المنخل الجزيئي(المعروف أيضًا باسم الزيوليت الاصطناعي) هو نوع من بلورات ألومينوسيليكات الصغيرة التي يسهل اختراقها. وهو عبارة عن هيكل عظمي أساسي يتكون من السيليكون والألومنيوم المتصلين عبر جسور الأكسجين. يحتوي الهيكل على العديد من المسام ذات أقطار مسام موحدة وتجويفات مرتبة بشكل أنيق مع مساحة سطح داخلية كبيرة. توجد كاتيونات معدنية (مثل Na+ وK+ وما إلى ذلك) في الشبكة البلورية لموازنة الشحنات السالبة الزائدة في البلورة. إن امتزاز المواد بواسطة المنخل الجزيئي هو امتزاز فيزيائي. هناك قطبية قوية ومجالات كولوم داخل المسام البلورية، وتظهر قدرة امتصاص قوية للجزيئات القطبية (مثل الماء) والجزيئات غير المشبعة.
نظرًا لفقد جزيئات الماء بشكل مستمر بعد التسخين، لكن هيكل الهيكل البلوري يبقى دون تغيير، وتتشكل العديد من التجاويف، وترتبط التجاويف بالعديد من المسام الدقيقة بنفس القطر، مما يؤدي إلى امتصاص الجزيئات الأصغر من قطر المسام داخل التجاويف. ، واستبعاد الجزيئات الأكبر من المسام، وبالتالي فصل الجزيئات ذات الأحجام المختلفة وتحقيق وظيفة فحص الجزيئات، لذلك يطلق عليه بشكل واضح "المنخل الجزيئي".
في هذه العملية، يتم تجفيف الأسيتيلين وكلوريد الهيدروجين بشكل منفصل.
يحتوي الأسيتيلين المرسل من عملية توليد الأسيتيلين على كمية كبيرة من الرطوبة والشوائب، وتتم إزالة الشوائب أولاً من خلال برج غسيل المياه أو المرشح الرملي.
ثم استخدم الماء بدرجة 0 للتجميد والتجفيف، أي أنه باستخدام مبدأ أن ضغط البخار المشبع للماء في الغاز يتناقص مع انخفاض درجة الحرارة، يتم تقليل الضغط الجزئي للمياه في الطور الغازي عن طريق خفض درجة الحرارة، وتتم إزالة الرطوبة الموجودة في الغاز. يمكن تحديد المحتوى المائي للغاز من خلال حساب ضغط البخار المشبع للغاز عند درجة الحرارة.
يتم بعد ذلك استخدام امتصاص الماء للمنخل الجزيئي 3A لإزالة كميات ضئيلة من الماء من الأسيتيلين. في الوقت نفسه، يتم استخدام طريقة ارتفاع درجة الحرارة لتبخير الماء أثناء عملية تجديد المنخل الجزيئي، ويتم امتصاص المنخل الجزيئي بتدفق الهواء. يتم تجديد المناخل الجزيئية في أربع خطوات باستخدام النيتروجين البارد والساخن.
يعتمد برج تجفيف الأسيتيلين هيكلًا ثلاثي الطبقات للامتصاص. تعمل الطبقة الثالثة كطبقة واقية لمنع اختراق برج التجفيف. عندما يتم امتصاص وتشبع الطبقتين الأولى والثانية من المناخل الجزيئية، يتم تنشيط وتجديد المناخل الجزيئية للبرج.
المنخل الجزيئي المستخدم في تجفيف الأسيتيلين هو المنخل الجزيئي 3A، ويسمى أيضًا المنخل الجزيئي KA.
وشكله الأساسي هو كما يلي: K8Na12[(AlO4)12·(SiO4)12]·27H2O.
قطر جزيئات الماء هو (2.1~3.1)×10-10 م، والأسيتيلين 3.2×10-10 م، والأكسجين (3.4~3.84)×10-10 م. عندما يمر خليط الغاز أعلاه من خلال المنخل الجزيئي 3A، سيتم امتصاص الماء فقط وكمية صغيرة من الأسيتيلين، ولا يمكن للجزيئات الأخرى التي يبلغ قطرها أكبر من 3×10-10 م الدخول إلى تجاويف بلورات المنخل الجزيئي.
عندما يمر الأسيتيلين الرطب عبر المنخل الجزيئي 3A، يتم الاحتفاظ بجزيئات الماء في فتحات المنخل الجزيئي دون الامتزاز المشترك مع الأسيتيلين، ويتم أخيرًا تجفيف الأسيتيلين بواسطة المنخل الجزيئي.
يتميز المنخل الجزيئي 3A بالخصائص التالية:
①تأثير درجة الحرارة على امتصاص الماء أقل بكثير من تأثير المجففات العامة (مثل هلام السيليكا)؛
②تضعف قدرة التجفيف مع زيادة محتوى الماء في المنخل الجزيئي؛
③معدل تدفق الأسيتيلين الرطب له تأثير ضئيل على قدرة الامتصاص للمناخل الجزيئية؛
④ في ظل نفس ظروف الرطوبة، تكون قدرة امتصاص الماء أكبر من المجففات الأخرى (مثل هلام السيليكا).
أثناء استخدام المناخل الجزيئية، ينبغي الاهتمام بالجوانب الأربعة التالية:
①يجب تحديد حجم المسام للمنخل الجزيئي 3A وتصنيعه وفقًا للقطر الجزيئي لغاز مادة التجفيف الفعلي، وهو المفتاح للتأثير على تشغيل عملية تجفيف الغربال الجزيئي.
② تعد القوة الميكانيكية وأوقات التجديد للمناخل الجزيئية من المؤشرات المهمة التي تؤثر على عمرها الافتراضي. لذلك، يجب تمديد وقت الامتزاز الأولي للمناخل الجزيئية قدر الإمكان، ويجب تقليل عدد التجديدات، ويجب تقليل تغيرات فرق درجة الحرارة والتآكل الميكانيكي أثناء عملية التجديد، ويجب تقليل ظاهرة المسحوق للمناخل الجزيئية .
③قدرة التجفيف للمناخل الجزيئية ليست لانهائية. يتم حساب عمر الخدمة وقدرة المعالجة لمجففات الغربال الجزيئي على أساس قدرة التحميل للمناخل الجزيئية تحت ضغط التصميم. ومع زيادة امتصاص الماء، تقل قدرة التجفيف حتى التشبع، وهو ما يجب التأكد منه. من أجل التشغيل السلس للجهاز، حاول تجنب زيادة محتوى الغاز والماء على المدى الطويل أو زيادة حمل الجهاز على المدى الطويل.
④ الشوائب (مثل حمض الكبريتيك، وحامض الفوسفوريك، والملح، وما إلى ذلك) التي يحملها غاز المواد الخام يمكن أن تسبب بسهولة انسداد مسام المنخل الجزيئي وتقليل قدرة إزالة الماء لبرج التجفيف. لذلك، يجب غسل وإزالة غاز المادة الخام جيدًا قبل دخوله إلى برج التجفيف.