Что такое осушитель в химии

Обновлено: 27.03.2024

Используются нерегенеративные или регенеративные осушители воздуха. Для кратковременных космических полетов используются как те, так и другие осушители воздуха. Для космических полетов длительностью свыше 30—40 суток, по всей видимости, найдут практическое применение только регенеративные осушители воздуха.

К нерегенеративным способам осушки воздуха следует отнести химические способы, подразделяемые на две группы: основанные на химическом взаимодействии и на образовании кристаллогидратов.

Процесс взаимодействия осушающих веществ первой группы заключается в их разрушении при контакте с водой и образовании новых молекул. При взаимодействии осушающих веществ второй группы с водой молекулы воды не разрушаются, а входят в новое соединение как самостоятельные.

К веществам первой группы относятся большинство окислов, перекисей и надперекисей щелочных и щелочноземельных металлов, а также ангидриды некоторых кислот. Ко второй группе осушающих веществ относятся гигроскопические соли некоторых органических веществ типа LiCl, СаСl2, ZnCL2 и др.

К регенеративным способам осушки воздуха следует отнести физико-химические и физические.

Физико-химические способы осушки воздуха в свою очередь могут быть подразделены на сорбционные и сорбционные с образованием кристаллогидратов.

Сорбенты, используемые для осушки воздуха, могут быть разделены на твердые и жидкие. К твердым сорбентам относятся силикагели, алюмогели, активированный уголь и др. К жидким сорбентам относятся серная кислота, растворы различных солей и другие гигроскопические жидкости.

Физические способы осушки воздуха могут быть основаны либо на конденсации, либо на вымораживании водяных паров.

Отличительной чертой физических способов осушки воздуха, а также способов, основанных на применении жидких сорбентов, является необходимость специальной организации этих процессов в условиях реального космического полета (динамической невесомости) . Это определяется самой системой, состоящей из трех фаз: газ — жидкость — твердое тело.

Химические способы осушки воздуха

При хемосорбции абсорбируемое вещество претерпевает химические изменения, определяемые характером химической связи и природой поверхностных радикалов. Скорость хемосорбции зависит от числа столкновений молекул с поглощающей поверхностью, коэффициента конденсации, энергии активации и вероятности столкновения молекул водяного пара с активными центрами. Хемосорбция протекает всегда при температуре, соответствующей определенной энергии активации.

Интенсивность процесса хемосорбции водяного пара из паровоздушной смеси по аналогии со скоростями протекания химических реакций определяется как химической кинетикой, так и гидродинамикой потока, характеризующей механизм переноса массы вблизи поглощающей поверхности. Гетерогенная реакция хемосорбции водяного пара протекает в несколько стадий: подвод реагирующих молекул к поверхности, на которой осуществляется реакция; собственно гетерогенная реакция (абсорбция); отвод продуктов реакции из зоны взаимодействия.

Для хлористого лития (LiCl) кинетические зависимости, показывающие связь скорости потока паровоздушной смеси и влажности воздуха с интенсивностью поглощения им водяного пара, представлены на рис. 6.

Из приведенных на рис. 6 зависимостей следует, что скорость реакции взаимодействия водяного пара с LiCl весьма велика и не оказывает существенного влияния на суммарную скорость хемосорбции и что самой медленной стадией является диффузионный подвод водяного пара к поглощающей поверхности, т. е. интенсивность процесса хемосорбции в данном случае определяется диффузионной кинетикой.


Рис. 6. Кинетические зависимости интенсивности поглощения (U) водяного пара при различных скоростях (в м/сек) потока паровоздушной смеси

0; 2 — 2; 3— 3,5; 4 — 4

В процессе поглощения влаги гигроскопическими солями типа LiCl, СаС12 наблюдается кристаллизационное присоединение ее, при чем относительная влажность над солью при незначительных колебаниях температуры остается практически постоянной и зависит от изменения кристаллизационной формулы вещества.

