Разработка транспортной адсорбционной установки с использованием композитного материала для обеспечения требуемой температуры точки росы сжатого воздуха тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.04.03, кандидат наук Подчуфаров Алексей Алексеевич

• Подчуфаров Алексей Алексеевич
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Подчуфаров Алексей Алексеевич

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 Литературный обзор и постановка задач исследования

1.1 Требования к температуре точки росы потребителей сжатого воздуха

1.2 Методы обеспечения необходимой температуры точки росы сжатого воздуха

1.2.1 Метод конденсации с использованием холода окружающей среды (ТРД от 3-7 °С и выше)

1.2.2 Метод конденсации с использованием осушителя механического типа (ТРД - 2-3 °С)

1.2.3 Метод адсорбции (ТРД до минус 70 °С)

1.2.4 Сопоставление методов обеспечения необходимой температуры точки росы сжатого воздуха

1.3 Обеспечение требуемой температуры точки росы сжатого воздуха на транспорте

1.3.1 Схемы адсорбционных процессов обеспечения требуемой температуры точки росы сжатого воздуха

1.3.2 Конструкции адсорберов в установках обеспечения необходимой температуры точки росы сжатого воздуха

1.4 Адсорбенты, применяемые в системах обеспечения необходимой температуры точки росы сжатого воздуха и методы их исследования

1.4.1 Гранулированные адсорбенты

1.4.2 Адсорбирующие изделия разной геометрической формы

1.4.3 Исследование адсорбционных и кинетических характеристик различный адсорбционных материалов

1.4.4 Исследование динамики адсорбции и определение необходимой температуры точки росы сжатого воздуха

ГЛАВА 2 разработка методики формирования внутренней структуры и получение композитных адсорбционных материалов транспортных установок очистки и осушки сжатого воздуха

2.1 Характеристика исходных материалов

2.2 Методики формирования внутренней структуры композитных адсорбционных материалов транспортных УОСВ

2.2.1 Методика формирования внутренней структуры КАМ из адсорбента-наполнителя с размером частиц не более 1,0 мм

2.2.2 Методика формирования внутренней структуры КАМ из адсорбента-наполнителя с размером частиц не более 1,0 мм и применения дополнительных технологических операций

2.2.3 Методика формирования внутренней структуры КАМ из микросфер размером 1,0-1,6 мм

2.3 Изготовление образцов композитных адсорбционных материалов для

транспортных УОСВ

ГЛАВА 3 Методы исследования и результаты исследования композитных адсорбционных материалов для транспортных УОСВ

3.1 Анализ состояния поверхности адсорбентов (входной контроль)

3.2 Исследование адсорбционных характеристик

3.3 Исследование кинетических характеристик

3.4 Исследования физико-химических характеристик

3.4.1 Определение удельной поверхности

3.4.2 Объем мезопор и средний диаметр пор

3.5 Выбор наиболее эффективного образца КАМ для транспортных УОСВ .. 100 ГЛАВА 4 Исследование процессов осушки сжатого воздуха транспортных

УОСВ

4.1 Разработка и описание экспериментального стенда для исследования процессов осушки сжатого воздуха транспортных УОСВ

4.2 Результаты исследований процессов осушки сжатого воздуха выбранных адсорбционных материалов

4.3 Определение наличия частиц («пыление») и максимального размера частииц

4.3.1 Определение содержания твердых частиц

4.3.2 Измерение максимального размера частиц

4.4 Результаты вибрационных и климатических испытаний КАМ

4.5 Результаты вибрационных испытаний опытного образца транспортной

УОСВ

ГЛАВА 5 Рекомендации по созданию композитных адсорбционных материалов для различных задач осушки газов, определение стоимости

жизненного цикла УОСВ с КАМ

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

Аббревиатуры

АОА - активный оксид алюминия;

БЭТ - уравнение адсорбции Брунауэра, Эммета и Теллера; КАМ - композитный адсорбционный материал; КСАМ - композитный сорбционно-активный материал; КЦА - короткоцикловая адсорбция;

МА - моноблок (композитный адсорбционный материал) из активного оксида алюминия;

ОС - окружающая среда;

ПТТР - понижение температуры точки росы;

СЖЦ - стоимость жизненного цикла;

ТА - трубчатый адсорбент;

ТР - температура точки росы;

ТРД - температура точки росы под давлением;

УОСВ - установка очистки и осушки сжатого воздуха.

Условные обозначения

а - адсорбционная емкость, г/100 г; ммоль/г;

Аа - абсолютная погрешность величины адсорбционной емкости, г/100 г, ммоль/г;

ак - количество адсорбированного вещества за фиксированный промежуток времени, г/г;

Аак - абсолютная погрешность количества адсорбированного вещества за фиксированный промежуток времени, г/г;

ат - предельная величина адсорбции, г/100 г, ммоль/г; Ь - содержание твердых частиц, мг; С - константа уравнения БЭТ;

СТд - предельно допустимое содержание твердых частиц, мг/м3; й - количество десорбированного вещества, г/100 г, ммоль/г; га - относительная погрешность величины адсорбционной емкости, %; £ак - относительная погрешность количества адсорбированного вещества за фиксированный промежуток времени, %;

Ео - характеристическая энергия адсорбции, Дж/моль; т - масса, г, кг;

Ат - количество адсорбированной воды, г; Л/д - постоянная Авогадро, моль-1; р - равновесное давление, Па; Р - давление формования, кгс/см2, тонн; р/р3 - относительная влажность; р5 - давление насыщенного пара, Па; РТ - величина избыточного давления, бар, МПа; Q - расход, м3/мин, м3/ч;

Я - универсальная газовая постоянная Дж/моль К; 5уд — удельная поверхность, м2/г; Т - абсолютная температура, К;

V - объём, м3;

Жо - объем микропор, см3/г;

ДЕ - динамическая емкость адсорбента, г/100 г;

СВ - доля связующего вещества, %.

Р - кинетический коэффициент;

р - плотность, кг/м3;

I, т - время, с;

V - мольный объем адсорбтива, м3/моль;

шт - элементарная площадка, нм

Индексы

адс - адсорбция; г - газ;

изм - измерение;

наг - нагрев;

ос - окружающая среда;

пр - прибор;

расх - расходомер;

рег - регенерация;

с - стандартные условия;

max - максимальный;

min - минимальный.

ВВЕДЕНИЕ

Сжатый воздух является энергоносителем различных технологических процессов в машиностроительной, металлургической, пищевой, химической, медицинской, газо- и нефтедобывающей отраслях промышленности, транспорте.

Одним из факторов, обеспечивающим безопасность и надежность работы транспортных средств, в частности железнодорожного транспорта - безотказная работа пневматического оборудования, которая во многом зависит от качества сжатого воздуха. Ужесточение требований к энергосбережению установок осушения воздуха, показателям качества сжатого воздуха, повышению срока эксплуатации установок, уменьшению массогабаритных параметров и возможности позиционирования установок в пространстве, ввиду ограничения места для их размещения на транспортном средстве, работа при пониженных температурах, а также развитие импортозамещения, ставят перед исследователями задачи разработки дополнений к существующим решениям процессов осушения в соответствии с требованиями, предъявляемыми к установкам осушения сжатого воздуха.

Наличие конденсата в сжатом воздухе приводит к ухудшению условий работы пневмоавтоматики и пневматического оборудования, что ведет к простою оборудования и возникновению аварийных ситуаций, а также снижению качества технологического процесса.

Для исключения вероятности попадания конденсата в пневматические системы сжатого воздуха транспортных средств используют осушители сжатого воздуха, устроенные на конденсационном методе осушения сжатого воздуха, а также адсорбционном методе, обеспечивающего понижение температуры точки росы не менее 20 ° относительно температуры окружающей среды, согласно нормативным требованиям, предъявляемым к пневматическим системам транспортных средств.

Применение осушителей является обязательным требованием для современных пневмосистем транспортных средств.

В данный момент налажено производство цеолитов, силикагелей, активных оксидов алюминия в виде порошков и гранул различных конфигурации и размеров. Интенсивное использование адсорбционных материалов предъявляет повышенные требования к их эксплуатационным характеристикам. К ним относятся высокая прочность, отсутствие пыления, возможность размещения в конструкциях сложной конфигурации, равномерность распределения давления по высоте слоя, исключающее истирание слоев сорбента, что является характерным недостатком эксплуатации традиционных адсорбентов.

В настоящее время нашли применение композитные адсорбционные материалы (КАМ), состоящие из исходного адсорбционного материала -наполнителей и связующего вещества - матрицы, которые смешиваются и формуются в определенных условиях. Варьируя материалы и параметры, целенаправленно регулируется форма КАМ, их конечные адсорбционные, прочностные и структурные характеристики, что позволяет создать широкий ассортимент адсорбционных материалов и указывает на достоинство и перспективность применения КАМ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка транспортной адсорбционной установки с использованием композитного материала для обеспечения требуемой температуры точки росы сжатого воздуха»

Цель работы:

Совершенствование транспортных адсорбционных установок очистки и осушки сжатого воздуха (УОСВ) (далее - установка) пневмосистем для обеспечения нормативных требований понижения температуры точки росы за счет использования композитных адсорбционных материалов (КАМ).

Научная новизна:

1. Установлены взаимосвязи между параметрами формирования внутренней структуры КАМ, такими как соотношение адсорбента и связующего вещества, давление формования, и их характеристиками (плотность упаковки, структура поверхности, адсорбционная емкость).

