مولکولارسیو چیست؟

مولکولارسیو (Molecular Sieve) نوعی زئولیت است و یکی از موثرترین مواد جاذب برای جداسازی رطوبت از گاز ها و هوای فشرده، جداسازی گازها از یکدیگر و جداسازی آب از مایعات و گازها می باشد و به عنوان غربال مولکولی نیز شناخته می شود.

مولکولارسیو ها جاذب هایی متشکل از آلومینا سیلیکات کریستالی (زئولیت) و clay می باشند که مولکول های آن از ساختارهایی به شکل چارچوب (framework) ساخته شده اند. فاز فعال جاذب زئولیت است که از کاتیون های تک ظرفیتی و دو ظرفیتی از گروه فلزات قلیایی خاکی ساخته شده است. جهت تنظیم مشخصات مکانیکی جاذب از مقدار کمی clay که به عنوان چسب (binder) عمل می کند ، استفاده می شود.

مولکولارسیو ها در حالت عادی قابلیت جذب رطوبت به میزان ۱۸تا ۲۲ درصد وزنی خود را دارد. در مولکولارسیو کاتیون هایی مانند کلسیم ، سدیم و پتاسیم وجود دارد که ظرفیت جذب سطحی بالای آنها از طریق نیروهای یونی قوی باعث جذب مقدار زیادی آب و ناخالصی ها از هوا و گازها می شود.

یکی از مشخصه های مهم مولکولارسیو ، ساختار داخلی و سه بعدی آلومینو-سیلیکات آن است. این ساختار به صورت حفره های منظم و تخلخل های یکنواخت است و این خصوصیات ساختاری باعث افزایش میزان انتخاب پذیری (Selectivity) جاذب و ایجاد قدرت بالا در جذب و جداسازی می شود.

ساختار کریستالی زئولیت مولکولارسیو خاصیت انتخاب پذیری (Selectivity) را در آن ایجاد می کند. این ساختار به وسیله کانال ها و دهانه های حفرات با ابعاد مشخص و یکنواخت به هم متصل می شود. بنابراین نحوه جذب مولکولی به این صورت است که مولکول هایی که ابعاد و اندازه مناسبی نسبت به اندازه کانال ها و حفره ها دارند بتوانند وارد سطح حفره داخلی شده و جذب شوند.

یعنی در هنگام عبور مایع و گاز ، مولکولارسیو اجازه عبور ذرات بزرگتر را می دهد و ذرات کوچکتر را جذب می کند.

در نتیجه ، توانایی جداسازی مولکول ها به دلیل این منافذ و کانال های یکسان است. اما باید بدانیم وقتی مولکولارسیو به حد اشباع رسید فرآیند احیا باید آغاز شود. این فرآیند با حرارت دادن مولکولارسیو در دمای ۱۳۰ تا ۲۵۰ درجه سانتیگراد همراه است.

آلومینا اکتیو چیست؟

آلومینا اکتیو یا آلومینای فعال شکل متخلخل اکسید آلومینیوم است که معمولاً به عنوان یک ماده خشک کن (دسیکانت) برای جذب رطوبت و سایر ناخالصی ها از هوا استفاده می شود. همچنین به عنوان یک کاتالیزور در واکنش های شیمیایی مختلف و همچنین به عنوان یک جاذب برای حذف فلوراید، آرسنیک و سایر آلاینده ها از آب آشامیدنی استفاده می شود.

آلومینا اکتیو دارای نسبت سطح به وزن بالایی است که آن را به یک جاذب موثر برای طیف وسیعی از ناخالصی ها تبدیل می کند.

آلومینا اکتیو تخلخل بالایی دارد که به آن اجازه می دهد تا مقادیر زیادی رطوبت و سایر ناخالصی ها را جذب کند واز نظر شیمیایی بی اثر و در دماهای بالا پایدار است و برای استفاده در کاربردهای مختلف مناسب است.

رطوبت زدایی از هوای فشرده

در برخی از سیستم های پنوماتیک ، رطوبت هوا نیز ناخالصی و آلودگی محسوب می شود. در این سیستم ها وجود رطوبت باعث خوردگی، آسیب یا اختلال در عملکرد تجهیزات می شود.  در این موارد باید از خشک کن در سیستم استفاده شود. خشک کن رطوبت هوا را جذب کرده و از ورود آن به سیستم جلوگیری می کند.

وجود مقادیر کم آب در هوای فشرده می تواند باعث ایجاد پدیده تراکم و تشکیل قطرات مایع در کمپرسور شود که از نظر عملیاتی و اقتصادی بسیار نامطلوب است.

 بنابراین، رطوبت زدایی هوا برای حذف مقدار آب موجود در آن همواره مورد توجه بوده است. در این زمینه رایج ترین روش استفاده از خشک کن های هوا است که در آن می توان آب را با استفاده از جاذب های سطحی از هوای خوراک به کمتر از 1ppm حذف نمود. جاذب های سطحی یا خشک کننده ها (Desiccants) مواد بسیار متخلخلی هستند که توانایی جذب مقادیر زیادی آب را دارند.

 یک جاذب مناسب باید علاوه بر تخلخل و ظرفیت جذب، دارای خواص مکانیکی مناسب نیز باشد. از جمله خواص مکانیکی مورد توجه دیسکانت ها  می توان به مقاومت در برابر سایش، ضربه های حرارتی و بازیابی آسان اشاره کرد.

رایج ترین جاذب های سطحی مورد استفاده برای خشک کردن هوا ، مولکولارسیو  4A و 3A هستند که دارای حفراتی با اندازه مشخص و یکنواخت هستند و به عنوان یک غربال عمل می کنند و بر اساس قطر و قطبیت مولکول های مختلف، قابلیت حذف رطوبت از جریان های مختلف را فراهم می کنند. همچنین از آلومینا اکتیو می توان به عنوان یک جاذب رطوبت قوی یاد کرد. 

منبع: سایت پتروتات