При взаимодействии таких веществ с потоком влажного воздуха на их поверхности образуется слой раствора, замедляющий дальнейший процесс поглощения водяных паров. Отрицательным фактором является изменение первоначальной формы гигроскопических солей при поглощении ими большого количества влаги. Следует также иметь в виду, что LiCl токсичен и вызывает коррозию металлов. Высушивающая способность некоторых веществ, применяемых при осуществлении химической осушки воздуха, представлена в табл. 1.

Таблица 1. Высушивающая способность некоторых веществ, применяемых при химической осушке воздуха


Физико-химические способы осушки воздуха

Как уже отмечалось, сорбенты физико-химических методов осушки воздуха могут быть твердыми и жидкими.

Осушка воздуха твердыми поглотителями влаги осуществляется за счет физико-химиче

ского взаимодействия паров воды и сорбента, т. е. сорбции влаги, образования гидратов и растворения. Твердые сорбенты представляют собой гели (природные сорбенты) и импрегнированные осушители.

Осушка воздуха гелями осуществляется путем адсорбции с последующей капиллярной конденсацией воды в пористой структуре осушителя. К твердым сорбентам следует отнести силикагель, алюмогель, активированный уголь.

Силикагель представляет собой твердое, стекловидное, химически инертное, однородное высокопористое вещество, состоящее на 99% из двуокиси кремния (SiО2). В зависимости от величины пор силикагель делится на мелкопористый с насыпной массой 700 кг/ /м 3 и крупнопористый с насыпной массой 400-500 кг/м 3 .

Активированный уголь — древесный уголь специально обработанный с целью увеличения адсорбирующей поверхности и освобождения пор от смолистых веществ. Активированный уголь применяется в виде зерен различных размеров от 1 до 7 мм или в виде порошка. Адсорбционные свойства активированного угля зависят от величины его удельной активной поверхности, определяемой порами диаметром меньше 1*10 -5 мм.

Адсорбция в основном обусловлена физическими силами притяжения, т. е. неполярными силами Ван-дер-Ваальса, силами дипольного взаимодействия и поляризационными силами.

Для капилляров с радиусом больше 10 -5 см давление насыщенного пара над мениском практически равно давлению насыщенного пара над плоской поверхностью.

Пар из свободного пространства диффундирует в капилляр, если упругость его выше упругости насыщенного пара над вогнутой поверхностью мениска. Стенки капилляра адсорбируют пар и покрываются пленкой влаги, которая образует мениск. С его появлением возникает капиллярная конденсация, или сорбция пара. Микрокапилляры (r>10 -5 см) заполняются водой только при непосредственном соприкосновении с нею. Они не сорбируют влаги и способны отдать ее в атмосферу, насыщенную водяными парами.


Рис. 7. Зависимость равновесного массосодержания силикагеля от влагосодержания (d) при различных температурах

Температура (в °С):

1 — 5; 3 — 25; 5 — 45; 7 — 65;

2 — 15; 4 — 35; 6— 55; 5 — 75

Поглощающая способность силикагеля зависит от температуры влажного воздуха и парциального давления пара: с увеличением температуры и уменьшением парциального давления пара эта способность падает (рис. 7).

Как видно, применять силикагели при температуре свыше 35° С нецелесообразно.

В процессе осушки воздуха сорбентами их сорбционная способность снижается, и при достижении определенного состояния они уже не обеспечивают требуемого понижения влажности воздуха и нуждаются в регенерации. Наиболее распространенным способом регенерации является пропускание через сорбент воздуха, имеющего температуру +160 : 170°С и подсушенного до температуры точки росы — не выше +28 : +30° С.

Осушители с твердыми адсорбентами являются двухсекционными аппаратами. В одной секции такого аппарата происходит адсорбция влаги, в другой — регенерация с использованием электрического, газового или парового нагрева.

Адсорбционная способность алюмогеля ниже, а степень осушки воздуха выше, чем у силикагеля. Алюмогель целесообразно применять при температуре воздуха не выше 25° С.

По данным некоторых авторов, адсорбенты, применяемые для осушки воздуха, должны иметь высокую адсорбционную способность при нормальных условиях, обладать химической стабильностью и стойкостью, быть механически прочными, регенерироваться при возможно низких температурах, быть теплостойкими при переменных температурах регенерации, обладать малым объемным весом и не набухать.