2. Впервые проведен комплекс экспериментальных исследований КАМ для транспортных установок, определены эксплуатационные характеристики

транспортных установок: зависимость значений температуры точки росы сжатого воздуха от расхода воздуха на регенерацию адсорбента и гидравлического сопротивления слоя КАМ, проведен анализ полученных экспериментальных данных в сравнении с требованиями нормативных документов и стандартов ГОСТ 32202-2013 и ГОСТ 10393-2014.

3. Впервые получены и аналитически обработаны экспериментальные данные изотерм адсорбции паров воды и кинетические кривых образцов КАМ для транспортных установок.

Практическая значимость:

1. Впервые разработана методика формирования внутренней структуры КАМ с применением полимерного связующего вещества, адаптированная для транспортных установок, обеспечивающих требуемое качество сжатого воздуха за счет увеличения плотности упаковки КАМ.

2. Получены и исследованы КАМ для транспортных установок, устойчивые к вибрациям и пылению, работающие в широком температурном диапазоне эксплуатации оборудования от минус 50 до плюс 65 °С в отличии от гранулированных адсорбентов.

3. Создан опытный образец установки с горизонтальным расположением адсорберов с КАМ, что позволяет выгодно разместить установку с КАМ на транспортном средстве по сравнению с установками с гранулированным адсорбентом.

4. Получены результаты вибрационных испытаний опытного образца установки и КАМ, а также результаты климатических испытаний КАМ, определены значения температуры точки росы сжатого воздуха и величина гидравлического сопротивления слоя КАМ, соответствующие нормативным требованиям и стандартам ГОСТ 32202-2013 и ГОСТ 10393-2014.

Внедрение результатов работы:

1. Результаты работы внедрены ООО «Эйр Драйер» (г. Москва, г. Троицк, ИНН 5408002324).

2. Разработан лабораторный технологический регламент на изготовление адсорбционного материала системы осушителя (ЛТР 3139-2017) в рамках работ по договору Э3139сп на тему: «Разработка адсорбционного материала системы осушителя сжатого воздуха» от 02 декабря 2015 года.

3. Разработан и изготовлен автоматический электронный блок очистки и осушки сжатого воздуха МА (АБПШ.067561.001) компанией ООО «Эйр Драйер».

Достоверность и обоснованность полученных результатов:

Достоверность полученных экспериментальных данных обеспечивается применением аттестованных измерительных приборов, апробированных методик измерения и расчета погрешности измерений. Результаты экспериментального исследования КАМ (погрешность экспериментов не превышала 17 %), результаты экспериментального исследования установок с КАМ, с определением температуры точки росы и гидравлического сопротивления слоя КАМ (погрешность экспериментов не превышала 18 %) согласуются с нормативными требованиями и стандартами ГОСТ 32202-2013 и ГОСТ 10393-2014.

Достоверность результатов также обеспечивается результатами проведенных приемочных (климатических и вибрационных) испытаний КАМ и опытного образца установки.

На защиту выносятся:

1. Разработанная методика формирования внутренней структуры КАМ для транспортных установок, соответствующая требованиям нормативных документов и стандартов ГОСТ 32202-2013 и ГОСТ 10393-2014, эксплуатации при пониженных температурах и размещению аппаратов в транспортных средствах.

2. Результаты исследований адсорбционных и кинетических характеристик выбранных адсорбентов и КАМ с выбором наиболее эффективного образца КАМ для транспортных установок. Результаты определения погрешности экспериментальных исследований.

3. Результаты исследования выбранных адсорбентов и КАМ для транспортных установок на экспериментальном стенде для исследования процесса осушки сжатого воздуха, определение значений температуры точки росы и

гидравлического сопротивления слоя выбранных адсорбентов и КАМ. Результаты определения погрешности экспериментальных исследований.

4. Результаты вибрационных и климатических испытаний выбранного КАМ для транспортных установок. Значения температуры точки росы и гидравлического сопротивления КАМ после проведения испытаний. Результаты вибрационных испытаний опытного образца транспортной установки с КАМ.

5. Практические рекомендаций по использованию КАМ в задачах осушки. Результаты определения стоимости жизненного цикла (СЖЦ) транспортных установок.

Апробация работы. Основные результаты научно-квалификационной работы доложены и обсуждены на конференциях:

- IX Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов (с международным участием) «Будущее машиностроения России» (Москва, 2016).

- IX Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов (с международным участием) «Будущее машиностроения России» (Москва, 2016).

- XI Всероссийской инновационной молодежной научно-инженерной выставке «ПОЛИТЕХНИКА» (Москва, 2016).

- XVIII Международной научно-технической конференции по компрессорной технике (Казань, 2017).

- X Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов (с международным участием) «Будущее машиностроения России» (Москва, 2017).

- XII Всероссийской инновационной молодежной научно-инженерной выставке «ПОЛИТЕХНИКА» (Москва, 2017).

- XX Международной научно-практическая конференции «Актуальные проблемы эксплуатации автотранспортных средств» (Владимир, 2018).

- Международной научной конференции «Техника и технология нефтехимического и нефтегазового производства» (Омск, 2019).

- XII Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов (с международным участием) «Будущее машиностроения России» (Москва, 2019).

- Саммите молодых ученых и инженеров «Большие вызовы для общества, государства и науки» (Сочи, 2019).

- Третьей международной научно-практической конференции «Холодильная и криогенная техника, системы кондиционирования и жизнеобеспечения» (Москва, 2019).

- XIII Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов (с международным участием) «Будущее машиностроения России» (Москва, 2020).

Личный вклад автора. Автор разработал и принимал участие в изготовлении опытного образца транспортной установки. Спроектировал и принимал участие в изготовлении экспериментальных стендов для исследования адсорбционных материалов и процессов осушки сжатого воздуха, также автор проводил экспериментальные исследования и математическую обработку полученных экспериментальных данных.

Автором также была разработана методика формирования внутренней структуры и изготовлены образцы композитных адсорбционных материалов, обобщены полученные результаты исследований, написаны и опубликованы статьи по теме диссертации.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 научных работ, в том числе 4 в рецензируемых изданиях, рекомендуемых ВАК РФ и МБД.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы, приложения и содержит 158 страниц основного текста, 59 рисунков, 26 таблиц и список литературы из 110 наименований.

Первая глава носит обзорно-постановочный характер и посвящена рассмотрению вопросов методов осушки газов, транспортных установок очистки и осушки сжатого воздуха, а также применения и исследования различных адсорбционных материалов.

Вторая глава посвящена описанию методики формирования внутренней структуры и получение композитных адсорбционных материалов (КАМ) для

транспортных установок с гибкостью установки и расположением, для применения в системах обеспечения необходимой температуры точки росы сжатого воздуха.

Третья глава посвящена описанию методы исследования адсорбентов и приведены результаты исследований адсорбционных, кинетических и физико-химических характеристик адсорбентов.

В четвёртой главе рассмотрен разработанный экспериментальный стенд с горизонтально расположенными адсорберами для исследования процесса осушки сжатого воздуха транспортных установок с КАМ и система автоматики, для определения значений температуры точки росы и гидравлического сопротивления слоя выбранных адсорбентов и КАМ, а также проведены исследования процесса осушки сжатого воздуха. Определено, что при горизонтальном расположении адсорберов, образцы КАМ соответствуют требованиям, предъявляемым к транспортным установкам подвижного состава, с понижением температуры точки росы на 39°, в абсолютном значении - минус 14°. Представлены результаты вибрационных и климатических испытаний при температуре окружающей среды от минус 50 °С до плюс 65 °С включительно для выбранного образца КАМ МА-9 в составе транспортной установки, а также результаты исследований по определению температуры точки росы сжатого воздуха и гидравлического сопротивления. Результаты испытаний подтвердили ранее полученные экспериментальные данные исследования процесса осушки сжатого воздуха транспортных установок.

Пятая глава посвящена выработке практических рекомендации по созданию композитных адсорбционных материалов в зависимости от требований к обеспечению температуры точки росы для различных задач осушки газов. Представлены данные определения стоимости жизненного цикла (СЖЦ) имеющихся систем осушки и транспортной установки с КАМ.

ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Требования к температуре точки росы потребителей сжатого воздуха

Качество газов, в частности сжатого воздуха, определяется количеством и составом содержащихся в нем примесей, что в свою очередь влияет на надежность работы установок, оборудования, систем автоматики и во многом зависит от степени очистки сжатого воздуха, который после выхода из различных типов компрессорных установок может содержать различные виды загрязнений [1, 9, 11,

17].

Согласно ГОСТ ИСО 8573-2016 «Сжатый воздух. Загрязнения и классы чистоты», загрязнения сжатого воздуха можно разделить на три группы:

- твердые;

- вода и масло в жидкой и парообразной паровой фазе;

- газообразные.

Для удаления данных видов загрязнений служат установки очистки и осушки сжатого воздуха (УОСВ), предназначенные для удаления пыли, влаги и масла из сжатого воздуха перед подачей его в пневмосеть на аппараты и двигатели [1, 2, 7, 10, 11, 15, 16, 17].

Особенно стоит отметить отрицательное влияние повышенной влажности сжатого воздуха на технологические процессы в промышленности и на транспорте, поскольку в воде растворяются практически все примеси, которые содержатся в воздухе, что снижает долговечность систем и устройств.

Чтобы не допустить конденсации влаги в воздухопроводах, сжатый воздух должен быть охлажден до температуры, ниже температуры окружающей среды, при этом этих условий может быть недостаточно, так как коррозия труб из углеродистой стали начинается при влажности воздуха, превышающей 50% [1]. Следовательно, необходимо правильно определять соотношение температур

окружающего и сжатого воздуха. На Рисунке 1.1 представлена диаграмма для определения начала коррозии [1]. Если температура окружающей среды плюс 25 С, для предотвращения образования коррозии, которая неизбежно приводит к увеличению износа трущихся поверхностей пневматических систем и оборудования за счет попадания частиц ржавчины, необходимо, чтобы температура точки росы сжатого воздуха была не выше плюс 13 0 С.

