Диссертация (1026227), страница 31
Текст из файла (страница 31)
Изменение сорбционных фронтов в зависимости от влагоемкостисиликагеля в первой точке перегиба изотермы адсорбции (а) и температуры: а)Q=30 л/мин, б) Q=50 л/мин, в) Q=75 л/мин, г) Q=100 л/мин;расчет с помощью модели при t=25оС 1-2 и при t=40оС 3-4, эксперимент приt=25оС 5-6 и при t=40оС 7-8, для а=11 и а=7 г/100гПри этом было экспериментально подтверждено определяющее влияниепервого множества адсорбтива, выделенного в предложенной модели, вчастности величины влагоемкости в первой точки перегиба изотермыадсорбции паров воды на мелкопористом силикагеле.Обобщенныерезультатыданныхисследований,определяющиекомплексное воздействие температуры протекающих процессов и снижениястатической влагоемкости силикагеля в первом множестве адсорбтива взависимости от температуры точки росы осушенного воздуха представлены наРисунке 3.33.191а)б)Рисунок 3.33.
Влияние негативных факторов на высоту работающего слоясиликагеля в зависимости от: а) влагоемкости силикагеля в первой точкеперегиба изотермы адсорбции; б) рабочих температурТаким образом, независимо от температуры точки росы осушенноговоздуха, в качестве одних из основных определяющих физико-химическихпараметров, влияющих на эффективность технологических процессов, можновыделить температуру и статическую влагоемкость силикагеля в первоммножестве адсорбтива.3.3.5.Результатыэкспериментальногоисследованияизменениядинамической активности силикагеля в процессах КБАДругим обобщающим физико-химическим параметром, влияющим наэффективность технологических процессов, следует признать динамическуюактивность силикагеля.
Данный параметр также зависит от температурыпротекающих процессов и температуры точки росы осушенного воздуха.Проведенные исследования по определению динамической активностимелкопористого силикагеля марки КСМГ указали на принципиальное отличиев определении этого обобщающего параметра применительно к процессам стермической регенерацией силикагеля и процессам КБА Рисунок 3.34.192Рисунок 3.34. Изменение динамической активности мелкопористогосиликагеля марки КСМГ в зависимости от температуры окружающей средыИсследования проводились с использованием метода предельных оценокдля граничной температуры точки росы осушенного воздуха минус 60 оС.Динамическая активность слоя силикагеля экспериментально определяласьвесовым методом, как в процессах с термической регенерацией силикагеля, таки в процессах КБА.
При этом, с помощью предложенной модели, используяэкспериментальные данные изотермы адсорбции исследуемого силикагеля,были проведены расчеты адсорбционных фронтов и с помощью методики,представленной в разделе 3.1.4, была определена динамическая активностьисследуемого слоя силикагеля как в процессах с термической регенерацией,так и в процессах КБА.Представленные на Рисунке 3.34 результаты показывают, что в процессахКБА динамическая активность слоя силикагеля может более чем в 3 разаотличаться от его динамической активности в процессах с термическойрегенерацией.Это позволяет сделать вывод, что использование данных по динамическойактивности силикагеля в процессах с термической регенерацией в расчетахпроцессов КБА не только сокращает ресурсные характеристики работыконденсационно-адсорбционных установок подготовки воздуха для кабельных193линий связи, но и может способствовать возникновению их внезапных,непрогнозируемых отказов.Кроме того, можно констатировать, что непосредственное использованиеметодик определения динамической активности силикагеля для процессов сего термической регенерацией применительно к процессам КБА приводит кошибкам в проектировании указанных установок, даже в случае использованиявысококачественного силикагеля.3.3.6.Результатыэкспериментальногоисследованияизмененияадсорбционной способности силикагеля в эксплуатационных условияхконденсационно-адсорбционных установок на основе процессов КБАЕще одним немаловажным параметром, определяющим эффективностьпротекающих процессов, является изменение адсорбционной способностисиликагеля в процессе эксплуатации установок.