Ко второй группе осушителей воздуха относятся импрегнированные осушители, изготовленные из пористых материалов, на поверхность которых нанесены гигроскопические вещества.

В этих осушителях сорбция влаги осуществляется как слоем гигроскопического вещества, так и путем капиллярной конденсации влаги.

По мере поглощения влаги гигроскопическая добавка превращается в кристаллогидрат или раствор, который принимает влагу, пока ее концентрация в нем не станет такой же, как в осушаемом воздухе.

В качестве носителей гигроскопических добавок применяют силикагель, алюмогель, активированный уголь и др.

Емкость импрегнированного осушителя определяется пористостью носителя и количеством гигроскопической добавки. Количество сорбированной влаги при 20° С у осушителей на основе крупнопористого силикагеля достигает 61% массы осушителя; на основе мелкопористого алюмогеля — 25%; на основе активированного угля — 62 %.

Например, СаСl2, нанесенный на поверхность крупнопористого силикагеля, увеличивает его емкость по воде примерно в шесть раз.

При выборе гигроскопических добавок определяющим является минимальное давление водяного пара над ее растворами в интервале температур от 5 до 40° С.

Носитель должен хорошо пропитываться раствором гигроскопической добавки, иметь небольшую плотность и прочно удерживать раствор при инерционных перегрузках.

Физические методы осушки воздуха и способы разделения газожидкостных фаз в условиях динамической невесомости.


Рис. 8. Принципиальная схема влагоотделителя

1— вход жидкостно-газовой смеси,

2— сетчатый фильтр-коагулятор,

3 — дренажные трубки,

4 — выход отделенной жидкости,

5 — выход газовой смеси.


Рис. 9. Принципиальная схема влагоотделителя циклонного типа

2 — вход влажного воздуха,

3 — внутренняя труба,

4 — путь воздуха,

5 — выходной газовый штуцер,

6 — сливное отверстие.


Рис. 10. Принципиальная схема влагоотделителя с осевым входом

2 — вход влажного воздуха,

3 — путь влажного воздуха,

4 — разделительная диафрагма,

5 — отвод воды,

6 — выход воздуха.

Физические способы осушки воздуха заключаются в охлаждении его до температуры ниже точки росы или льда. В зависимости от конечной температуры охлаждения выделившаяся влага может быть в виде жидкой фазы — конденсата или в виде твердой фазы — льда.

Изменение влагосодержания воздуха в процессе охлаждения в расчете на один градус понижения температуры воздуха в случае вымораживания влаги является весьма незначительным, т. е. осушка воздуха вымораживанием является более теплоемким процессом по сравнению со способом конденсации. Вымораживание применяется в тех случаях, когда необходима глубокая осушка воздуха.

Осушка воздуха охлаждением обладает существенными преимуществами перед другими способами и поэтому находит широкое применение в системах кондиционирования кабин космических летательных аппаратов.

Основными преимуществами таких систем следует считать относительную простоту и надежность работы осушительного устройства, независимость веса и объема от продолжительности использования, обеспечение теп-лосъема из конденсируемого объема в процессе сушки, удаление из осушаемого воздуха одновременно с водяными парами части растворимых или легко замерзающих вредных примесей.

К недостаткам указанных систем относятся необходимость в определенных источниках холода для понижения температуры воздуха до требуемой величины и качественно новой организации разделения газожидкостной смеси в условиях реального космического полета.

В наземных установках сконденсированная жидкая фаза за счет разности в удельных весах газа и жидкости под действием собственного веса стекает в специальные емкости.

В условиях реального космического полета (динамической невесомости) процесс отделения жидкой фазы от газообразной требует принципиально нового технологического и конструктивного решения. Технологические процессы осушки воздуха (понижение температуры, конденсация влаги, влагоотделе-ние) можно совместить в одном аппарате, осуществляя все процессы одновременно, или использовать ряд аппаратов, последовательно выполняющих функцию понижения температуры, конденсации влаги при необходимости коагуляции — укрупнения капель жидкости и влагоотделения.