Рисунок 1.1. Диаграмма для определения начала коррозии

Используют различные способы выражения концентрации паров воды в воздухе и газах, такие как парциальное давление (мм. рт. ст.), массовая концентрация (г/м3), точка росы ( 0 С), концентрация в объемных и массовых единицах (ррт, Ьрт). Точка росы - это температура, которая соответствует переходу газа при постоянном влагосодержании, ненасыщенного парами воды, в состояние насыщенности при охлаждении, что является пределом охлаждения влажного газа [21].

В части осушения сжатого воздуха, наиболее широкое распространение получила классификация потребителей сжатого воздуха [46] по требованиям к температуре точки росы под давлением (ТРД), представленной в Таблице 1, в медицине, микроэлектронике, пищевой промышленности, машиностроении, приборостроении и металлургии. Потребителями сжатого воздуха являются устройства и механизмы, использующие воздух для различных производственных операций и технологических процессов.

Таблица 1.

Классификация потребителей сжатого воздуха по требованиям к ТРД

№ Наименование потребителей/задача Необходимая температура точки росы (ТРД),°С Класс чистоты по ГОСТ ИСО 85732016 по влажности и содержанию воды в жидкой фазе

1 -пневматический измерительный инструмент; -подача воздуха для дыхания; -пневмотранспорт и перемешивание жидкостей, лекарственных препаратов. ниже минус 70 0-1

2 -изготовление и упаковка медикаментов и пищевых продуктов); -очистка и продувка деталей при сборке в приборостроении и электронике; -индустриальный пневмоинструмент; -пневматическое управление; -примнение пресс-форм; -пневматическая транспортная система. ниже минус 40 2

4 -пескоструйная очистка, -распыление красок, -пневматические двигатели; -производственные работы и сервис. ниже минус 20 3

5 -распыление красок для покрасочных работ; -системы автоматики промышленных предприятий; -технологическое кондиционирование. ниже плюс 3 4

6 -строительная и добывающая промышленность; -пескоструйная очистка; -охлаждение деталей; -пневмодвигатели и пневмоинструмент. выше плюс 7 5-6

Требования, предъявляемые к промышленной чистоте сжатого воздуха [3, 4, 59], определяют необходимость использования соответствующих методов осушки и очистки сжатого воздуха от загрязнений, отражённых в рамках классификации, основанной на технологических процессах подготовки воздуха. Однако, разными методами можно достичь различную степень осушки и очистки сжатого воздуха. В зависимости от уровня остаточного влагосодержания используются различные технологические схемы, осуществляющие осушение сжатого воздуха, основанные на таких физических принципах как конденсация, абсорбция, адсорбция и мембранные методы [1, 5, 7, 8, 9, 15, 16, 17, 24], каждый из которых имеет свои достоинства и недостатки, различные технико-экономические показатели и эксплуатационные характеристики.

Применение механических методов осушки, основанных на отделении сконденсированной влаги, не позволяет удалить влагу, находящуюся в парообразном состоянии. Для удаления влаги, находящейся в парообразном состоянии, применяют методы, основанные на удалении влаги как в сконденсированном, так и в парообразном состоянии.

Химические методы осушения сжатого воздуха, основанные на свойствах некоторых веществ связывать молекулы воды, вступая с ней в химические соединения, в данной работе не рассматриваются, ввиду малой экономичности данного метода, сложности оборудования и наличия агрессивных веществ.

С целью определения целесообразности применения физических методов для осушки сжатого воздуха, проведено их краткое рассмотрение и сопоставление между собой. Для обеспечения необходимого качества сжатого воздуха, должен быть выбран метод осушения, имеющий минимальные затраты [9, 13, 31, 47].

1.2 Методы обеспечения необходимой температуры точки росы сжатого воздуха

1.2.1 Метод конденсации с использованием холода окружающей среды (ТРД от 3-7 °С и выше)

Метод конденсации основан на уменьшении способности воздуха удерживать пары воды при понижении температуры, где сконденсировавшая влага выпадает в жидкой фазе при увеличении относительной влажности воздуха. Понижение температуры воздуха ведет к росту его относительной влажности, а после достижения состояния насыщения - к конденсации водяных паров. При обработке сжатого воздуха общего назначения его охлаждение производится в воздушных и водяных теплообменниках, концевых влагоотделителях, испарителях холодильных установок, а также при помощи различных генераторах холода [1, 2]. Данный метод нашел свое применение в установках средней и большой производительности [9, 15, 16, 17, 18].

Широкое распространение в системах осушки сжатого воздуха получили конденсационные осушители сжатого воздуха, основанные на использовании низкотемпературного потенциала окружающей среды, где в качестве хладагента используется холодный атмосферный воздух в холодно-переходное время года [1, 9, 45, 46], что исключает перемерзание протяженных трубопроводов в осенне-весенний период эксплуатации. Данный метод осушения был предложен в МГТУ им. Н.Э. Баумана и рассматривался в работах А.Д. Суслова, И.В. Марфениной, В.П. Николаева, В.Н. Михушкина для установок средней и большой производительности от 0,8 до 250 м3/мин. Минимальная температура точки росы сжатого воздуха выше температуры атмосферного воздуха от 4 °С до 11 °С.

Энергетические затраты в данном случае определяются только мощностью, не более 1,5 кВт, необходимой приводу вентилятора, что является минимальным значением по сравнению с другими методами. Диапазон рабочего давления 0,5 -0,8 МПа, потери давления сжатого воздуха не более 20 кПа [1, 45].

1.2.2 Метод конденсации с использованием осушителя механического типа (ТРД - 2-3 °С)

Для недопущения конденсации влаги в воздухопроводах, сжатый воздух должен быть охлажден до температуры ниже, чем температура окружающей среды, поэтому после предварительной очистки и охлаждения сжатого воздуха необходима его дальнейшая осушка [8, 14]. При осушке сжатого воздуха средней и большой производительности (от 0,6 до 250 м3/мин) методом конденсации влаги с применением осушителей механического типа (холодильной установки) температура точки росы составляет от плюс 3 °С до плюс 10 °С, при этом в осенне-зимний период в зависимости от условий эксплуатации оборудования возможно замерзание пневматических сетей, узлов и систем автоматики на предприятии и на транспорте [14]. Для достижения более низкой точки росы применяется метод вымораживания - один из разновидностей метода конденсации. При температуре охлаждаемой поверхности ниже 0° пары воды переходят в твердую фазу, удаление которого с поверхности является трудозатратой операцией [1]. В данной работе метод вымораживания не рассматривается, так как требует эксплуатационных и капитальных затрат, а процессы тепло-и массообмена и аэродинамики сложны и имеют ряд особенностей [13, 14].

Максимальная мощность, необходимая для осушки методом конденсации с использованием осушителей механического типа в основном будет определяться двумя факторами: количество теплоты, которое необходимо отвести от сжатого воздуха и система отделения конденсата [10, 11, 13].

Система осушки механического типа включает в себя два контура [14]:

- обработка сжатого воздуха;

- холодильная машина.

При низких температурных режимах и высоких требованиях к качеству сжатого воздуха, осушение методом конденсации связано с большими энергетическими затратами, тогда более приемлема будет осушка с помощью поглотителей на основании физико-химических принципах [5, 6, 14].

1.2.3 Метод адсорбции (ТРД до минус 70 °С)

Процесс адсорбции основан на поглощении веществ поверхностью адсорбента. В технике в качестве адсорбентов используются вещества с сильно развитой внутренней поверхностью. Количество адсорбированного вещества возрастает с понижением температуры и увеличением его концентрации в воздухе, что определяет важное свойство адсорбции - обратимость, т.е. способностью полного или частичного восстановления адсорбционных свойств при повышении температуры или снижении парциального давления адсорбированного вещества в газовой фазе [21, 22, 25, 26]. Эффективность процесса адсорбционной осушки и очистки зависит от свойств адсорбента и конструкции установки, которые просты в обслуживании, не сложны в эксплуатации и позволяют автоматизировать процесс, а также имеют высокую степень осушки сжатого воздуха, при его периодической кратковременной потребности и небольших расходах. Наиболее широко используются циклические процессы с регенерируемым адсорбентом: процессы с горячей регенерацией адсорбента (TSA - Termal-Swing Adsorption) и короткоцикловой безнгревательной адсорбцией (PSA - Pressure-Swing Adsorption)

Одна из принципиальных схем адсорбционной установки осушки сжатого воздуха с короткоцикловой безнагревательной адсорбцией (холодной регенерацией) представлена на Рисунке 1.2.

[44].

Рисунок 1.2. Принципиальная схема адсорбционной осушки сжатого воздуха с короткоцикловой безнагревательной адсорбцией: процессы 1-2 -сжатие, 2-3 - охлаждение, 3-4 - адсорбция, 4-5 - регенерация.

Особенность состоит в том, что для регенерации адсорбента используется предварительно осушенный и расширенный воздух, а продолжительность стадий адсорбции и десорбции составляет не более 10 минут [21, 22, 28, 30, 47, 57]. Адсорбционная осушка сжатого воздуха имеет ряд преимуществ: высокая степень осушки воздуха до температуры точки росы минус 40 ° и минус 70 ° для установок малой и средней производительности (от 0,5 до 10 м3/мин для КЦА и до 100 м3/мин для адсорбционных осушителей с горячей регенерацией), простота и цикличность процесса.

