują wodę, aby kontrolować problem współ-adsorpcji. Na przykład podczas głębokiego oddzielania na zimno surowego gazu w celu uzyskania olefin z ropy naftowej, można zastosować sita molekularne typu 3A do usuwania wody, podczas gdy olefiny nie są adsorbowane.
Zastosowanie stałego złoża sit molekularnych do suszenia gazu jest typowym procesem adsorpcji i można go stosunkowo niezawodnie zaprojektować, korzystając z danych dotyczących długości sekcji przenoszenia masy.
Proces adsorpcji polegający na suszeniu gazu na sitach molekularnych zazwyczaj prowadzi się naprzemiennie z dwiema lub kilkoma kolumnami adsorpcyjnymi. Kiedy warstwa złoża sita molekularnego tej kolumny adsorpcyjnej osiągnie nasycenie umożliwiające adsorpcję wody, kolumnę adsorpcyjną należy wymienić, a zregenerowane nasycone sito molekularne należy zaadsorbować. Im wyższa temperatura regeneracji, tym pełniejsza regeneracja, ale jednocześnie większe jest zużycie energii i krótsza żywotność sita molekularnego. Dlatego temperatura regeneracji powinna być jak najniższa, aby zmniejszyć zużycie energii i skrócić cykl regeneracji, co jest korzystne dla produkcji przemysłowej. Generalnie odpowiednia jest temperatura regeneracji wynosząca 200 - 350 stopnia. Zdolność pochłaniania wody przez sita molekularne będzie się zmniejszać po wielokrotnych regeneracjach. Przykładowo po 200 regeneracjach ogólna zdolność absorpcji wody spadnie o około 30%, natomiast w przypadku przeprowadzania kolejnych regeneracji, spadek zdolności absorpcji wody będzie wolniejszy.
CHEMXIN zajmuje się sitami molekularnymi od 2002 roku, ponad 24 lata doświadczenia w zakresie produkcji, rozwoju i wskazówek dotyczących instalacji. Podzielmy się większą liczbą przypadków i uczmy się razem.