На рис. 8 представлена принципиальная схема влагоотделителя английской фирмы Нормалэр, применяющаяся в системе кондиционирования воздуха герметичной кабины самолета.

В сепараторе циклонного типа (рис. 9) влажный воздух поступает через тангенциально расположенный патрубок. Возникающие центробежные силы обеспечивают перемещение капелек жидкости к стенкам кожуха. Воздух по спиральной траектории в кольцевом зазоре между кожухами выходит из сепаратора через штуцер. Влага удаляется через сливное отверстие.

В центробежном сепараторе (рис. 10) с осевым входом влажный воздух закручивается в винтовом аппарате, влага стекает по стенкам и выводится через штуцер. Осушенный воздух отводится через патрубок.

Влагоотделители могут быть с отбойными конусами с центробежным эффектом, создаваемым лопатками специальной конструкции.

Существенным недостатком рассмотренных схем разделения жидкой и газообразной фаз является наличие вращающихся узлов и деталей, требующих периодической замены их, проведения профилактических работ, а также дополнительного расходования энергии.

Наиболее целесообразно отделять жидкую фазу от газообразной способом, основанным на применении гидрофильных и гидрофобных капиллярно-пористых элементов.

Следует иметь в виду, что конденсационные осушители одновременно с осушкой воздуха обеспечивают его охлаждение, т. е. осуществляют регулирование температуры и влажности воздуха в гермокабине.

Принцип работы холодильно-сушильного аппарата заключается в непрерывном охлаждении и конденсации влаги из осушаемого воздуха и отводе капель жидкости путем применения капиллярно-пористых фитилей, вплотную примыкающих к холодной поверхности радиатора. Отвод конденсируемой влаги в такой системе труднорегулируем.

Воздух из кабины с температурой 25° С и с абсолютным содержанием влаги до 17,5 г на 1 кг засасывается вентилятором 2 через всасывающий воздухопровод и нагнетается в межтрубное пространство теплообменника. По трубкам 4 циркулирует жидкий хладагент при температуре +5° С, нагнетаемый через трубопровод подачи 3 из контура радиационного теплообменника. Между трубками расположены гигроскопические фитили 5, которые соприкасаются с гигроскопическим пори-


Рис. 11. Принципиальная схема холодильно-сушильного теплообменника

1 — вход воздушного потока,

2 — вентилятор,

3 — трубопровод подачи хладагента с радиационного

теплообменника,

4 — трубки теплообменника,

6 — трубопровод выхода хладагента,

7 — фитильный сборник сконденсированной влаги,

8 — вентиль откачки конденсата,

9 — выходной воздухопровод,

10 — выход воздушного потока.

Теплообменники-разделители также могут быть построены на гидрофильных и гидро

фобных пористых элементах, в которых скорость удаления жидкой фазы определяется фильтрующей способностью этих элементов и перепадом давления между газожидкостной и жидкой фазами.

Такого типа теплообменники-разделители находят все более широкое применение в отдельных аппаратах систем обеспечения жизнедеятельности и в системах кондиционирования газовой среды.

Систематизация основных способов осушки воздуха

В системах кондиционирования воздуха по температуре и влажности удаление влаги и снижение температуры — явления, связанные весьма тесно. Основным принципом, лежащим в основе способов осушки воздуха, является выпадение конденсата атмосферной влаги на охлажденных по сравнению с воздухом поверхностях теплообменников. Характерной особенностью осушки воздуха является неминуемый фазовый переход от газообразного состояния в жидкое, что в условиях отсутствия силы тяжести значительно усложняет процесс массоотвода воды и последующей ее транспортировки к аппаратам системы. Интенсификация этого процесса использованием капиллярно-пористых элементов или каких-либо других гигроскопических материалов считается эффективным средством и находит практическое применение в реально действующих аппаратах.

В систематизированном виде по временном и физико-химическим принципам организации технологических процессов способы осушки воздуха и отделения жидкой фазы от газообразной представлены на рис. 12 и 13.