Наряду с указанными достоинствами, адсорбционные установки имеют определенные недостатки, такие как высокая энергоемкость процесса, большие потери осушенного воздуха, идущего на регенерацию адсорбента, большие габаритные размеры установок вследствие малой скорости воздуха в адсорберах (0,15 - 0,5 м/с) [22], невысокая механическая прочность адсорбентов, что требует дополнительной очистки сжатого воздуха от продуктов истирания адсорбционного материала [5, 9, 13, 25]. Минимизация энергозатрат на регенерацию является предметом поиска новых технических решений с целью повышения эффективности современных адсорбционных осушителей сжатого воздуха [44].

1.2.4 Сопоставление методов обеспечения необходимой температуры точки росы сжатого воздуха

Выбор метода осушки газов, в частности осушки сжатого воздуха, определяется на основании следующих показателей [1, 9, 10, 13, 24]:

- качественные показатели (исходное содержание влаги в газе, необходимая степень осушки, расход газа, температура и т.д.);

- экономические показатели, выраженные в окупаемости процесса.

Сопоставление методов осушки сжатого воздуха возможно проводить по

таким параметрам как степень осушения (точка росы), энергетические затраты, эксплуатационные затраты и надежность работы [9, 45].

Н кВт МО 300 200 100

0 2 1, 6 в 10 О, кг/с Рисунок 1.3. Сопоставление различных методов подготовки сжатого воздуха по

энергетическим затратам: 1 - адсорбционный, 2 - абсорбционный,

3 - конденсационный с холодильным циклом, 4 -

конденсационный с использованием холода окружающей среды.

На Рисунке 1.3 авторами работы [10, 46] представлено сопоставление различных методов подготовки сжатого воздуха по энергетическим затратам. При увеличении производительности установок, их потребляемая мощность при использовании конденсационных методов для систем осушки сжатого воздуха меньше на 80 % по сравнению с адсорбционными методами. Однако, по эксплуатационной надежности и затратам адсорбционные и абсорбционные методы подготовки воздуха являются более предпочтительными, так как являются безмашинными.

Применение адсорбционного метода осушки сжатого воздуха целесообразно при необходимости высокой степени осушки сжатого воздуха, при низкой относительной влажности воздуха, при наличии высокотемпературных источников бросового тепла. Однако, при увеличении температуры сжатого воздуха выше 35 °С поглотительная способность адсорбентов резко снижается [13].

Альтернативой методу адсорбционной очистки и осушки газов является конденсационный метод, который эффективен при высоких значениях

температуры и относительной влажности. При этом, у конденсационных осушителей с ростом температуры увеличивается влагосъем на 1 кВт потребляемой энергии [24].

Отдельно следует выделить гибридные (комбинированные) технологии осушения, содержащие конденсационные и адсорбционные составляющие [29, 44]. Производители компрессорной техники, такие как Atlas Copco, Kaeser Kompressoren, Parker предлагают разнообразные энергосберегающие гибридные схемы [44, 47, 101, 102].

При использовании гибридных (комбинированных) схем, основная масса водяных паров (до 80 %) высаживается в воздухоохладителе, работающем при температуре не ниже от плюс 3 °С до плюс 11 °С, а глубокая осушка до температуры точки росы минус 70 °С - осуществляется адсорбционным методом.

В настоящее время в осушке сжатого воздуха нашли применения мембранные осушители, которые зарекомендовали себя при получении чистых газов и очистке газовых выбросов опасных промышленных предприятий. Осушка сжатого воздуха осуществляется при прохождении его сквозь пучок полых тонких волокон, состоящего из материала, селективно проницаемого для водяных паров. Принцип действия и конструкция мембранных осушителей позволяет использовать их при большой производительности [1, 24]. Мембранные осушители имеют высокую стоимость и требует более тонкой предварительной системы очистки сжатого воздуха от пыли и масла.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Подчуфаров Алексей Алексеевич, 2021 год

/ _

1

J -

— — — — — — — -

-о

0 4.8 9.6 14.4 19.2 24 28.8 33.6 38.4 43.2 48 52.8 57.6 62.4 67.2 72 76.8 81.6 86.4 91.2 96 100.8 105.6 110.4 115.2 120

Временной интервал, мин

■ температура воздуха на входе в осушитель температура воздуха на выходе из осушителя

02

85

е>8

Ы

34 /1 /1

17 А А Л Л п п Г] п п п п п П П Л п п (\ г \( 1Г

О 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120

Временной интерват мин

— относительная влажность на входе в осушитель, %

— относительная влажность на выходе из осушителя. %

48 1

44 \ V к \ \ О к Ч Ч ^

40 \ 1 к 1 Ч \ ч \ \ \ \ ч. ч \

и 36 V \ \ >

о 32

* 28

Сч о ГЗ о 24

о о и 20

СО 16

12

8 — г—1 —

4 , J Л I Л Л -1 Л л J J л л Л л УГ2 1 Л

0 0 5 10 5 »0 2 5 <0 5 10 (5 50 55 5С 6 5 70 75 80 85 90 95 100 105 110 1 15 1

Временной интервал, мин

— влагосодержание на входе в осушитель, г/кг

— влагосодержание на выходе из осушителя, г/кг

Временной ннтервах мин

— температура воздуха на входе в ослтшггель

— температура воздуха на выходе из осушителя

-42'-

О 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

Временной интервал, шш

— температура воздуха на входе в осушитель

— температура воздуха на выходе из осушителя

2,5

2

■1,5

Время, мин

8?

68

51

34

17

г\_ Л пЛ /1

0 5 10 15 20 25 30 3 5 40 45 5 0 55 60 65 70 75 80 85 90

Временной интервал, мин

— относительная влажность на входе в осушитель, %

— относительная влажность на выходе из осушителя. %

п

п

¿А

И

О

тт1

□

I

п

п

1лц

ь

п

Ь

п

О 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 вО 85 90

Временной интервал, мин

Помимо выбранных для исследований адсорбционных материалов КАМ МА-9 и АОА-2, аналогично были получены и представлены результаты исследования процессов осушки сжатого воздуха трубчатого адсорбента ТА-1 при работе двухадсорберной установки. Циклограммы работы двухадсорберной установки на КАМ МА-9 и ТА-1 с определение температуры точки росы сжатого воздуха представлены на Рисунках 4.14 и 4.15.

точки росы окружающей среды Рисунок 4.14. Циклограмма работы двухадсорберной установки очистки и осушки сжатого воздуха с КАМ МА-9 на экспериментальном стенде с определением температуры точки росы

Рисунок 4.15. Циклограмма работы двухадсорберной установки очистки и осушки сжатого воздуха с адсорбентом ТА-1 на экспериментальном стенде с определением температуры точки росы

В Таблице 19 представлены результаты исследований выбранных адсорбентов на экспериментальном стенде по исследованию процессов осушки сжатого воздуха при Qадс = 50 м3/ч, @рег = 10 м3/ч (при расходе воздуха на регенерацию адсорбента - 20 %).

Таблица 19.

Результаты исследований адсорбционных материалов

№ Образец Температура Темп. Падение Требования ДР, МПа

окружающей точки темп. ГОСТ 10393- (ЛРдОП=0,05

среды, ° росы, точки 2014 МПа)

°С росы, °С

1 АОА-2 25±0,19 -1±0,2 26±0,39 На 20°С 0,05±0,008

2 КАМ 25±0,19 -14±0,2 39±0,39 ниже 0,045±0,008

МА-9 температуры

3 ТА-1 26±0,19 -14±0,2 40±0,39 окружающей 0,044±0,008

среды

При горизонтальном размещении адсорберов с адсорбционным материалом, образцы КАМ соответствуют требованиям, предъявляемые к осушителям сжатого воздуха подвижного состава, с понижением температуры точки росы до 39 °С, в абсолютном значении - минус 14 °С. Разработанные КАМ превосходят характеристики гранулированных адсорбентов и не уступают техническим характеристикам серийно выпускаемых адсорбентам разной геометрической формы (ТА-1).

Для композитного адсорбционного материала КАМ МА-9 экспериментально была определена зависимость значения падения температуры точки росы сжатого воздуха от величины расхода воздуха на регенерацию адсорбента.

Развитие адсорбционных систем осушки и очистки газов направлено как на уменьшение массогабаритных размеров установок, так и на снижение энергетических затрат, необходимых для получения газов требуемой чистоты, что можно достичь снижением количества газа для регенерации адсорбента в короткоцикловых адсорбционных установках. ГОСТ 32202-2013 «Сжатый воздух пневматических систем железнодорожного подвижного состава. Требования к

качеству» устанавливает максимально допустимое значение количества газа на регенерацию адсорбента в количестве 20 % от осушенного газа.

На экспериментальном стенде для КАМ МА-9 были проведены серии исследований процессов осушки сжатого воздуха при варьировании расхода газа, направляемого на регенерацию адсорбента в количестве 10 %, 15 % и 20 % от осушенного сжатого воздуха. Результаты исследований представлены в Таблице 20

Таблица 20.

Результаты исследований КАМ МА-9 при варьировании расхода газа на

регенерацию адсорбента

№ Расход Температура Темп. Падение темп. Требования ГОСТ

воздуха на окружающей точки точки росы, 10393-2014

регенерацию среды, °С росы, °С

адсорбента, % °

1 10 26±0,19 2±0,2 24±0,39 На 20°С ниже температуры окружающей среды

2 15 26±0,19 -10±0,2 36±0,39

3 20 26±0,19 -14±0,2 40±0,39

На рисунке 4.16 представлена зависимость значения температуры точки росы сжатого воздуха от величины расхода воздуха на регенерацию адсорбента.

