吸附法脫水是利用某些多孔性固體吸附天然氣中的水蒸氣。吸附是指氣體或液體與多孔的固體顆粒表面相接觸，氣體或液體與固體表面分子之間相互作用而停留在固體表上，使氣體或液體分子在固體表面上濃度增大的現(xiàn)象。被吸附的氣體或液體稱為吸附質(zhì)，吸附氣體或液體的固體稱為吸附劑(當(dāng)吸附質(zhì)是水蒸氣或水時，此固體吸附劑又稱為固體干燥劑，簡稱干燥劑)。根據(jù)氣體或液體與固體表面之間的作用力不同，可將吸附分為物理吸附和化學(xué)吸附兩類。 物理吸附是由流體中吸附質(zhì)分子與固體吸附劑表面之間的范德華力引起的，吸附過程類似與氣體凝結(jié)的物理過程。這一類吸附的特征是吸附質(zhì)與吸附劑不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，吸附速度很快，瞬間即可達(dá)到相平衡。物理吸附放出的熱量較少，通常與氣體凝聚熱相當(dāng)。物理吸附可以是單分子層吸附，也可以是多分子層吸附。當(dāng)體系壓力降低或溫度升高時，被吸附的氣體可以很容易地從固體表面脫附，而不改變氣體原來的性狀，故吸附與脫附是可逆過程。工業(yè)上利用這種可逆性，通過改變操作條件使吸附質(zhì)脫附，達(dá)到使吸附劑再生、回收或分離吸附質(zhì)的目的。 化學(xué)吸附是吸附質(zhì)與固體吸附劑表面的未飽和化學(xué)鍵(或電價鍵)力作用的結(jié)果。這一類吸附所需的活化能大，所以吸附熱也大，與化學(xué)反應(yīng)熱有同樣的數(shù)量級。化學(xué)吸附具有選擇性，而且吸附速度較慢，需要較長時間才能達(dá)到平衡。化學(xué)吸附是單分子層吸附，而且這種吸附往往是不可逆的，要很高的溫度才能脫附，脫附出來的氣體又往往已發(fā)生化學(xué)變化，不復(fù)具有原來的性狀。 由于物理吸附過程是可逆的，故可通過改變溫度和壓力的方法改變平衡方向，達(dá)到吸附劑再生(即使吸附質(zhì)從吸附劑表面脫附)的目的。天然氣脫水吸附的過程多為物理吸附，故以下僅介紹氣體的物理吸附過程。 根據(jù)不同吸附劑對不同吸附質(zhì)的吸附容量不同，即不同吸附劑對不同吸附質(zhì)具有選擇性吸附作用的特點(diǎn)，使流體與固體吸附劑表面接觸，流體中吸附容量較大的一種或幾種組分被選擇性地吸附在固體表面上，從而達(dá)到與流體中其他組分分離的目的。天然氣凈化中的吸附法脫水，就是利用了這一特性。 吸附法脫水主要用于天然氣凝液回收、天然氣液化裝置中的天然氣深度脫水等。另外，在壓縮天然氣(CNG)加氣站中為防止CNG在高壓下或使用中從高壓節(jié)流至常壓時產(chǎn)生水合物堵塞，也常采用吸附法脫水。由于吸附法脫水裝置的投資和操作費(fèi)用比甘醇脫水裝置要高，通常是在甘醇法脫水滿足不了天然氣露點(diǎn)要求時采用吸附法脫水。 2. 常用吸附劑 天然氣凈化過程常用的吸附劑主要有活性氧化鋁、硅膠、分子篩等。 復(fù)合固體吸附劑就是同時使用兩種或兩種以上的吸附劑，通常是將硅膠或活性氧化鋁與分子篩串聯(lián)使用，濕氣先通過硅膠或活性氧化鋁床層，再通過分子篩床層。目前，天然氣脫水普遍使用活性氧化鋁和4A分子篩串聯(lián)的雙床層，其特點(diǎn)如下。 ① 既可以減少投資，又可保證干氣露點(diǎn)。如前所述，當(dāng)氣體水含量較高時，活性氧化鋁有很高的平衡濕容量，而當(dāng)氣體水含量較低(位于吸附劑床層出口處)時，分子篩則具有較高的平衡濕容量。因此，濕氣先通過上部活性氧化鋁床層脫除大部分水(對于常溫下的飽和濕氣來講，活性氧化鋁床層的脫水量約比4A分子篩床層多50%)，再通過下部4A分子篩床層深度脫除微量水，從而獲得很低的露點(diǎn)(低于-100℃)。 ② 活性氧化鋁可作為分子篩的保護(hù)層。當(dāng)氣體中攜帶有液態(tài)水、液烴、緩蝕劑及胺類化合物時，位于上部床層的活性氧化鋁除用于氣體脫水外，還可作為下部分子篩床層的保護(hù)層。這是因為胺類化合物可以破壞分子篩的晶體結(jié)構(gòu)，使分子篩永久失活，縮短了分子篩的使用壽命。此外，分子篩雖不易被液態(tài)水破壞，但因液態(tài)水會增加床層的壓力降并使氣體產(chǎn)生溝流，因而造成分子篩的磨耗和縮短使用壽命。所以，當(dāng)采用復(fù)合固體吸附劑時就可避免這些現(xiàn)象的發(fā)生。 ③ 活性氧化鋁再生時能耗比分子篩低。 ④ 活性氧化鋁的價格較低。由于活性氧化鋁與4A分子篩組成的復(fù)合固體吸附劑床層具有以上特點(diǎn)，故近幾年來在天然氣脫水中得到廣泛應(yīng)用。活性氧化鋁主要成分是水化的、多孔的和無定形的氧化鋁，并含有其他金屬化合物。一般是選用低鐵的鋁土礦石作原料，經(jīng)粉碎、燒堿熔融得到鋁酸鈉溶液，再經(jīng)中和、濃縮、加入晶種后慢慢冷卻結(jié)晶；該結(jié)晶被濾出后，將濾餅烘干，并在500～600℃下焙燒，形成多孔、高吸附性能的活性氧化鋁。河南皓泉環(huán)保科技有限公司專業(yè)生產(chǎn)活性氧化鋁，等凈水材料，歡迎您的來電咨詢。