Сорбционные процессы

Старение 
и 
деактивация 
адсорбентов.
Адсорбенты 
– 
высокодисперсные тела и в термодинамическом смысле они нестабильны. Их 
нестабильность проявляется, в первую очередь, в понижении равновесной 
влагоемкости. Установлено, что за каждые 4 года хранения силикагель, даже 
если он не используется, теряет 25 % своей активности. Причина старения 
силикагеля, видимо, состоит в том, что со временем происходит укрупнение 
глобул адсорбента и отщепление от них групп ОН, которые являются 
центрами адсорбции воды: 

---

89 
+
О
Известно также, что активность цеолита в течение первых циклов 
процесса осушки понижается до 70 % от начальной величины. Правда, затем, 
если осушке подвергается чистый газ, она долго не изменяется. Наличие 
углеводородов в осушаемом газе, особенно высококипящих, приводит к 
непрерывной дезактивации и цеолита, и силикагеля. Адсорбенты, таким 
образом, по истечении некоторого времени, надо заменять. Срок службы их 
определяется скоростью старения и дезактивации, количеством адсорбента в 
адсорбере и продолжительностью стадий адсорбционного цикла. 
Будем рассматривать данные рис.2.10 как характеристики «свежего» 
адсорбента. С течением времени теплоемкость адсорбента не изменится и 
положение кривой 2 будет неизменно во времени. Однако, уменьшение 
активности приведет к изменению формы и положения кривой 1. Она, как 
показывают расчеты, будет иметь вид кривой 3, нанесенной на рис.2.11 
Точка пересечения кривых 2 и 3 дает значения продолжительностей стадий и 
высоты слоя для завершающего периода работы адсорбента в адсорбере. В 
адсорберах промышленных установок в момент ввода в эксплуатацию 
имеется, следовательно, большой запас адсорбента, обеспечивающий 
долговременную работу этих установок без перегрузки адсорбента. Именно 
наличием запаса объясняются те большие расхождения в равновесной и 
динамической активностях, о которых мы говорили выше
Старение и дезактивация – плохо изученные процессы и 
количественные расчеты скорости их протекания и того влияния, которые 
они оказывают на параметры адсорбционного цикла, часто невозможны. При 
проектировании традиционных процессов эти неясности преодолеваются по 
опыту работы установок – аналогов. Проектирование новых процессов всегда 
идет в условиях риска. 
В ходе эксплуатации гранулы адсорбентов трутся друг о друга, 
истираются, разрушаются и пылят. Поэтому в адсорберы с некоторой 
периодичностью добавляют свежий адсорбент. Годовая норма добавки для 
цеолита и алюмогеля составляет примерно 5 %. Норма добавки для 
силикагеля выше (10 – 15 %) из-за того, что этот адсорбент разрушается при 
попадании на него капельной влаги. 
Срок службы цеолита (силикагеля) в установках с запасом составляет 5 
–10 лет. Длительность стадии адсорбции равна 8 –12 ч и вряд ли она может
быть существенно уменьшена. 

---

90 
H
H
P
τ
a
τ
H
τ
P
1
3
2
Рис.2.11. Старение адсорбента и выбор характеристик адсорбционного цикла.