Таким образом, снижение расхода воздуха на регенерацию адсорбента с 20 до 15 % приводит к уменьшению значения понижения температуры точки росы относительно температуры окружающей среды на 4 °С (10 %), а снижение расхода воздуха с 20 до 10 % - на 14 °С (40 %), что соответствует требованиям ГОСТ 103932014, однако значительное снижение ПТТР при расходе воздуха на регенерацию адсорбента 10%, способствует уменьшению срока эксплуатации УОСВ, что может привести к увеличению стоимости технического обслуживания оборудования и его поломке.

Максимальная относительная погрешность при проведении экспериментальных исследований процессов осушки сжатого воздуха составила £ДРтах = 16 % при определении величины перепала давления в адсорбере и £Д@рег =18 % при определении доли потока осушенного воздуха в количестве 20 % от объемного расхода осушенного сжатого воздуха, направляемого на регенерацию адсорбента.

4.3 Определение наличия частиц («пыление») и максимального размера частиц

Качество сжатого воздуха определяется по трем основным видам загрязняющих веществ, в наибольшей степени влияющих на техническое состояние и надежность оборудования пневматической системы: твердым частицам, воде и маслу. Определение наличия частиц и их максимального размера производится на выходе из экспериментального стенда после адсорбера.

Значения показателей сжатого воздуха должны соответствовать значениям Таблицы 21.

Таблица 21.

Значение показателей сжатого воздуха

Наименование показателя Значение показателя

Максимальный размер твердых частиц, мкм, не более 10

Массовая концентрация твердых частиц, мг/м3, не более 2

Контроль загрязненности воздуха производится после очистного устройства перед входом к потребителю в соответствии с ГОСТ 24484-80 «Промышленная чистота. Сжатый воздух. Классы загрязненности». Отбор производится на прямом участке выходе в атмосферу.

Контроль происходит при условиях, максимально близких к рабочим.

4.3.1 Определение содержания твердых частиц

а) Содержание твердых частиц для 3-го классам определяется весовым методом с использованием аналитических весов Sartorius CPA225D-0CE1 класса точности и с погрешностью 0,00001 г. Весовой метод измерения содержания твердых частиц осуществляется путем пропускания определенного количества воздуха через контрольный аналитический фильтр АФА-ВП-10 и взвешивания фильтра до и после отбора пробы воздуха.

б) Концентрация твердых частиц в сжатом воздухе в мг/м3 определяется по формуле [109]:

= Ст^+Ст^+.-.+с^ (4 11)

1 т1+т2 + .+т^ 4 ' 7

где СТ1, СТ2,... , СТ!у - содержание твердых частиц в сжатом воздухе, мг/м3, тг, т2,... , тм - время отбора проб воздуха, мин.

в) Ориентировочная продолжительность измерения т вычисляется по формуле:

ЬщЫ ^ _ ^ Ьтах

(4.12)

стя(2 сТяо

где Ьт1П - минимально необходимое содержание частиц на фильтре, мг; Ьтах - максимально допустимое содержание твердых частиц на фильтре, мг; СТд -

предполагаемое или предельно допустимое содержание твердых частиц, мг/м3; Q -расход воздуха через контрольный аналитический фильтр, м3/мин.

Минимальное содержание твердых частиц на фильтре должно быть не менее

1 мг.

СТп = ^^ (4.13)

П

Измерения, проведённые многократно, позволяют оценить вклад в погрешность измеренной величины не только погрешности приборов, но и влияния случайных факторов процесса измерений.

За наилучшую оценку истинного значения (наиболее вероятное значение) величины массы пыли (т) принимается среднее арифметическое значение результатов измерений. Тогда абсолютная погрешность измерений, ^шизм, г [92]:

Лтизм = |, (4.14)

где ^rnj - частные отклонения отдельных измерений, г.

Относительная погрешность измерений [92]:

лтизм

^яз-=^ (4Л5)

Относительная погрешность наглядно характеризует точность проведённых измерений.

Полная погрешность эксперимента по определению концентрации твердых частиц вычисляется как сумма приборной погрешности аналитических весов и погрешности измерений [92, 93].

Дт = Лтизм + Лтпр (4.16)

Результаты экспериментальных данных измерения концентраций представлены в Таблице 22. По результатам замеров концентрации пыли весовым методом определено, что концентрация пыли в одном кубометре воздуха не превосходит допустимых значений согласно ГОСТ 32202-2013 и ГОСТ 103932014. Расчетная максимальная полная погрешность эксперимента при определении концентрации твердых частиц составила 29%.

4.3.2 Измерение максимального размера частиц

После проведения эксперимента фильтр АФА просветляется раствором, состоящим из 94% ксилола С6Н4(СН3 )2 и 6% трикрезилортофосфата (СН3С6Н4О)3РО или дибутилфталата С6Н4 [СОО(СН2 )3СН3 ]2.

Таблица 22.

Результаты экспериментальных данных измерения концентраций

Фильтр №1 Фильтр №2 Значение по ГОСТ 2448480

Расход, м3/мин 1,083±0,015 1,083±0,015 1,083±0,015

Время испытания, мин 2 2 2

Масса до до до после

Первый замер, г 0,1679 0,1612 0,1612 0,1783

Второй замер, г 0,1679 0,1611 0,1611 0,1783

Третий замер, г 0,1679 0,1611 0,1611 0,1783

Средняя масса, г 0,1679 0,1611 0,1611 0,1783

Масса пыли на фильтре, г 0,00007±0,00002 0,0001±0,00002 0,0001±0,00002

Концентрация, мг/м3 0,065±0,019 0,092±0,019 0,092±0,019

Размеры твердых частиц определяют путем исследования образца фильтра АФА под микроскопом. В ходе проведения исследований был использован USB-микроскоп Measurement x1000. Фильтры были обесцвечены растворителем марки 646. В ходе исследования фильтров, частицы адсорбента, не соответствующие требованиям ГОСТ 10393-2014 не были обнаружены. Обесцвеченный фрагмент фильтра представлен на Рисунке 4.17. Белые пятна - обесцвеченные фрагменты фильтра.

4.4 Результаты вибрационных и климатических испытаний КАМ

Для композитного адсорбционного материала КАМ МА-9 были проведены вибрационные и климатические испытания на базе АО «ВНИКТИ» (г. Коломна), а также определены показатели качества сжатого воздуха на выходе из УОСВ с установленным в нем адсорбентом MA-9 в соответствии с требованиями ГОСТ 32202 в условиях не превышения расхода воздуха на регенерацию адсорбента, с получением Протокола приемочных испытаний адсорбционного композитного материала КАМ МА-9 для систем осушителя сжатого воздуха на промышленном транспорте в соответствии с ГОСТ 32202-2013 и ГОСТ 10393-2014 в части требований к адсорбентам, и качеству сжатого воздуха № 22к-0212-2017 представленного в приложении П.4.

Сведения о контролируемых показателях, их нормативных значениях и максимальной погрешности измерения приведены в Таблице 23.

Погрешность измерения содержания масла в сжатом воздухе индикаторными трубками «AIRTEC № 109AD» ± 10 % в диапазоне концентраций 1,0 - 5,0 мг/м3 и ± 15 % в диапазоне концентраций 0,2 - 1,0 мг/м3 декларируется фирмой GASTEC. Погрешность измерения содержания масла в сжатом воздухе индикаторными трубками ТИ-п-АМ АО «НПФ «Сервэк» в диапазоне концентраций 5,0 - 25,0 мг/м3 -± 12,5 %.

Таблица 23.

Сведения о контролируемых показателях, нормативных значениях и максимальной погрешности измерений

Макси- Значение и допуск показателя в

№ Наименование Едини мальная соответствии с ГОСТ 32202

№ контролируемого ца погреш- и ГОСТ 10393-2014

п. показателя измере ность Точка 1 Точка 2 (после БОСВ)

п. (характеристики) -ния измерен ия (после компрессора)

1 2 3 4 5 6

1 Давление сжатого воздуха (избыточное) за УОСВ МПа ± 1,0 % 0,9 0,9

Таблица 23 (продолжение).

2 Точка росы, не выше, при температуре Ниже минус 40 °С °С ± 2 равна температуре атмосферного воздуха

окружающего от минус 40 минус 40 °С

воздуха °С до минус 20 °С включитель но

выше не менее 10 °С ниже

минус 20 °С температуры атмосферного воздуха

3 Массовая концентрация масла, мг/м3 * 25 5

не более

4 Массовая концентрация твердых частиц, не более мг/м3 ± 5 % 8 2

5 Максимальный размер

твердых частиц, не более мкм ± 5 % 25 10

Сведения о показателях (характеристиках) работы УОСВ, их нормативных значениях приведены в Таблице 24.

При определении соответствия адсорбента МА-9 по стойкости к механическим внешним воздействующим факторам группе механического исполнения М25 ГОСТ 30631-99, адсорбент МА-9 устанавливали в специальную капсулу, имитирующую одну адсорбционную емкость УОСВ, и крепится на раму в соответствии с Рисунком 4.18.

Адсорбент МА-9, установленный в специальную капсулу, и закрепленный на раме проходит цикл вибрационных испытаний, включая испытания на удар по отдельной программе испытаний по стойкости к механическим внешним воздействующим факторам группе механического исполнения М25 ГОСТ 3063199. В последующем этот же адсорбент МА-9 проходит климатические испытания и испытания по определению качества сжатого воздуха.

После проведения испытаний образцы КАМ не разрушены, сколов не обнаружено.

Климатические испытания адсорбционного материала проводились в соответствии с ГОСТ 10393-2014 «Компрессоры, агрегаты компрессорные с электрическим приводом и установки компрессорные с электрическим приводом для железнодорожного подвижного состава. Общие технические условия».