В настоящее время практическое применение находят в основном регенеративные способы осушки воздуха. Значительный интерес по своим возможностям и многоцелевому назначению представляют электрохимические способы. Электролиз на электролите Р2O5, H2SO4, а также с использованием серебрянопалладиевого катода при одновременном поглощении водяных паров обеспечивает получение соответствующего количества кислорода и водорода. Совмещение двух процессов (осушка воздуха, регенерация О2) в одном аппарате приводит к значительному упрощению общего технологического цикла, связанного с разложением воды на кислород и водород и т. д.

В химических лабораториях расходуется большое количество различных растворителей, причем во многих случаях содержание воды в них должно быть ничтожным. Растворы многих органических соединений перед тем, как их подвергнуть перегонке, необходимо избавить от растворенной в них воды, так как ее присутствие при нагревании может привести к разложению перегоняемых веществ. Кроме того, наличие воды в растворе при перегонке ведет к появлению новых фракций. Это связано с потерей основного вещества. Поэтому химику часто приходится сушить органические жидкости.

Широко распространены методы сушки жидкостей при помощи осушающих веществ, которые связывают воду, растворенную в органических жидкостях. Основное требование к осушающим веществам состоит в том, чтобы они не взаимодействовали ни с растворителем, ни с растворенными в нем веществами. Не все осушающие вещества одинаково эффективны. Это обстоятельство всегда необходимо учитывать при их выборе.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ. Осушитель должен удовлетворять следующим основным требованиям: 1. не должен химически взаимодействовать с высушиваемым органическим веществом; 2. не должен каталитически способствовать самоокислению, полимеризации и конденсации высушиваемых соединений; 3. не должен заметно растворяться в органической жидкости; 4. должен высушивать быстро и эффективно; 5. должен быть доступным.

Максимальная эффективность осушителя определяется упругостью водяных паров над ним (табл.11).

Таблица 11. Упругость водяных паров осушителей

Вещества Упругость водяных паров, мм. рт. ст.
Р2О54О10) 0,00002
Mg(ClO4)2 0,0005
KOH 0,002
Al2O3 0,003
CaSO4 0,004
H2SO4 0,005
Силикагель 0,006
NaOH 0,15
CaO 0,2
CaCl2 0,2
CuSO4 1,3

В таблице 12 приведены сведения о веществах, применяемых для сушки различных классов органических соединений.

Таблица 12 - Осушители для сушки органических жидкостей

Вещества Вещества для которых используется осушитель Вещества для которых нельзя использовать осушитель Примечание
Р2О54О10) Нейтральные и кислые газы, углеводороды, галогеноуглеводоро-ды, растворы кислот, сероуглерод, в качестве осушителя в эксикаторах и сушильных пистолетах Вещества основного характера, спирты, простые эфиры Расплывается, при сушке газов осушитель необходимо смешивать с наполнителем
H2SO4 Нейтральные и кислые газы, в качестве осушителя в эксикаторах и сушильных пистолетах Ненасыщенные соединения, спирты, кетоны, основания Не применяется при сушке веществ в вакууме при повышенных температурах
Натронная известь, CaO, BaO Нейтральные и основные газы, амины, спирты, простые эфиры Альдегиды, кетоны, вещества кислого характера Особенно часто используются для сушки газов
NaOH, KOH Аммиак, амины, простые эфиры, углеводороды, в качестве осушителя в эксикаторах Альдегиды, кетоны, вещества кислого характера Расплываются
К2СО3 Кетоны, амины, спирты Вещества кислого характера Расплывается
Na Углеводороды, простые эфиры, третичные амины Галогеноуглеводо-роды, спирты, фенолы, вещества кислого характера, окислители Остатки после осушения разлагать только спиртом
CaCl2 Углеводороды, кетоны, простые эфиры, алифатические и ароматические галогенопроизводные Спирты, аммиак, амины Содержит примеси основного характера
MgSO4, Na2SO4, CaSO4 Альдегиды, кетоны, кислоты, галогенопроизводные, сложные и простые эфиры, растворы веществ, изменяющиеся под влиянием кислых или основных осушителей - -
Mg(ClO)4 Газы, в том числе аммиак, в качестве осушителя в эксикаторах Легкоокисляющиеся органические жидкости -
Силикагель В качестве осушителя в эксикаторах - Поглощает остаточные количества растворителя

Наиболее эффективными осушающими вещества являются фосфорный ангидрид, натрий, гидроксид калия, гидроксид натрия, серная кислота.