Подобные изменения впроцессах с термической регенерацией силикагеля в основном обусловленыего деградацией. Влияние посторонних примесей, в частности углеводородов,здесь сказывается в меньшей мере, поскольку термическая регенерацияпрактически полностью удаляет их из слоя сорбента в каждом цикледесорбции. В результате срок службы силикагеля в нормальных условияхэксплуатации может достигать 5 лет и более [105].Применительно к процессам КБА определяющими негативными факторамиследует считать бароциклические нагрузки, а также влияние следовкомпрессорного масла и продуктов его разложения на сорбционнуюспособность силикагеля. В результате срок службы силикагеля в этих условияхможет сокращаться более чем в 5 раз.С целью выявления влияния следов компрессорного масла и продуктов егоразложения на адсорбционную способность силикагеля в процессах КБА всоответствии с методикой, изложенной в разделе 3.1.6., была проведена серия194натурных испытаний.
Результаты указанных исследований представлены наРисунке 3.35.1t=1 мес. теор.t=3 мес. теор.t=5 мес. теор.t=9 мес. теор.t=13 мес. теор.t=17 мес. теор.t=1 мес. эксп.t=3 мес. эксп.t=5 мес. эксп.t=9 мес. эксп.t=13 мес. эксп.t=17 мес. эксп.0,9См, (по массе)0,80,70,60,50,40,3t=2 мес. теор.t=4 мес. теор.t=7 мес. теор.t=11 мес. теор.t=15 мес.
теор.t=18 мес. теор.t=2 мес. эксп.t=4 мес. эксп.t=7 мес. эксп.t=11 мес. эксп.t=15 мес. эксп.t=18 мес. эксп.0,20,1000,10,20,30,40,5S0",0,6мРисунок 3.35. Распределение паров масла по силикагелю при различнойдлительности насыщения маслом, расчет с помощью разработанной модели 118; эксперимент 19-36 при длительности насыщения маслом: 1, 2, 3, 4, 5, 7, 9,11, 13, 15, 17, 18 месяцев соответственноОбращает на себя внимание, что увеличение количества масла ввыделенных секциях адсорбера аналогично поведению адсорбционныхфронтов.
При этом время кинетической стадии эволюции процесса насыщениясиликагеля следами масла занимает порядка 5 месяцев, после чего начинаетнаблюдаться режим близкий к режиму параллельного переноса.Кроме того, обработка результатов серии экспериментов позволилаполучить эмпирическую зависимость для продвижения «центра тяжести»сорбционных фронтов паров воды по слою силикагеля в процессе егозагрязнения следами масла в виде:LМ М CМF (1 ПУКЛ ) П З МVобр ,(3.8)где LM – текущее положение «центра тяжести»; αМ ~0,3 – коэффициентнеобратимого сорбирования следов компрессорного масла; СМ ~ 0,03 г/м3 –средняя концентрация следов масла на выходе из компрессора; Vобр – объем195обработанного воздуха; F – площадь поперечного сечения адсорбера; ПУКЛ –средняя пористость слоя засыпки зерен силикагеля [92]; ПЗ – средняяпористостьзеренсиликагеля[92];ρМ–средняяплотностьследовкомпрессорного масла.Представленные результаты показывают, что в случае применениякомпрессоров со смазкой цилиндров для обеспечения эффективноститехнологических процессов оправдано использование удлиненных слоевсорбента, поскольку при работе на коротких слоях ресурсные характеристикиадсорберов установок имеют очень низкие значения.
Это необходимоучитывать при расчете и проектировании всех видов оборудования.Проведенные исследования показали, что при высотах слоя силикагеляпорядка 0,6 м в нормальных условиях эксплуатации компрессорной группыконденсационно-адсорбционныхустановоквремяустойчивойработыадсорберов не превышает 18 месяцев, что более, чем в 3 раза меньшерасчетного времени работы силикагеля в установках с его термическойрегенерацией (порядка 5 лет [105]). Указанные обстоятельства следуетучитывать при обслуживании конденсационно-адсорбционных установок наоснове процессов КБА для кабельных линий связи.С целью определения изменения влагоемкости силикагеля загрязненногомаслом, спустя 18 месяцев были определены изотермы адсорбции концевыхсекций слоя адсорбента с помощью методики, изложенной в разделе 3.1.3.,результаты этих исследований представлены на Рисунке 3.36.а, % (масс)50%40%Исходнаяизотерма30%Влияниемасла20%10%0%00,10,20,30,40,50,60,70,8Р/Р0,9sРисунок 3.36.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