Таблица 24.

Сведения о показателях характеристиках работы УОСВ

№№ п.п. Наименование показателя (характеристики) Единица измерения Значение и допуск показателя

1 2 3 4 4

1 Производительность без УОСВ МПа ± 6 % 0,725

2 Производительность с УОСВ МПа ± 6 % 0,725

3 Давление мг/м3 ± 1 % 0,9

4 Диаметр дросселя мм ± 2,5 % 1,5 или 1,4

5 Расход воздуха на регенерацию % ± 2 % 20

Определение работоспособности материала происходит при температуре окружающей среды от минус 50 °С до плюс 65 °С включительно. После проведения климатических испытаний - адсорбент должен выполнять нормативные требования по работоспособности.

Результаты стендовых испытаний КАМ МА-9 с целью определения температуры точки росы сжатого воздуха и определения перепада давления в адсорберах с КАМ на специализированном стенде АО «ВНИКТИ» (г. Коломна), представлены в Таблице 25.

Таблица 25.

Результаты стендовых испытаний КАМ МА-9

№ № Контролируемая характеристика Едини ца Нормативный документ, Значение параметра Обозначение метода

п/п (параметр) велич ины устанавливающ ий требования к (методика) испытаний

контролируемо в соответствии с нормативными документами (обозначение

и фактиче нормативного

характеристике (параметру) Обозначение, ское документа, номер пункта)

номер пункта

1 2 3 4 5 6 7

1 Массовая концентрация твердых частиц (в сжатом воздухе на выходе из УОСВ), мг/м3, не более мг/м3 ГОСТ 322022013 п. 5.3 2 ± 2 % 0,5 ГОСТ 322022013 п. 6.1

2 Максимальный размер твердых частиц (в сжатом воздухе на выходе из УОСВ), мкм, не более мкм ГОСТ 322022013 п. 5.3 10 ± 5 % 2 ГОСТ 322022013 п. 6.1

3 Содержание масла на мг/м3 ГОСТ 32202- 5 менее ГОСТ 32202-

выходе из УОСВ, мг/м3 , 2013 п. 5.3 0,2 2013 п. 6.2

не более

4 Суммарное сопротивление всех ступеней УОСВ МПа ГОСТ 103932014 п. 5.1.7 Не более 0,05 0,03 ГОСТ 103932014 п.7.8

5 Производительность м3/ми ГОСТ 10393- - ГОСТ 20073-

при среднем рабочем н 2014 п. 5.1.1 81 п.2.3

давлении 0,725 МПа в

режиме регенерации УОСВ: 0,645

- с дросселем диаметром

1,4 мм при ПВ 100 %; 0,618

- с дросселем диаметром

1,5 мм при ПВ 100 %

6 Производительность м3/ми ГОСТ 10393- - 0,825 ГОСТ 20073-

при среднем рабочем н 2014 п. 5.1.1 81 п.2.3

давлении 0,725 МПа без

УОСВ при ПВ 100 %

Таблица 25 (продолжение).

7 Производительность м3/ми ГОСТ 10393- - 0,618 ГОСТ 20073-

при среднем рабочем н 2014 п 5.1.1 81 п.2.3

давлении 0,725 МПа в

режиме регенерации

УОСВ с дросселем

диаметром 1,5 мм ПВ 100 % при

2 4 5 6 7

Опыт 1 с дросселем диаметром 1,5 мм при ПВ 100 %

8.1 Расход воздуха на регенерацию % ГОСТ 2014 п 103935.1.8 23 22,4 ГОСТ 103932014 п.7.18

10 Температура точки °С ГОСТ 32202- При температуре ниже ГОСТ 32202-

росы на выходе из 2013 п 5.3 окружающего воздуха k: темпера 2013 п. 6.3

УОСВ ниже минус 40 °С - k: от минус 40 °С до минус 20 °С туры окружа

включ. - ющего

минус 40 °С; воздуха

выше минус 20 °С - на:

k минус 20 °С 30 °С

Температура точки °С минус

росы устан. режима 16 °С

Температура °С плюс

окружающего 14 °С

воздуха

Опыт 2 с дросселем диаметром 1,5 мм при ПВ 50 %

8.1 Расход воздуха на регенерацию % ГОСТ 2014 п 103935.1.8 23 24,3 ГОСТ 103932014 п.7.18

10 Температура точки °С ГОСТ 32202- При температуре ниже ГОСТ 32202-

росы на выходе из 2013 п 5.3 окружающего воздуха k: темпера 2013 п. 6.3

УОСВ ниже минус 40 °С - k: от минус 40 °С до минус 20 °С туры окружа

включ. - ющего

минус 40 °С; воздуха

выше минус 20 °С - на:

k минус 20 °С 39 °С

Температура точки °С минус

росы 25 °С

установившегося

режима

Температура °С плюс

окружающего 14 °С

воздуха

В рамках исследования температуры точки росы сжатого воздуха и определения перепада давления в адсорберах с КАМ после проведения вибрационных и климатических испытаний КАМ, испытания были проведены в двух режимах с достижением понижения температуры точки росы до 30°С при ПВ

100% и ПТТР до 39 °С при ПВ 50 %, где ПВ - средняя продолжительность включения компрессора. Результаты испытаний подтвердили соответствие требованиям нормативных документов ГОСТ 32202-2013 и ГОСТ 10393-2014.

4.5 Результаты вибрационных испытаний опытного образца транспортной УОСВ

Также был разработан и изготовлен опытный образец транспортной УОСВ с горизонтальным расположением адсорберов и с установленным композитным адсорбционным материалом КАМ МА-9, 3-0 модель которого представлена на Рисунке 4.19.

Рисунок 4.19. 3-0 модель транспортной УОСВ

Опытный образец транспортной УОСВ представляет из себя двухадсорберную установку очистки и осушки сжатого воздуха, работа которой основана на адсорбционном методе осушки с безнагревательной регенерацией адсорбента (холодная регенерация).

Опытный образец транспортной УОСВ состоит из горизонтально расположенных адсорберов с размещенным в них композитным адсорбционным материалов КАМ МА-9, систем предварительной подготовки сжатого воздуха (очистка от капельной влаги, масла и частиц пыли), системы трубопроводной арматуры и автоматики.

По аналогии с экспериментальным стендом по исследованию процессов осушки сжатого воздуха выбраны циклы работы установки с переменно работающими адсорберами продолжительностью 1 - 5 минут.

На Рисунке 4.20 представлен изготовленный опытный образец транспортной УОСВ.

Рисунок 4.20. Опытный образец транспортной УОСВ с КАМ

Для опытного образца транспортной УОСВ проведены вибрационные испытания с получением Протокола №14-19-01 предварительных испытания, представленного в приложении П.5, с целью определения технического состояния опытного образца УОСВ после испытаний на вибропрочность и воздействие одиночных ударов. После проведения испытаний опытный образец УОСВ сохранил свою работоспособность.

Таким образом, был разработан и создан экспериментальный стенд, методика исследования и проведены исследования процессов осушки жатого воздуха адсорбентах, таких как АОА-2, образце КАМ МА-9 и ТА-1.

Установлено, что при увеличении плотности упаковки КАМ, увеличивается адсорбционная способность слоя за счёт увеличения его объёма, а, следовательно, растёт время защитного действия слоя КАМ. Экспериментально подтверждено, что при горизонтальном расположении адсорбера с КАМ МА-9, температура точки росы сжатого воздуха достигает минус 14 °, а понижение температуры точки росы сжатого воздуха относительно температуры окружающей среды составило 39 °, при допустимом значении ГОСТ 32202-2013 в 20 °С.

Определена зависимость значения температуры точки росы сжатого воздуха от величины расхода воздуха на регенерацию адсорбента. Снижение расхода воздуха на регенерацию адсорбента с 20 до 15 %, приводит к уменьшению значения понижения температуры точки росы относительно температуры окружающей среды на 10 %, а снижение расхода воздуха с 20 до 10 % - на 40 %, значительное снижение температуры точки росы при расходе воздуха на регенерацию адсорбента в 10 %, способствует уменьшению срока эксплуатации транспортных установок, что может привести к увеличению стоимости технического обслуживания оборудования и его поломке.

По результатам замеров концентрации пыли весовым методом, а также максимальных размеров частиц, определено, что концентрация пыли в одном кубометре воздуха и размеры частиц не превосходят допустимые значения по ГОСТ 32202-2013 и ГОСТ 10393-2014.

Разработан и изготовлен опытный образец транспортной установки, проведены климатические и вибрационные испытания КАМ и вибрационные испытания опытного образца транспортной установки с КАМ, результаты испытаний соответствуют требованиям ГОСТ 32202-2013 и ГОСТ 10393-2014, получены протоколы приемочных испытаний КАМ и предварительных испытаний опытного образца установки.

ГЛАВА 5 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СОЗДАНИЮ КОМПОЗИТНЫХ АДСОРБЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ЗАДАЧ ОСУШКИ ГАЗОВ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТОИМОСТИ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА УОСВ С КАМ

В зависимости от требований к обеспечению температуры точки росы газов для разных потребителей, возможно использование различных адсорбентов-наполнителей при изготовлении композитных адсорбционных материалов. Если необходимо достижение низкой точки росы, при значительном влагосодержании, то возможно использование схемы с комбинированной загрузкой КАМ из разных адсорбентов-наполнителей, где на первой ступени применяют активный оксид алюминия с меньшей крутизной изотермы адсорбции, а в зоне малых парциальных давлений воды - цеолит.

В Таблице 26 представлены адсорбенты, используемые для достижения соответствующей температуры точки росы.

Таблица 26.

Возможные адсорбенты-наполнители композитных адсорбционных материалов

№ Необходимая температура точки росы (ТРД),°С Адсорбенты

1 ниже минус 70 Цеолиты: СаА, КА, СаХ, СаА

2 ниже минус 40 Активный оксид алюминия, силикагель

3 ниже минус 20 Активный оксид алюминия, силикагель

Представленные выше адсорбенты, такие как активный оксид алюминия и цеолиты могут быть использованы в качестве наполнителя при изготовлении КАМ с полимерным связующим веществом.

Получение наиболее эффективного образца КАМ для различных задач осушки газов может быть представлена в общем виде:

1. Выбор и подготовка адсорбента и связующего вещества в зависимости от требования к температуре точки росы;

2. Выбор соотношения адсорбента и связующего вещества для формирования внутренней структуры КАМ, в количестве не менее 3-х штук, определение граничных условий;

3. Изготовление КАМ, определение граничных условий формования образцов не менее 3-х вариантов давления формования;

4. Отбор полученных образцов, с выбором моноблоков, не содержащих дефектов (отсутствие сколов, трещин, сохранение формы моноблока);

5. Изготовлении серии (не менее 3 типов) образцов (не менее 7 штук) отобранных образов КАМ с последующей их проверкой на содержание дефектов;

6. Исследования полученных образцов КАМ, а также исходных (гранулированных) образцов в статическом режиме с определение адсорбционных и кинетических характеристик. Аппроксимация полученных экспериментальных значений уравнениями теория адсорбции БЭТ, Дубинина-Астахова, Арановича, Арановича-Донохью и тд. Выбор наиболее эффективного образца КАМ по соотношению адсорбент-связующее вещество и давления формования;

7. Проведение климатических и вибрационных испытаний;

8. Проведение испытаний в динамическом режиме с определением температуры точки росы сжатого воздуха для выбранного образца КАМ и исходного (гранулированного) адсорбента. Проведение сравнения и анализа полученных данных в соответствии с нормативными требованиями.

9. В случае выявления несоответствия результатов заявленным требованиям, необходимо вернуться на ранние этапы для проведения дальнейших исследований.

На основании результатов проведенных исследований образцов КАМ на основе активного оксида алюминия и полимерного связующего вещества - латекса, возможно их гибкая установка (горизонтальное расположение) в различных блоках осушки, что дает возможность для их размещения при массогабаритных ограничениях.

В связи с ужесточением требований к энергосбережению установок осушки газов, для адсорбционных установок с КАМ рекомендуется уменьшение расхода воздуха на регенерацию адсорбента с 20 % до 15 %, что приведет к снижению дополнительных затрат на производство сжатого воздуха, при соответствии требований нормативных документов и стандартов.

Проведенные климатические и вибрационные испытания КАМ на основе активного оксида алюминия и полимерного связующего вещества определяют отсутствие истирания и пыления адсорбента, что приводит к увеличению ресурса работы установок.

Также, на экспериментальном стенде по исследованию адсорбционных и кинетических характеристик адсорбентов возможно исследование промышленных адсорбентов, что является необходимым при проектировании энергосберегающих установок, и с целью сравнения полученных экспериментальных и паспортных данных для определения наилучших адсорбентов для систем осушки и очистки газов. Полученные и аналитически обработанные экспериментальные данные адсорбционных и кинетических характеристик КАМ из активного оксида алюминия и полимерного связующего вещества, с полученными коэффициентами уравнений адсорбции и кинетики, характеризуют разработанных композитный адсорбционный материал для систем осушки.

Определена стоимость жизненного цикла (СЖЦ) имеющихся систем осушки на примере транспортных адсорбционных установок ООО «Кнорр Бремзе» и транспортной установки с КАМ с учетом количества и видов ремонтных работ, а также предлагаемой стоимости запасных частей и расходных материалов. Разработанная установка с КАМ МА-9 имеет предполагаемую СЖЦ ниже на 22 %, чем СЖЦ устройства ООО «Кнорр Бремзе» и, следовательно, более эффективны чем имеющиеся аналоги за счет меньшей стоимости изготовления КАМ, приобретения комплектующих и меньших затрат на энергетическое обеспечение процессов осушки. Результаты расчета стоимости жизненного цикла представлены в приложении П.6.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработана методика формирования внутренней структуры образцов КАМ транспортных установок, выполняющая требования нормативных документов и стандартов ГОСТ 32202-2013 и ГОСТ 10393-2014 в широком температурном диапазоне эксплуатации оборудования (от минус 50 до плюс 65 °С), гибкости установки и условиям эксплуатации транспортных средств за счет увеличения плотности упаковки КАМ, превышающей насыпную плотность гранулированный адсорбентов до 29 %.

2. Создан экспериментальный стенд, разработана методика исследования и проведены исследования адсорбционных и кинетических характеристик выбранных адсорбентов и КАМ с выбором наиболее эффективного образца КАМ для транспортных установок. Погрешность экспериментальных исследований составила 17 %. Проведена линейная аппроксимация экспериментальных изотерм адсорбции основными уравнениями теорий адсорбции и экспериментальных кинетических кривых с получением основных параметров: адсорбционных коэффициентов, констант скорости и коэффициентов линейной корреляции для каждой функции.

3. Создан экспериментальный стенд, разработана методика исследования и проведены исследования процесса осушки сжатого воздуха транспортных установок. Исследования показали, что для выбранного образца КАМ МА-9, значение понижения температуры точки росы (ПТТР) - 39 °, величина гидравлического сопротивления слоя КАМ - 0,045 МПа при горизонтальном расположении адсорберов. Определена зависимость влияния значения температуры точки росы от расхода воздуха на регенерацию адсорбента. Погрешность экспериментальных исследований составила 18 %.

протокола приемочных испытаний, подтверждающий требования нормативных документов и стандартов ГОСТ 32202-2013 и ГОСТ 10393-2014.

5. Разработан и изготовлен опытный образец транспортной установки с КАМ и с горизонтальным расположением адсорберов и проведены его вибрационные испытания, получен протокол предварительных испытания транспортной установки с КАМ.

6. На основании проведенных исследований сформированы практические рекомендаций по использованию КАМ в задачах осушки. Определена стоимость жизненного цикла транспортных установок.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Кузнецов Ю. В., Кузнецов М. Ю. Березий А.А. Сжатый воздух. Екатеринбург: НИСО УрО РАН, 2012.522 с.

2 Автономова И.В. Компрессорные станции и установки. Ч. 2. Методы очистки газа на компрессорных станциях. М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011. 61 с.

3 ГОСТ Р ИСО 8573-1-2016 Сжатый воздух. Часть 1. Загрязнения и классы чистоты. М., 2016. 8 с.

4 ГОСТ 32202-2013 Сжатый воздух пневматических систем железнодорожного подвижного состава. Требования к качеству, обуславливающие нормативы качества сжатого воздуха. М., 2019. 8 с.

5 Глизманенко Д.Л. Получение кислорода. М.: Химия, 1972. 752 с.

6 Ветошкин А.Г. Процессы и аппараты газоочистки. Пенза: Изд-во ПГУ, 2006. 201 с.

7 Кудрявцев А.И. Очистка сжатого воздуха для пневматических систем и приводов станков, прессов, литейных и других машин. М.: НИИМАШ. 1969. 70 с.

8 Хмельнюк М. Г., Важинский Д. И., Жихарева Н. В. Современные технологии осушения воздуха // Холодильна техшка та технолопя. 2014. №. 3. С. 15-21.

9 Лишневский М.И. Воздухоснабжение пневматических систем автоматизации. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1973. 80 с.

10 Михушкин В.Н. Подготовка сжатого воздуха низкого давления в промышленности. М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1990. 37 с.

11 Пластинин П.И. Поршневые компрессоры. Том 1. Теория и расчет. М.: КолосС, 2013. 456 с.

12 Особенности осушки воздуха методом короткоцикловой адсорбции / Файнштейн В. И. [и др.] // Технические газы. 2011. №. 4. С. 64-67.

13 Поляков А.А., Канаво В.А., Ильина Н.И. Осушители воздуха технологических помещений. М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1981. 32 с.

14 Гоголин А.А. Осушение воздуха холодильными машинами. М: Госторгиздат, 1962. 104 с.

15 Риполь-Сарагоси Л.Ф. Сравнительный анализ методов осушки сжатого воздуха, применяемых на подвижном составе ОАО "РЖД" // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения, 2006. № 4. С. 61-67.

16 Балон Л. В., Риполь-Сарагоси Т. Л. Применение технологии механической осушки сжатого воздуха на подвижном составе железных дорог // Состояние и перспективы развития электроподвижного состава.,2003. С. 350-352.

17 Балон Л. В., Риполь-Сарагоси Т. Л. Устранение причин перемерзания тормозных магистралей и тормозных приборов за счет применения на локомотивах жалюзийных сепараторов // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения, 2004. №. 3. С. 57-60.

18 Риполь-Сарагоси Л. Ф. К вопросу об осушке сжатого воздуха на подвижном составе и предприятиях ОАО «РЖД» // Инженерный вестник Дона, 2008. Т. 4. №. 2. С. 105-116.

19 Бакланова В.Б. Регенерация газов. М.: МВТУ им. Н.Э. Баумана, 1962.

60 с.

20 Швыдкий В.С., Ладыгичев М.Г. Очистка газов. М.: Теплоэнергетик, 2002. 640 с.

21 Шумяцкий Ю.И. Промышленные адсорбционные процессы. М.: КолосС, 2009. 183 с.

22 Кельцев Н.В. Основы адсорбционной техники. М.: Химия, 1984. 591 с.

23 Дубинин М. М., Серпинский В. В., Мурдмаа К. О. Адсорбция и адсорбенты: труды шестой Всесоюзной конференции по теоретическим вопросам адсорбции. М.: Наука, 1987. 270 с.

24 Самонин В.В. Сорбционная осушка газовых и жидких сред. Санкт-Петербург: Наука, 2011. 137 с.

25 Серпионова Е. Н. Промышленная адсорбция газов и паров. М.: Высшая школа, 1969. 416 с.

26 Шумяцкий Ю.И., Афанасьев Ю.М. Адсорбция: процесс с неограниченными возможностями. М.: Высш. шк., 1998. 78 с.

27 Алехина М.Б. Промышленные адсорбенты. Учебное пособие. Москва: РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2013. 110 с.

28 Лукин В.Д. Регенерация адсорбентов. Л.: Химия, Ленингр. отд-ие,

1983. 215 с.

29 Козлов В. В., Шадрин В. С., Подчуфаров А. А. Современные тенденции развития техники осушения сжатого воздуха в компрессорных станциях промышленных предприятий // Тр. XVII Междунар. науч.-техн. конф. по компрессорной технике. Казань. 2017. С. 429-435.

30 Yang R. T. Gas separation by adsorption processes. World Scientific, 1997. Т. 1. 632 С.

31 Прохоров В. И. Системы кондиционирования воздуха с воздушными холодильными машинами. М.: СТРОЙИЗДАТ, 1980. 161 с.

32 Никифоров Ю.В., Казакова А.А., Алехина М. Б. Диффузия и адсорбция газов и паров в инженерных задачах, 2017. 166 с.

33 Жданова Н.В., Халиф А.В. Осушка углеводородных газов. М.: Химия,

1984. 192 с.

34 Yang R. T. Adsorbents: Fundamentals and Applications. John Wiley & Sons, 2003. 424 с.

35 Keller J. U., Staudt R. Gas adsorption equilibria: experimental methods and adsorptive isotherms. Springer Science & Business Media, 2005. 422 с.

36 ГОСТ 10393-2014 Компрессоры, агрегаты компрессорные с электрическим приводом и установки компрессорные с электрическим приводом для железнодорожного подвижного состава. Общие технические условия. М., 2015. 21 с.

37 Отчет по теме: «Разработка и исследование адсорбционного материала для системы осушителя сжатого воздуха» / МГТУ. Руководитель темы: Подчуфаров А.А. Договор №3139 сп от 02.12 2015, М.: 2016. №1. 115 с.

38 Герш С.Я. Глубокое охлаждение Часть 2. М., Л.: Энергоиздат, 1960.

480 с.

39 Акулинин Е. И., Гладышев Н. Ф., Дворецкий С. И. Перспективные технологии и методы создания композиционных сорбционно-активных материалов для циклических адсорбционных процессов // Вестник Тамбовского государственного технического университета, 2017. Т. 23. №. 1. С. 85-103.

40 Сергунин А. С., Симаненков, С., Гатапова, Н. Ц. Исследование динамики адсорбции и десорбции паров воды активным оксидом алюминия и цеолитом NaX // Вестник Тамбовского государственного технического университета, 2012. Т. 18. №. 3. С. 664-670.

41 Редин А. Л. Совершенствование устройств осушки сжатого воздуха для тормозных систем подвижного состава железных дорог: дис. на соиск. ученой степени канд. техн. наук. М., 2010. 249 с.

42 Перспективы развития адсорбентов для установок короткоцикловой адсорбции / А.Е. Акулинин [ и др. ] // Рос. науч.-практ. конф.«Стратегия развития научно-производственного комплекса РФ в области разработки и производства систем жизнеобеспечения и защиты человека в условиях химической и биологической опасности»: сб. материалов. Тамбов, 2009. С. 118—120.

43 Основные принципы получения композиционных сорбционно -активных материалов / Г.М. Белоцерковский [ и др. ] // Журнал прикладной химии. 1993. Т. 66. Вып. 2. С. 283-287.

44 Kozlov V. V., Shadrin V. S., Podchufarov A. A. Express analysis of technological processes of compression and drying of wet air at the stages of design and operation of compressor stations // AIP Conference Proceedings, 2019. Т. 2141. №. 1. С. 030029.

45 Николаев В.П. Разработка и исследование системы обеспечения незамерзаемости разветвленных пневмосетей: дис. на соиск. ученой степени канд. техн. наук. М., 1982. 178 с.

46 Обзор методов очистки и осушки сжатого воздуха / А.А. Подчуфаров [и др.] // Холодильная техника. 2020. №. 4. С. 26-31.

47 Подчуфаров А. А. Анализ методов осушения сжатого воздуха //Будущее машиностроения России: сб. тр. Всерос. конф. Москва. 2018. С. 440-442.

48 Подчуфаров А. А. Осушение сжатого воздуха в пневматических системах транспортных средств // Актуальные проблемы эксплуатации автотранспортных средств: материалы XX Международной научно-практической конф. Владимир. 2018. С. 190-192.

49 Ферапонтова Л.Л. Получение композиционных сорбционно-активных материалов на основе цеолита и фторпроизводных этилена для систем жизнеобеспечения человека и изучение их физико-химических свойств: дис. на соиск. ученой степени канд. техн. наук. М., 2017. 148 с.

50 Григорьева Л.В. Получение, свойства и применение композиционных сорбирующих изделий на основе минеральных сорбентов: дис. на соиск. ученой степени канд. техн. наук. М., 2001. 214 с.

51 Классификация технологий композиционных сорбционно-активных материалов и эксплуатационные особенности их физических форм / Г.К. Ивахнюк [ и др. ] // Журн. прикл. химии, 1993. Т. 66. № 2. С. 462-464.

52 Акулинин Е. И., Гладышев Н. Ф., Дворецкий С. И. Перспективные технологии и методы создания композиционных сорбционно-активных материалов для циклических адсорбционных процессов // Вестник Тамбовского государственного технического университета, 2017. Т. 23. №. 1. С 85-103.

53 Федоров Н. Ф., Ивахнюк Г. К., Гаврилов Д. Н. Углеродные адсорбенты и их применение в промышленности. М.: Наука, 1983. 114 с.

54 Связь состояния полимерной системы со свойствами композиционных сорбирующих материалов на полимерной матрице / Н.Ф. Федоров [ и др. ] // Журнал прикладной химии, 1990. Т. 63. Вып. 5. С. 1054-1059.

55 Сычев М.М. Твердение цементов. Л.: ЛТИ им. Ленсо-вета, 1981. 88 с.

56 ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды. М. 2010, 12 с.

57 Ruthven D.M., Farooq S., Knaebel K.S. Pressure Swing Adsorption. New York: VCH Publishers, 1994. 352 с.

58 Высокоэффективные адсорбенты-осушители на основе оксида алюминия / В.В. Данилевич [ и др. ] // Кинетика и катализ. 2012. Т. 53. №2. 5. С. 673673.

59 ГОСТ Р ИСО 7183-2017. Осушители сжатого воздуха. Технические условия и методы испытаний. М., 2017. 20 с.

60 Подчуфаров А. А., Самсоненков А.Е., Серебринникова И.Н. Перспективы применения короткоцикловых безнагревательных адсорбционных осушителей сжатого воздуха на транспорте // Будущее машиностроения России: сб. тр. Всерос. конф. Москва. 2016. С. 450-452.

61 Андриянцева С. А., Бондаренко А. В., Петухова Г. А. Экспресс-метод исследования изотермы адсорбции бензола углеродными гидрофобными материалами // Сорбционные и хроматографические процессы. 2012. Т. 12. №2. 1. С. 114-118.

62 Экспериментальные методы в адсорбции и молекулярной хроматографии / Ю.С. Никитин [ и др. ]. М.: Изд-во МГУ, 1990. 315 с.

63 ГОСТ 24816-2014 Метод определения равновесной сорбционной влажности. М. 2015. 4 с.

64 Курмашева Д. М. Адсорбция и процессы переноса молекул воды в пористых и мелкодисперсных средах: автореферат дис. на соиск. ученой степени кандидата физико-математических наук. М., 2015. 25 с.

65 Киселев И.Я. Ошибки измерения равновесной сорбционной влажности материалов ограждающих конструкций эксикаторным методом // Academia. Архитектура и строительство. 2010. №. 3. С. 623-628.

66 Полевые и лабораторные методы исследования физических свойств и режимов почв / Е.В. Шейн [ и др.]. М. Изд-во Моск. ун-та, 2001. 198 с.

67 Киселев А. В. Межфазовая граница газ - твердое тело. М.: Мир, 1970.

434 с.

68 Ломовцева Е. Е. Процессы осушки воздуха гибридными сорбирующими материалами на основе силикагеля и полиакрилата калия в системах жизнеобеспечения: дис. на соиск. ученой степени канд. техн. наук. Тамбов. 2014. 220 с.

69 ГОСТ 30631-99 Общие требования к машинам, приборам и другим техническим изделиям в части стойкости к механическим внешним воздействующим факторам при эксплуатации. М. 2018. 31 с.

70 Thomas W. J., Crittenden B. Adsorption Technology and Design. Butterworth-Heinemann, 1998. 288 с.

71 Compact pressure swing adsorption processes-impact and potential of new-type adsorbent-polymer monoliths / A.B. Gorbach [ et al. ] // Adsorption . 2005. Т. 11. №. 1. С. 515-520.

72 Li Y. Y., Perera S. P., Crittenden B. D. Zeolite monoliths for air separation: part 1: manufacture and characterization // Chemical Engineering Research and Design. 1998. Т. 76. №. 8. С. 921-930.