Жидкость, которую нужно подвергнуть сушке, наливают в плоскодонную колбу, бутыль или пробирку и добавляют осушающее вещество. Если в процессе сушки не происходит выделение газообразных веществ, то горло сосуда закрывают пробкой, в противном случае пробкой с хлоркальциевой трубкой. Время от времени сосуд встряхивают. Сушка продолжается несколько часов или дней. В некоторых случаях для ускорения сушки осушаемую жидкость нагревают с осушаемым веществом в круглодонной колбе, снабженной обратным холодильником. Совершенно естественно, что при этом не должно происходить никаких побочных реакций. После окончания сушки жидкость фильтруют или сливают декантацией и подвергают разгонке.

СУШКА ТВЕРДЫХ ВЕЩЕСТВ

Осадки, снятые с фильтра или выгруженные из центрифуги, всегда содержат некоторое количество растворителя: при атмосферном фильтровании - примерно 30 %, при вакуумном фильтровании – 5-10 % растворителя. Существуют различные методы сушки. Выбор метода зависит, прежде всего, от физических и химических свойств веществ, подлежащих сушке. Очевидно, что в процессе сушки вещества не должны разлагаться или претерпевать какие-либо другие химические превращения. Кроме того, выбор метода сушки определяется тем, насколько удаление влаги должно быть полным.

Сушка твердых веществ может проводиться на воздухе при комнатной температуре и при нагревании в сушильном шкафу. При комнатной температуре вещества чаще всего сушат на необожженных пористых фарфоровых и глиняных тарелках или на фильтровальной бумаге. В сушильном шкафу сушка твердых веществ производится на часовых стеклах, фарфоровых противнях, в фарфоровых чашках или бюксах. При этом температура в сушильном шкафу должна быть значительно ниже температуры плавления вещества (более 50 о С), подвергаемого сушке. Категорически запрещается сушить в сушильном шкафу на бумаге, так как при этом продукт загрязняется бумажными волокнами, хлопьями подгоревшей и истлевшей бумаги и, кроме того, возможны значительные потери продукта, если в процессе сушки он пропитывает бумагу. Скорость сушки тем больше, чем выше температура. Многие органические соединения при высокой температуре разлагаются и подвергаются окислению кислородом воздуха. Такие соединения сушат при разрежении в лабораторных вакуум-сушильных шкафах.

Весьма успешно сушку можно проводить в присутствии веществ, поглощающих пары удаляемого растворителя. Для этой цели широко применяются эксикаторы и, в частности, вакуум- эксикаторы (рис. 84). В зависимости от характера веществ, подвергаемых сушке, а также от природы растворителя, который нужно удалить, эксикаторы снаряжаются теми или иными осушающими веществами. Для связывания паров воды или спирта применяют едкий натр, хлористый кальций, фосфорный ангидрид, серную кислоту. Последние два осушителя пригодны для связывания кетонов. Заполнять вакуум- эксикатор серной кислотой нельзя. При использовании в качестве осушающего вещества серной кислоты нижнюю часть эксикатора заполняют стеклянными или керамическими кольцами (кольца Рашига). Тем самым уменьшается возможность разбрызгивания серной кислоты и увеличивается поверхность ее соприкосновения с газовой средой. Для связывания паров и газообразных веществ, обладающих кислым характером, в эксикатор ставят чашечку с едким кали. Если в процессе сушки должны быть удалены углеводороды, то вдоль цилиндрической стенки эксикатора помещают лист фильтровальной бумаги, пропитанной парафином. Эксикаторы можно заполнять также силикагелем и цеолитами.

