Ayak molekul(juga dikenali sebagai zeolit sintetik) adalah sejenis kristal aluminosilikat mikroporous. Ia adalah struktur rangka asas yang terdiri daripada silikon dan aluminium yang disambungkan melalui jambatan oksigen. Strukturnya mempunyai banyak liang dengan diameter liang seragam dan rongga yang tersusun rapi dengan luas permukaan dalaman yang besar. Terdapat kation logam (seperti Na+, K+, dll.) dalam kekisi kristal untuk mengimbangi lebihan cas negatif dalam kristal. Penjerapan bahan oleh penapis molekul adalah penjerapan fizikal. Terdapat kekutuban yang kuat dan medan Coulomb di dalam liang kristal, dan ia menunjukkan kapasiti penjerapan yang kuat untuk molekul polar (seperti air) dan molekul tak tepu.
Oleh kerana molekul air secara berterusan hilang selepas pemanasan, tetapi struktur rangka kristal kekal tidak berubah, banyak rongga terbentuk, dan rongga disambungkan oleh banyak mikropori dengan diameter yang sama, molekul penjerap yang lebih kecil daripada diameter liang di dalam rongga. , dan mengecualikan molekul yang lebih besar daripada liang, dengan itu memisahkan molekul dengan saiz yang berbeza dan mencapai fungsi molekul penapisan, jadi ia dipanggil dengan jelas "ayak molekul".
Dalam proses ini, asetilena dan hidrogen klorida didehidrasi secara berasingan.
Asetilena yang dihantar daripada proses penjanaan asetilena mengandungi sejumlah besar lembapan dan kekotoran, dan kekotoran mula-mula dikeluarkan melalui menara basuh air atau penapis pasir.
Kemudian gunakan 0 darjah air untuk membekukan dan dehidrasi, iaitu, menggunakan prinsip bahawa tekanan wap tepu air dalam gas berkurangan apabila suhu menurun, tekanan separa fasa gas air dikurangkan dengan menurunkan suhu, dan lembapan dalam gas dikeluarkan. Kandungan air gas boleh ditentukan mengikut Tekanan wap tepu gas pada suhu dikira.
Penyerapan air penapis molekul 3A kemudiannya digunakan untuk mengalihkan lagi jumlah surih air daripada asetilena. Pada masa yang sama, kaedah kenaikan suhu digunakan untuk menguap air semasa proses penjanaan semula ayak molekul, dan penapis molekul dinyahserap dengan aliran udara. Penjanaan semula penapis molekul dijalankan dalam empat langkah menggunakan nitrogen sejuk dan panas.
Menara pengeringan asetilena menggunakan struktur tiga lapisan untuk penjerapan. Lapisan ketiga berfungsi sebagai lapisan pelindung untuk menghalang penembusan menara pengeringan. Apabila lapisan pertama dan kedua penapis molekul terjerap dan tepu, penapis molekul menara diaktifkan dan dijana semula.
Ayak molekul yang digunakan dalam pengeringan asetilena ialah ayak molekul 3A, juga dipanggil ayak molekul KA.
Bentuk asasnya adalah seperti berikut: K8Na12[(AlO4)12·(SiO4)12]·27H2O.
Diameter molekul air ialah (2.1~3.1)×10-10 m, asetilena ialah 3.2×10-10 m, dan oksigen ialah (3.4~3.84)×10-10 m. Apabila campuran gas di atas melalui penapis molekul 3A, hanya air Dan sejumlah kecil asetilena akan terjerap, dan molekul lain dengan diameter lebih besar daripada 3×10-10 m tidak boleh memasuki rongga hablur ayak molekul.
Apabila asetilena basah melalui penapis molekul 3A, molekul air dikekalkan di dalam lubang penapis molekul tanpa penjerapan bersama dengan asetilena, dan pengeringan asetilena oleh penapis molekul akhirnya selesai.
Ayak molekul 3A mempunyai ciri-ciri berikut:
①Kesan suhu pada penyerapan air adalah jauh lebih kecil daripada bahan pengering am (seperti gel silika);
②Keupayaan pengeringan semakin lemah apabila kandungan air penapis molekul meningkat;
③Kadar aliran asetilena basah mempunyai sedikit kesan ke atas kapasiti penjerapan penapis molekul;
④ Di bawah keadaan kelembapan yang sama, kapasiti penyerapan air lebih besar daripada bahan pengering lain (seperti gel silika).
Semasa penggunaan penapis molekul, empat aspek berikut harus diberi perhatian:
①Saiz liang penapis molekul 3A mesti dipilih dan dibuat mengikut diameter molekul gas bahan pengeringan sebenar, yang merupakan kunci untuk menjejaskan operasi proses pengeringan penapis molekul.
② Kekuatan mekanikal dan masa penjanaan semula penapis molekul adalah penunjuk penting yang mempengaruhi jangka hayatnya. Oleh itu, masa penjerapan utama penapis molekul perlu dilanjutkan sebanyak mungkin, bilangan penjanaan semula harus dikurangkan, perubahan perbezaan suhu dan haus mekanikal semasa proses penjanaan semula harus dikurangkan, dan fenomena serbuk penapis molekul harus dikurangkan. .
③Kapasiti pengeringan penapis molekul tidak terhingga. Hayat perkhidmatan dan kapasiti pemprosesan pengering penapis molekul dikira berdasarkan kapasiti pemuatan penapis molekul di bawah tekanan reka bentuk. Apabila penyerapan air meningkat, kapasiti pengeringan berkurangan sehingga tepu, yang harus dipastikan. Untuk kelancaran operasi peranti, cuba elakkan lebihan jangka panjang kandungan gas mentah dan air atau lebihan jangka panjang beban peranti.
④ Kekotoran (seperti asid sulfurik, asid fosforik, garam, dll.) yang dibawa oleh gas bahan mentah dengan mudah boleh menyebabkan penyumbatan liang ayak molekul dan mengurangkan kapasiti penyingkiran air menara pengeringan. Oleh itu, gas bahan mentah perlu dibasuh dan dikeluarkan dengan teliti sebelum memasuki menara pengeringan.