опасно. При работе с вакуумными эксикаторами существует вероятность взрыва. Перед включением насоса их необходимо оборачивать полотенцем или другой тканью





а – эксикатор Шейблера б – вакуум-эксикатор Шейблера в – модификация вакуум-эксикатор Шейблера г – эксикатор Руппе

Рисунок 84 – Вакуум-эксикаторы

опасно. При высушивании веществ в вакууме и при повышенных температурах запрещается использование серной кислоты

Перед тем как начать откачивать воздух из эксикатора, его необходимо обернуть полотенцем или закрыть матерчатым колпаком, чтобы в случае разрыва эксикатора избежать неприятных последствий. Затем газоотводную трубку присоединяют с помощью резинового вакуум шланга к вакуумной линии и осторожно открывают кран. Через 5-10 минут кран закрывают и разъединяют газоотводную трубку с вакуумной линией. Для того чтобы соединить эксикатор с атмосферой, осторожно открывают кран. Следует заметить, что газоотводная трубка, находящаяся внутри эксикатора, должна быть изогнута и заканчиваться капилляром, острый конец которого обращен к крышке эксикатора, или же конец газоотводной трубки должен быть экранирован кусочком картона, для того, чтобы при откачке воздуха из эксикатора и при впуске воздуха не происходило распыления вещества.

Многие органические соединения при высокой температуре разлагаются и подвергаются окислению кислородом воздуха. Для сушки таких веществ при повышенных температурах используются, так называемые, сушильные пистолеты (пистолеты Абдергальдена), в которых вещество нагревается парами кипящей жидкости. Для ускорения процесса, высушивание в сушильных пистолетах обычно проводят при пониженном давлении.




1 – отвод для ваккума, 2- холодильник, 3- . 4- жидкость для нагрева, 5-образец вещества

Рисунок 85. - Сушильный пистолет Абдергальдена

Сушка газов

Для сушки газов твердыми осушителями применяют осушительные колонки (рис ). Для предотвращения смешивания таких аморфных осушителей, как фосфорный ангидрид, колонки наполняют предварительно приготовленной смесью осушителя со стеклянным волокном или другим наполнителем.

Химически индифферентные газы обычно сушат, пропуская их через промывные склянки с концентрированной серной кислотой (рис 86). При этом обязательно устанавливают предохранительные склянки, снабженные специальным устройством от случайного открывания (рис ). Желательно использовать промывные склянки, снабженные барботёром (с пористой пластинкой (рис ).


а - Склянка Тищенко б - Склянка Дрекселя

Рисунок 86 – Промывные склянки

Таблица 13-Давление водяных паров в газах при различных температурах

Для высушивания органических жидкостей к ним добавляют химические осушители - вещества, способные связывать воду, или за счет образования кристаллогидратов, или за счет химического взаимодействия с водой. [4]

Пятиокись фосфора РгО5 - самый распространенный и очень эффектный химический осушитель . Пригодна для осушения кислорода, азота, водорода, инертных газов, метана, окиси и двуокиси углерода, закиси, окиси и двуокиси азота, фосфина, ацетилена и мышьяковистого водорода. Менее пригодна пятиокись фосфора для удаления воды из сероводорода, хлора и брома, а для сушки аммиака, фтористого водорода, хлористого водорода и бромистого водорода ее употреблять нельзя. [5]

После редукционного клапана ( см. рис. 21.1) воздух через дополнительный фильтр 15 и химический осушитель 16 поступает к пневмоэлементам блока А. Дополнительные фильтры, фильтры-влагоотделители и химические осушители обычно устанавливают перед пневмоэлементом или блоком пневмоэлементов, при работе которых к воздуху предъявляются повышенные требования по загрязнению и влажности, особенно в том случае, если сжатый воздух от источника питания подводится к пневмоэлементам по длинным трубопроводам. [6]

После редукционного клапана ( см. рис. 10.5) воздух через дополнительный фильтр 15 и химический осушитель 16 поступает к пневмоэле-ментам блока А. Дополнительные фильтры, фильтры-влагоотделители и химические осушители обычно устанавливают перед пневмоэлементом или блоком пневмоэлементов, при работе которых к воздуху предъявляются повышенные требования по чистоте и влажности. Особенно это важно в том случае, если сжатый воздух от источника питания подводится к пнев-моэлементам по длинным трубопроводам. [7]

Этот аппарат обеспечивает нужную осушку воздуха и не требует ухода, обязательного при использовании химических осушителей . [9]

В таких системах стандартный охладитель предназначается для охлаждения воздуха, а относительную влажность регулируют химическими осушителями . [11]

Нужно помнить, что для получения желаемой чистоты излучения следует удалять воду; это можно сделать с помощью химического осушителя ( геттера) ( например, сплава Ва - Ni - А1), охладителя ( например, при применении криптоновой лампы, показанной на рис. 7 - 12, вертикальный отросток погружают в жидкий азот) или сильным нагреванием в вакууме. Нет необходимости подробно останавливаться на операциях по удалению воды; здесь дается краткое описание методики. Лампа, изображенная на рис. 7 - 12 с геттером в отростке, соединяется с вакуумной системой спаем в точке S, откачивается до 10-в мм рт. ст., трубка постепенно подогревается горелкой, отросток также подогревается и откачивается с целью удаления газа из геттера. [12]

К этой группе методов осушки относятся осушка хладонов посредством охлаждения до - 70 С, выпаривание части жидкого хладона-12, обеспечивающее уменьшение влагосодержания жидкости, и применение химических осушителей . В промышленной практике методы этой группы применяют редко. Кроме того, гранулы химических осушителей оплывают в процессе осушки, что приводит к повышению сопротивления слоя. [13]

Кроме того, в состав оборудования ацетиленовых генераторов могут входить дополнительно следующие аппараты и устройства: промыватели, водоотделители, химические очистители, регуляторы подачи воды, регуляторы давления ацетилена, химические осушители -, обратные клапаны, разрывные мембраны, устройства, регулирующие подачу карбида, фильтры, механизмы автоматических устройств и др. Эти части генератора могут представлять конструктивно одно целое с ним или выполняются в виде отдельных аппаратов, связанных между собой трубопроводами. [14]

В виде примеси во всех органических растворителях содержится вода, поскольку она остается в растворителе в ходе его получения, а также из-за того, что почти все органические растворители гигроскопичны. Наличие водных примесей в большинстве случаев трудно установить вследствие ограниченного количества чувствительных и надежных химических методов, а также по той причине, что наличие воды не приводит к изменению физических свойства растворителя.

Сушка органических жидкостей может выполняться как химическими, так и физическими методами, а также путем совместного их применения. Выбор метода нужно определять исходя их природы растворителя, имеющимся оборудованием и реактивами, а также необходимой степенью осушки.

Высушивание растворителей.

Общее количество остаточной воды – это превосходный критерий для оценки эффективности осушителей, применяемых для удаления влаги из газов. Также данный показатель дает представления об эффективности осушителей, используемых для обезвоживания жидкостей.

Пятиокись фосфора очень долго служила в качестве эталона для осушителей. Она считается превосходным осушителем, однако имеет большое количество недостатков. С данным веществом очень трудно работать поскольку она реагирует с многими органическими растворителями, такими как растворитель 648, 647, 650, бутилацетат, амины и другие. Пятиокись фосфора дегидратирует многие соединения и катализирует многие реакции. С ее помощью можно получить соединения повышенной сухости.

Растворители, которые широко используются в строительной промышленности.

Растворители, которые широко используются в строительной промышленности. Метшбензиловый спир (1 -фенилэтанол, 1 -фенилэтиловый спирт. 21 февраля 2015

Древесный спирт – растворитель широко применяющийся в производстве ЛКМ.

Древесный спирт – растворитель широко применяющийся в производстве ЛКМ. Получение из древесного спирта-сырца чистого метилового спир.. 27 июня 2015

Метоксипропанол - гликолевый эфир с уникальными свойствами.

Метоксипропанол - гликолевый эфир с уникальными свойствами. Метоксипропанол (1-метокси-2-пропанол). Также в продаже имее.. 10 апреля 2015

Читайте также: