ООО «Центр Грузовой Техники»

8(812)244-68-92

Содержание

Адсорбер. Что это такое в машине, для чего нужен, на что влияет и какие основные признаки неисправности. | АвтоэлектрикА

Казалось такой незаметный элемент, который на первый взгляд, не важен для автомобиля, но без которого он не может нормально работать. Появляются провалы, двигатель «троит» может даже разрушаться бензобак! И все это из-за неисправного клапана адсорбера. Многие не знают что это такое, как он работает и САМОЕ ВАЖНОЕ на что он влияет.

Адсорбер что это такое для чего нужен

Адсорбер что это такое для чего нужен

Адсорбер (от лат. sorbeo — поглощаю) – это система автомобиля, которая служит для улавливания паров бензина, которые выходят из бака. При работающем двигателе они направляются в систему впрыска топлива, а именно во впускной коллектор. При заглушенном моторе часть паров улавливается сепаратором (он их направляет обратно в бак), а оставшиеся пары поступают в адсорбер, где они нейтрализуются.

Для чего создавали адсорбер

Собственно это дань экологическому стандарту, а именно ЕВРО-2. По сути это большой фильтр который улавливает легкие углеводороды. По новым стандартам недопустимо попадание паров бензина в атмосферу, потому как это способствует загрязнению атмосферы.

Для чего создавали

Для чего создавали

Также пары не должны проходить в салон автомобиля, ведь это мягко сказать вредно! НА старых карбюраторных машинах, такого фильтра и его клапана просто не было, там система немного другая. НО карбюратор ушел вместе со старыми стандартами, сейчас только инжектор и ОБЯЗАТЕЛЬНА система фильтрации.

Составные части

По сути это большая пластиковая банка, внутри находится активированный уголь, ведь именно этот состав прекрасно борется с парами бензина. Основные части можно описать так:

  • Сепаратор + клапан гравитации
  • Датчик давления
  • Фильтрующая часть (обычно из угля)
  • Соединительные трубки
  • Электромагнитный клапан
Из чего состоит

Из чего состоит

Как видите абсолютно ничего сложного. Сепаратор — служит для улавливания части бензина, после отправляет их обратно в бак.  Клапан гравитации – практически никогда не используется, однако он нужен в экстренных ситуациях, например при авариях, он предотвращает переливы топлива из бака (например, когда автомобиль перевернулся).

Датчик давления, очень нужная вещь – он контролирует давление паров бензина внутри бака, при необходимости открывается и сбрасывает его, не давая конструкции повредиться.

Фильтрующая часть – как я писал сверху, большая банка, в который насыпан угольный порошок, в достаточно крупных гранулах. Делается это для того чтобы пары могли беспрепятственно проходить и конденсироваться.

Фильтрующая часть

Фильтрующая часть

Соединительные трубки – нужны для соединения всех основных частей, фильтров, датчиков и клапанов, думаю это понятно.

Электромагнитный клапан – служит для переключения режимов улавливания паров бензина, про него мы поговорим подробнее чуть ниже.

Как работает система – принцип работы

Почему я заостряю внимание именно на электромагнитном клапане, да потому что он практически ключевой в этой системе.

Для лучшего понимания выкладываю схему инжекторного автомобиля, а данном случае это ВАЗ 10 – го семейства.

Схема работы

Схема работы

Итак, пары топлива поднимаются вверх бака и останавливаются на сепараторе, который совмещен с датчиком гравитации (как я писал выше — он предотвращает вытекание топлива при авариях — опрокидываниях из бака). В нем они частично конденсируются и возвращаются обратно (в виде жидкого топлива).

Однако другая часть испарения, минует гравитационный клапан, проходят в адсорбер, где они собственно накапливаются. Накопление происходит при незапущенном двигателе! ЭТО ВАЖНО.

После пуска двигателя, электромагнитный клапан, открывается – тем самым соединяет полость адсорбера (где находятся газы как бы в заключении) с впускным коллектором или дроссельным узлом (в различных машинах по-разному). НАЧИНАЕТСЯ ПРОЦЕСС ТАК НАЗЫВАЕМОЙ ПРОДУВКИ! Пары смешиваются с воздухом (с улицы), который подается через дроссельный узел, далее поступают во впускной коллектор и после в цилиндры двигателя, где они дожигаются с воздушно-топливной смесью.

Система очень простая, если понимать, как она работает.

На что влияет клапан адсорбера

Многие проблемы связаны именно с клапаном адсорбера. По сути это очень простое устройство, которое открывается или закрывается при определенных условиях (запущен двигатель или заглушен).

Если клапан работает хорошо, то проблем нет вообще, вы можете даже не знать про его наличие в вашей системе.

Однако когда происходит поломка, например — забивается сама полость адсорбера, либо не работает клапан. То автомобиль впоследствии, может получить серьезные поломки. Потому как не проходит продувка полости, а также не сбрасывается давление из бака.

Признаки неисправности клапана адсорбера

Как становится понятно, возникают проблемы с системой питания:

  • Плавают обороты. Но не сразу, а примерно после 5 – 10 минут на прогретом двигателе
  • На холостой, если двигатель запущен, давишь педаль газа – чуть не глохнет. Такое ощущение, что заканчивается топливо
  • На ходу машина не развивает нужной мощности, такое ощущение, что убрали 10 – 15% мощности двигателя
  • Может сходить с ума датчик топливного бака. Показывает то – «полный», то – «пустой» и т.д.
  • Если открываете бак для заправки. Слышан сильный свист, как будто внутри создан вакуум.
  • Увеличивается расход топлива
  • НА холодную датчик абсорбера может сильно стучать, зачастую его путают с клапанами двигателя
Также стоит заметить, что причина не всегда именно в клапане, зачастую может забиваться сама банка с активированным углем (то есть сама полость адсорбера). При необходимости его нужно заменить или разобрать и прочистить – просушить, то есть восстановить фильтрацию газов, чтобы они беспрепятственно проходили.

Если у вас проявляются эти неисправности, то обязательно нужно смотреть — проверять клапан и при необходимости менять его, благо стоит он копейки. А также саму полость с активированным углем.

Можно ли убрать

Некоторые автомобилисты пренебрегают экологическими стандартами и убирают клапан адсорбера. Слова в принципе такие – «да зачем он мне нужен, машина стала медленнее, расход стал больше, вообще выкину его». Но реально, а можно ли это делать? Не будет ли от этого хуже автомобилю?

Стоит понимать, что исправная система, вообще никак не влияет на работу двигателя, а даже экономит немного топлива, ведь пары которые остались в основном корпусе затем дожигаются в двигателе, конечно ждать что экономия будет огромной не стоит, но несколько километров пробега получается.

Убирать, конечно можно, автомобилю попросту на это «ВСЕРАВНО»! Даже будет лучше, ведь испарение из бака не будет конденсироваться (очищаться), а проходить на прямую в атмосферу. То есть вы как бы удаляете все банки – клапана и даете, открытый приток воздуха до бака.

Физически это делают так – на шланг от сепаратора вешают фильтр тонкой очистки от карбюраторного ВАЗ, пары бензина уходят в атмосферу. Шланг от клапана адсорбера, перекрывают, прошивают двигатель (чип-тюнинг), иначе появится ошибка, вот и все!

Как убрать адсорбер

Как убрать адсорбер

Однако в этом есть и минусы:

  • Например, в салоне зачастую будет пахнуть бензином, испарения пойдут (зачастую) именно в него.
  • Атмосфера загрязняется легкими углеводородами
  • Будет присутствовать стойки запах бензина рядом с авто (хотя это спорно)

Плюсы отключения:

  • Освобождается место в подкапотном пространстве, банка занимает достаточно много места
  • Уходит неустойчивая работа на холостом ходу
  • Не нужно платить большие деньги за новый адсорбер и его клапан

Мне кажется система достаточно полезная, лично меня зачастую раздражало — когда в карбюраторной машине воняло бензином, откуда только можно. Надышишься и голова потом болела, эта система позволяет избегать этого, немного экономит топливо и не загрязняет атмосферу.

Для чего нужен адсорбер и клапан адсорбера

Дата публикации: .
Категория: Автотехника.

Адсорбер (часто его называют абсорбер) представляет собой один из узлов автомобиля, который отвечает за поглощение и нейтролизацию паров бензина, выходящих из бака. Многие автовладельцы полагают, что это совершенно ненужное устройство, которое только создает лишние проблемы, поэтому нередко его и вовсе снимают.

Однако, повышенное потребление бензина и другие проблемы в работе системы, как правило, возникают только в том случае, если из строя выходит клапан абсорбера. Поэтому прежде чем безжалостно удалить этот узел, будет полезно узнать чуть больше об особенностях его работы и процедуре смены прибора.

Для чего используется адсорбер

В процессе работы двигателя ТС бензин немного нагревается, выделяя очень летучие пары. Их образование усиливается под влиянием вибрации движущегося автомобиля. Если в ТС не предусмотрена система нейтрализации вредных испарений, а установлена примитивная вентиляция, то образования просто выводятся на улицу через специальные отверстия.

Такая картина наблюдалась практически со всеми старыми карбюраторными автомобилями (именно поэтому нередко в машине неприятно пахло бензином) до появления экологического стандарта ЕВРО-2, контролирующего уровень вредных испарений в атмосферу. Сегодня каждый автомобиль должен быть оснащен соответствующей системой фильтрации, чтобы отвечать стандартам. Как правило, самой простой из них и является адсорбер.

Что собой представляет фильтрующий элемент и как он работает

Если говорить простыми словами, то абсорбер является большой банкой, наполненной активированным углем. Кроме этого в системе присутствует:

  • Сепаратор с клапаном гравитации. Он отвечает за улавливание частиц топлива. Гравитационный клапан, в свою очередь, применяется очень редко, но в экстренной ситуации (например, если в ходе аварии машина перевернулась) он предотвратит перелив топлива из бензобака.
  • Датчик давления. Он необходим для контроля уровня паров бензина в баке. Как только их уровень превышается, происходит сброс вредных компонентов.
  • Фильтрующая часть. По сути это и есть та самая банка с гранулированным активированным углем.
  • Электромагнитный клапан. Используется для того, чтобы переключаться между режимами улавливания выделяющихся паров бензина.

Если говорить о принципе работы системы, то он очень прост:

  • Сперва пары бензина поднимаются в бензобаке и направляются в сепаратор, где происходит частичная конденсация топлива, которое в жидком виде отправляется обратно в бензобак.
  • Та часть испарений, которая не смогла осесть в виде жидкости проходит через гравитационный датчик и направляется в адсорбер.
  • Когда мотор машины находится в выключенном состоянии, пары бензина начинают накапливаться в фильтрующем элементе.
  • Как только двигатель запускается, в дело вступает клапан адсорбера, который открывается и соединяет адсорбер со впускным коллектором.
  • Пары бензина совмещаются с кислородом (который попадает в систему через дроссельный узел) и переходят во впускной коллектор и цилиндры «движка», где вредные испарения прогорают вместе с воздухом и топливом.

Как правило, именно клапан адсорбера дает сбой. Если он начинает открываться и закрывать в неправильном режиме или полностью выходит из строя, это может негативно сказаться на работе всего автомобиля и спровоцировать поломки.

Неисправности электромагнитного клапана

Если адсорбер почти все время находится в бесперебойном режиме, то клапан продувки может легко перестать функционировать. Это повлечет за собой повреждение бензонасоса. Если адсорбер не осуществляет правильную вентиляцию, то бензин постепенно будет скапливаться во впускном коллекторе.

Подобное приводит к довольно неприятным «симптомам»:

  • На холостом ходу появляются так называемые провалы.
  • Нарушается тяга (такое впечатление, что ТС постоянно теряет мощность).
  • При запущенном двигателе не слышны звуки работающего клапана.
  • Заметно повышается расход топлива.
  • Во время открытия крышки бензобака раздается шипение и свист.
  • Датчик топливного бака буквально живет своей жизнью (он может показывать, что бензобак полон, а через секунду – что в нем ничего нет).
  • В салоне автомобиля появляется неприятный бензиновый «аромат».

Иногда фильтрующий элемент, наоборот, издает слишком громкие звуки, которые также не являются нормой. Чтобы удостовериться, что причиной служит именно неисправный клапан, а не ГРМ, достаточно резко нажать на газ. Если звуковой эффект остался таким же, то, скорее всего, проблема именно в клапане адсорбера.

В этом случае рекомендуется немного подкрутить регулировочный винт устройства. Однако закручивать его нужно не более чем на пол-оборота. Слишком сильная фиксация приведет к ошибке контроллера. Если такие манипуляции не помогли, то нужно провести более детальную диагностику.

Проверяем работоспособность адсорбера

Чтобы удостовериться, что неисправность связана именно с клапаном этого элемента, можно отправить авто на полную диагностику. Но, это дорого, поэтому попробуем сначала самостоятельно выявить возможные проблемы.

Прежде всего, нужно посмотреть, не выдает ли контроллер ошибки, например, «обрыв управления цепи». Если все нормально, то воспользуется ручной проверкой. Для этого достаточно подготовить мультиметр, отвертку и несколько проводов. После этого нужно выполнить несколько простых шагов:

  • Поднять капот машины и найти нужный клапан.
  • Отсоединить от этого элемента жгут с проводами. Для этого нужно сначала отжать специальный фиксатор креплений колодки.
  • Проверить, идет ли на клапан напряжение. Для этого необходимо включить мультиметр и переключить его в режим вольтметра. После этого черный щуп прибора подсоединяется к массе авто, а красный – к разъему с маркировкой «А», который находится на жгуте проводов. На следующем этапе необходимо завести мотор и посмотреть, какие показания выдает прибор. Напряжение должно быть таким же, как в аккумуляторе. Если его и вовсе нет или оно слишком маленькое, то вероятно придется искать более серьезную проблему. Если с напряжением все хорошо, то можно переходить к следующему шагу.

  • Демонтировать клапан продувки. Чтобы его снять нужно при помощи отвертки немного ослабить крепление хомутов. После этого можно будет легко сдвинуть клапан чуть вверх и по небольшому кронштейну плавно его вытащить. После этого устройство нужно подключить напрямую к клеммам АКБ. Один провод идет на клапан продувки (на «+»), а второй – подключается к «минусу». После этого оба проводника подключаются к соответствующим клеммам аккумулятора. Если при этом не произошло щелчка, то клапан полностью вышел из строя и лучше всего его заменить.

Ставим новый клапан адсорбера

Для замены элемента не обязательно обращаться в автосервис. Работы можно провести и самостоятельно при помощи нескольких крестообразных отверток. Также нужно приобрести новый клапан (его маркировка должна полностью совпадать с данными на старом устройстве).

После этого:

  • Находим адсорбер.
  • Снимаем с АКБ минусовую клемму.
  • Отсоединяем колодку проводов путем нажатия на фиксатор и подтягивая прибор на себя.
  • Ослабляем крепления электромагнитного клапан и отсоединяем шланги.
  • Вытаскиваем старое устройство (вместе с ним выйдет и кронштейн) из абсорбера.
  • Устанавливаем новое устройство и собираем все в обратном порядке.

В заключении

Некоторые автовладельцы принимают решение и вовсе снять адсорбер, полагая, что он негативно влияет на потребление бензина и на работу машины в общем. Однако нужно признать, что такие проблемы возникают только в том случае, если устройство, а точнее его клапан, неисправно. Если прибор работает в штатном режиме, то это никак не сказывается на управлении авто и его потреблении топлива.

Что такое адсорбер, для чего нужен и как он работает? Замена адсорбера ВАЗ 2110 своими руками

Согласно Евростандарту экологии «Евро-3», выброс в атмосферу углеводородных паров, которые возникают при испарении бензина — запрещен. Учитывая это, учеными было придумано устройство, которое позволяет улавливать и нейтрализовать вышеописанные пары.

Этим «спасительным» устройством стал так называемый адсорбер или как его некоторые называют — «абсорбер» (от слова абсорбент — способный впитывать, от части, такое название также можно считать правильным), его устанавливают в топливную систему автомобиля с целью устранения вредных паров, которые возникают в результате испарения бензина.

Сегодня, мы постараемся ответить на наиболее популярные вопросы, связанные с адсорбером, для того чтобы вы узнали, что это, для чего нужно и как работает адсорбер топливной системы. В качестве примера мы возьмем ВАЗ 2110.

В качестве абсорбента, который впитывает углеводородные испарения выступает уголь, которым наполняют резервуар адсорбера. Откуда берутся пары? Пары, как уже было сказано выше, выделяет бензин из-за нагревания топлива и постоянного взбалтывания во время движения пары поднимаются вверх, затем, через отверстие в горловине бака поступают в сепаратор. В сепараторе пары конденсируются и стекают обратно в бак, а часть газов, не успевшая перейти из газообразного состояния в жидкое или попросту говоря стать конденсатом, поступает по паропроводу в гравитационный клапан и непосредственно в адсорбер, которые он нейтрализует при помощи активированного угля. Процесс этот происходит в момент, когда мотор не работает.

Если же двигатель работает, система управления путем открытия электромагнитного клапана выполняет продувку адсорбера, после чего вредные пары вместе с воздухом выбрасываются во впускную трубу, где они сжигаются.

Польза от такой системы двойная, т. к. прежде всего не происходит загрязнения атмосферы вредными испарениями, кроме того, происходит экономия топлива, поскольку, бензин не испаряется, а возвращается через сепаратор в бак.

Из чего состоит адсорбер ВАЗ 2110?

  • Трубки и шланги пароотвода;
  • Трубка для слива бензина;
  • Продувочный клапан;
  • Сепаратор;
  • Гравитационный клапан;
  • Адсорбер (активированный уголь).

Распространенные неисправности адсорбер топливной системы

Как и любой фильтр, а адсорбер можно назвать фильтром, со временем происходит загрязнение фильтрующего элемента, после чего производительность этого устройства снижается.

Признаки неисправности адсорбера:

  1. Избыточное давление в топливном баке. Это происходит из-за того, что парам бензина некуда деваться и бак попросту «распирает». Признак избыточного давления в баке — шипение во время откручивания крышки заливной горловины бака.
  2. Холостые обороты двигателя могут начать плавать.

Где расположен адсорбер на ВАЗ 2110?

Для того чтобы найти адсорбер необходимо поднять капот, и посмотреть в левый ближний угол, там вы увидите небольшую черную баночку цилиндрической формы.

Замена адсорбера ВАЗ 2110 — процедура несложная, заключается она в том, чтобы купить новый адсорбер, снять старый и подключить все шланги в соответствии с тем как они были подключены.

На этом у меня все, статья про адсорбер подошла к концу, кому понравилось, комментируйте и делитесь статьей в соцсетях, используя специальные кнопки внизу статьи. Спасибо за внимание, до новых встреч на ВАЗ Ремонт.

&nbsp

Для чего нужен Адсорбер на автомобиле Приора?

С помощью электромагнитного клапана идёт переключение режимов работы системы улавливания паров бензина . При выключенном двигателе адсорбер сообщается с атмосферой (пары бензина попадают в адсорбер из бензобака) где происходит их поглощение. … Пары бензина высасываются в ресивер и дожигаются в камере сгорания.

Можно ли ездить на машине когда нет адсорбера?

Можно ли ездить без адсорбера

Да, можно.

Когда открывается клапан адсорбера?

Когда автомобиль работает, электронный блок управления открывает электромагнитный клапан продувки адсорбера, через который поступает воздух и таким образом происходит вентиляция. При этом накопившийся конденсат вместе с воздухом высасываются из адсорбера и снова попадает в двигатель, где происходит его дожигание.

Для чего нужен абсорбер на ваз 2112?

Чтоб предотвратить подобную утечку паров горючего в окружающую среду на авто стоит система фиксации паров бензина. И ВАЗ 2112 не исключение. Данная система (СУПБ) имеет в себе адсорбер, который задерживает испарения и направляет их в мотор, а точнее цилиндры, где они сгорают вместе с топливно-воздушной смесью.

Можно ли заглушить абсорбер?

Можно заглушить все газо- и топливопроводы, ведущие к адсорберу, сепаратору, электромагнитному клапану, фильтру, баку и впускному коллектору. Особое значение следует уделить соединению с впускным коллектором. Если это отверстие оставить открытым, будет подсос воздуха, обороты будут плавать.

Как абсорбер влияет на работу двигателя?

Основное назначение адсорбера — это поглощение паров бензина, которые образуются при испарении в бензобаке. … Абсорбер при неработающем двигателе поглощает появившиеся пары бензина, после чего обратно перенаправляет жидкость в бензобак, что исключает появление поломок двигателя.

Что будет если не работает абсорбер?

Неисправность клапана адсорбера часто приводит к повреждению бензонасоса. Из-за плохой вентиляции адсорбера накапливается бензин во впускном коллекторе, двигатель теряет мощность, а расход топлива постепенно увеличивается. Это может привести к полной остановке двигателя.

Как понять что клапан адсорбера не работает?

Основные признаки неисправности клапана адсорбера:

  1. на холостом ходу двигатель работает не стабильно;
  2. плавают обороты на ХХ;
  3. пропала мощность двигателя;
  4. увеличен расход топлива;
  5. при работе ДВС клапан адсорбера не издает звуков;
  6. при откручивании крышки бензобака слышно шипение;
  7. возле авто и в салоне пахнет бензином;

Как проверить электромагнитный клапан адсорбера?

Необходимо плотно заткнуть (загерметизировать) два штуцера. Первый — идущий непосредственно к атмосферному воздуху, второй — к электромагнитному продувочному клапану. После этого с помощью компрессора или насоса подайте на штуцер, идущий к топливному баку, небольшое давление воздуха. Не переборщите с давлением!

Как управляется клапан адсорбера?

Как работает клапан адсорбера

На самом же деле управление клапаном продувки осуществляется ЭБУ по специальным алгоритмам, основанным на показаниях датчиков температуры, расхода воздуха и т. д. Чем больше расход воздуха двигателем, тем больше длительность управляющих импульсов ЭБУ и тем интенсивнее продувка.

Куда подключается абсорбер?

При выключенном двигателе адсорбер сообщается с атмосферой (пары бензина попадают в адсорбер из бензобака) где происходит их поглощение. При пуске двигателя контроллер системы впрыска подаёт управляющие импульсы на клапан, в результате чего происходит продувка сорбента.

Для чего нужен абсорбер на ваз 2110?

Адсорбер (часто его называют абсорбер) представляет собой один из узлов автомобиля, который отвечает за поглощение и нейтролизацию паров бензина, выходящих из бака.

Для чего нужен Адсорбер на ваз 21099?

Адсорбер является элементом системы улавливания паров бензина (СУПБ) инжекторного двигателя 2111 автомобилей ВАЗ 21083, 21093, 21099.

Как убрать адсорбер Нива Шевроле?

Адсорбер и его крепление снимаем и отправляем в гараж на полку. Клапан либо оставляем, либо заменяем сопротивлением 30-40 Ом, либо программно в прошивке отключаем адсрорбер любым способом (повышение температуры срабатывание, отключение ошибки). В трубку из бака вставляем бензиновый фильтр от классики.

Для чего нужен абсорбер?

Он предназначен для ограничения попадания в атмосферу паров бензина из топливного бака. … Адсорбер соединяется трубками с дроссельным патрубком и топливным баком и имеет систему впрыска с обратной связью. С помощью электромагнитного клапана можно переключать режимы работы системы улавливания паров бензина.

Для чего глушат абсорбер?

Одна из ключевых ее составляющих – адсорбер. … Данное устройство наряду с каталитическим нейтрализатором в выхлопной системе позволяет снизить количество вредных веществ в выхлопных газах. Тем самым повышается экологичность эксплуатации транспортного средства.

Для чего нужен адсорбер на ниву шевроле | Внедорожники и кроссоверы

В топливной системе автомобиля Нива Шевроле во время эксплуатации скапливаются газы и пары бензина. Эти пары и газы необходимо удалять из системы авто. В автомобиле для этого установлен специальный фильтр – абсорбер.

Этот аппарат поглощает газовые смеси и разделяет их на разные компоненты. Внутри это устройство наполнено жидкостью, называется абсорбент. Внешне конструкция абсорбера имеет вид контейнера, в виде небольшого бочонка, который заполняется активированным углем. В своей конструкции этот контейнер имеет две трубки. Первая трубка предназначена для вхождения газов. Вторая, для выхода конденсата, поступающего в бак. Абсорбер устанавливается под капотом автомобиля. Вместе с ним в конструкции установлены гравитационный и двухходовый клапаны, сепаратор, предохранительный клапан и клапан продувки. Вместе с этими клапанами – эта называется системой улавливания газов и паров бензина.

  1. Сепаратор – предназначен для разделения паров от бензина и предотвращения попадания топлива в абсорбер.
  2. Гравитационный клапан , служит для предотвращения вытекания топлива через абсорбер при перевертывании автомобиля.
  3. Предохранительный клапан, предназначен для защиты топливной системы и бака от деформации, при возникновении в системе улавливания газов & разряжения. Разряжение зачастую может возникнуть при работе двигателя на холостых оборотах.
  4. Двухходовый клапан предназначен для соединения и отсоединения бака от абсорбера.

Адсорбер ВАЗ 2114 – что это такое и зачем нужна такая «дружба»?

1 Адсорбер – что это?

Если осуществить дословный перевод слова адсорбер с английского языка, то в конечном итоге мы получим два похожих по смыслу значения – «поглощать», «амортизировать». В чем же все-таки его необходимость? Адсорбирование – это процесс, при котором происходит поглощение газов как твердыми, так и жидкими телами. В данном случае основным элементом, впитывающим пары отработанного топлива, является активированный уголь. Именно им и наполняют часть свободного пространства адсорбера.

Рекомендуем ознакомиться

В состав данной детали входит несколько конструктивных элементов:

  • Адсорбер
  • Клапан продувки
  • Трубки адсорбера и клапана продувки
  • Гравитационный клапан
  • Передняя трубка паропровода
  • Сепаратор паров
  • Трубка слива топлива
  • Несколько шлангов

2 Принцип работы адсорбера в ВАЗ 2114

Стоит заметить, что весь описанный выше процесс протекает исключительно при выключенном двигателе. Иначе системе придется открывать электромагнитный клапан для продувки адсорбера. При этом пары бензина, образовавшиеся в топливном баке и не успевшие трансформироваться в жидкость, будут выдуваться по впускной трубе двигателя ВАЗ 2114 и сжигаться.

Адсорбер ваз, клапан адсорбера – принцип работы системы улавливания паров бензина

Дорогие друзья, сегодня мы с вами узнаем, зачем на ваз устанавливается адсорбер, что из себя представляет клапан адсорбера, как работает вся эта система в целом и для чего она вообще нужна. Начнем с того, что адсорбер в первую очередь нужен не только для того, что бы ваш автомобиль соответствовал нормам Евро 2, 3 и т.д. но еще и для того, что бы у вас в салоне не воняло бензином а в баке не было избыточного давления. Многих владельцев автомобилей десятого семейства смущает размер адсорбера на ВАЗ, мол занимает слишком много места и зачем он вообще нужен. А он нужен. Хотите освободить место – установите адсорбер от приоры на ВАЗ-2110 и спите спокойно, устанавливайте в освободившееся пространство сигналы от камазов, дополнительные бачки омывателя или просто любуйтесь оным 🙂 Не суть важно. Итак, что же представляет из себя адсорбер? По большому счету основная часть адсорбера, бочонок – это фильтр, наполненный гранулированным активированным углем.
Клапаном адсорбера управляет непосредственно ЭБУ вашего автомобиля. Вот стандартное устройство адсорбера и принцип его подключения для наглядности

Как видно из схемы к адсорберу подключается шланг идущий в бак, шланг подачи паров бензина к дроссельному узлу, электрическая фишка управления клапаном адсорбера.

Если двигатель заглушен, то клапан адсорбера находится в закрытом состоянии и пары топлива из бака поглощаются непосредственно фильтрующим элементом адсорбера. Если же соблюдены условия, что температура ОЖ двигателя выше 75 градусов, а авто движется со скоростью более 10 километров в час, то клапан открывается и начинает свою работу, а именно перенаправляет пары к дросселю и потом в впускную трубу, откуда они уже поступают в двигатель и сгорают. Клапан управляется импульсно, с определенной частотой, именно поэтому владельцы машин с адсорбером иногда могут слышать его работу на низких скоростях, он как бы тарахтит под капотом.

Re: Адсорбер, клапан продувки адсорбера

18 дек 2011, 04:51

schut4x4 писал: как можно обмануть контролер чтоб не выдавал ошибки ?

1. Подключить только клапан адсорбера.

Re: Адсорбер, клапан продувки адсорбера

Axen

  • Axen
  • Сообщений: 8862
  • Зарегистрирован: 16 авг 2010, 11:28
  • Откуда: 38
  • Автомобиль: Нива 21213., УАЗ Патриот Спорт 2010г лебёдка. Nissan Terrano PR50-023440. 1996г TD27ETi.
  • Имя: Геннадий.
  • Пол: Мужской

Re: Адсорбер, клапан продувки адсорбера

Re: Адсорбер, клапан продувки адсорбера

29 сен 2013, 15:47

Задолбал клапан продувки адсорбера.

А если точнее — не клапан, а сервисмены из ООО «Интей-Лада», Питер.

Крокодильчик 2131. Май 2013. Сейчас пробег 2600. До 2300 четырежды загорался индикатор «Проверьте двигатель» по причине клапана. Трижды сервис-мены просто сбрасывали память ЭБУ. Говорили — это из-за жары. Я на третий раз стал требовать более серьезной диагностики. Пообещали если опять вылетит та же неполадка — заменят клапан. В очередной раз сработало на пробеге 2200, на 2300 заменили клапан.

Работу не контролировал, но в наряд — заказе написано. На 2500 опять та же картина. Тут уж жара не при чем, на улице было +6 градусов.

Вот думаю — если вправду меняли, так может не в клапане дело? От этих «умельцев» уже реального качественного ремонта не жду. Я бы и не ездил с этим клапаном, хрен с ним, но если горит индикатор неисправности — я же не знаю, какова причина?

Так вот, вопрос — как исключить из ЭСУД сигнал неисправности клапана? Тут выше совет — поставить резистор.

1.На каких проводах замерить R и соответственно его подсоединять?

2. Замерять R при выключенном зажигании? Видимо так, иначе спалим омметр?

Клапан 21214 — 1164042 — 40 ТУ 4542 — 004 — 67049760 — 2011 ЗАО НПФ «Витал»

Добавлено спустя 32 минуты 24 секунды:

А если сбросить с аккумулятора — тоже сотрется информация от клапана?

Принцип работы абсорбера в автомобиле, для чего он нужен

В соответствии с экологическими стандартами евро-3, вредные, углеводородные пары от испарений бензина, не должны попадать в атмосферу. Для этого, топливная система автомобиля должна быть оборудована абсорбером. Абсорбер топливной системы и улавливает эти самые пары. Давайте рассмотрим, что же это такое, для чего он нужен в автомобиле, и принцип его работы.

Что такое абсорбер

Абсорбирование & это поглощение газов твердыми или жидкими телами. В случае автомобильной системы, абсорбентом выступает уголь, которым наполнен абсорбер. Давайте рассмотрим данное устройство на примере автомобиля ваз 2110-12, с инжекторным двигателем.

Принцип работы

Пары бензина, образующиеся в баке, поднимаются вверх, и через отверстие у горловины бака попадают сначала в сепаратор. Там они конденсируются и сливаются обратно в бак.

Та их часть, которая не успевает превратиться в конденсат, через гравитационный клапан по паропроводу, попадают уже непосредственно в абсорбер, где и поглощаются активированным углем. Это происходит тогда, когда двигатель не работает.

В противном случае, в процессе движения автомобиля, при прогретом двигателе, система управления открывает электромагнитный клапан, и происходит продувка абсорбера. Пары бензина вместе с поступившим через другой клапан воздухом, выдуваются во впускную трубу двигателя, где и сжигаются.

Получается некий двойной эффект.

  • во-первых, атмосфера не загрязняется лишними, вредными испарениями;
  • во-вторых, мы имеем пусть и небольшую, но экономию топлива. Ведь не будь абсорбера, горючее бы просто напросто испарялось.

Одним словом все как эколог прописал, всем хорошо, все счастливы.

Неисправность абсорбера

Со временем абсорбер засоряется и может прийти в негодность. Признаки неисправности данного элемента топливной системы, можно определить по косвенным признакам. Один из них, это образование избыточного давления в топливном баке. Происходит это по причине образования паров, которым некуда деваться из бензобака. В таком случае, в момент откручивания крышки, вы будете слышать шипение.

На моей ваз 2112, стоило начать откручивать крышку бака, и ее вышибало с такой силой, что страшно представить. Вот бы знать тогда, что это проблема с абсорбером. А так приходилось несколько раз в день просто выпускать пары.

Еще по причине плохой работы абсорбера обороты автомобиля, на холостом ходу, могут начать &плавать&.

В нашей стране проблема неисправных деталей решается очень просто, особенно тех, без которых автомобиль может ехать. Снимай и езжай дальше в один голос советуют умельцы. Тут уж конечно решать вам, но что-то мне подсказывает, что этим самым воздухом дышать нам с вами. И если все поголовно возьмут и снимут все &лишние& эко-детали, раз в автомобиле они не так уж и нужны, то в один &прекрасный& день и дышать станет нечем.

Замена данной детали займет не более 15 минут, это можно выполнить:

  1. самостоятельно;
  2. обратившись в автосервис.

Оцените полезность статьи!

Комментарии

здравствуйте у меня такая проблема все что вы написали в видео про адсорбера но я неслышал чтоб в баке создовался вакум машина пассат б3 1. 8 моно и в сырую погоду таже ситуация

— 07:24

приветствую. я так понимаю ремонт заключается в просушке угля?

Кайрат Айдарулы

Дмитрий здравствуйте у меня вот проблема открываю бак а там сильный воздух выходить. и потом машина заводится. гольф3 1. 8монопврыск

Кайрат Айдарулы

когда воздух скапливается при езде и машина начинает дергатся. крышку открываю и потом машина начинает ездить нормально. какая причина

Serg Leone

я вот тоже несколько раз замечал свистящий звук при открытии бензобака, сначала не понял в чем дело, а когда дошло — уже было поздно, треснул бак. Авто — соната. у них болезнь оказывается. бак тонкий, не выдерживает. Думаю, адсорбер под замену

— 06:46

Дмитрий, здравствуйте. Вылезла ошибка P0496 связанная с системой улавливания паров бензина. Что могло быть причиной?

Посоветуйте, в какую сторону копать.

ВАЗ 21124, 16 кл. 1,6 л 2005г. какой стоит борт. контроллер и кампутер — не знаю, достались в наследство с машиной.

Всё началось 5 месяцев назад, борт. комп. выдал ошибку — клапан адсорбера. Заехал в сервис, говорю диагносту — перепрошить можешь, чтоб исключить адсорбер из цепи . Сняли контроллер и перепрошили. После всё было нормально, эта ошибка больше не возникала. Диагност говорил, что адсорбер можно снять, только шланги, которые идут в него и из него, надо заглушить. Вчера снял адсорбер, и шланги соединил между собой , как если бы адсорбера не было.

Завёл, вроде нормально. Проехался — и через какое то время обнаружил, что на холостых как то неуверенно авто работает, стрелка тахометра подёргивается, при включении передачи , да и заводится вроде хуже стало.

Думаю, может не надо было шланги друг с другом соединять? Кто может сталкивался?

Подскажите, пжлст.

Если не заработает, придётся на сервис ехать, не хочется, чтоб «обули».

Источники: chnivaremont.ru, tuningkod.ru, vazdriver.ru, www.niva-club.net, znanieavto.ru, autoservice41.ru, autolada.ru

Комментариев пока нет!

Адсорбер уаз патриот для чего нужен

Система улавливания паров топлива предотвращает выход из системы питания в атмосферу паров топлива, неблагоприятно влияющих на экологию окружающей среды.

В системе применен метод поглощения паров угольным адсорбером.

Он установлен на топливном баке и соединен трубопроводами с сепаратором паров топлива, установленным под сиденьем водителя, и с клапаном продувки адсорбера, расположенным в моторном отсеке.

Электромагнитный клапан продувки адсорбера по сигналам блока управления двигателем переключает режимы работы системы.

Пары топлива из баков частично конденсируются в сепараторе, конденсат сливается обратно в бак по трубопроводу.

Оставшиеся пары по трубопроводу проходят в адсорбер через гравитационный клапан, установленный в сепараторе.

Второй штуцер адсорбера соединен шлангом с клапаном продувки адсорбера, а третий — с атмосферой.

При неработающем двигателе третий штуцер перекрыт электромагнитным клапаном — адсорбер не сообщается с атмосферой.

При пуске двигателя блок управления двигателем начинает подавать управляющие импульсы на клапан.

Клапан сообщает полость адсорбера с атмосферой, и происходит продувка сорбента: пары бензина отводятся через шланг и дроссельный узел, в модуль впуска.

Неисправности системы улавливания паров топлива влекут за собой нестабильность холостого хода, остановку двигателя, повышенную токсичность отработавших газов и ухудшение ходовых качеств автомобиля.

Узлы системы улавливания паров топлива снимают для проверки или замены при появлении стойкого запаха бензина вследствие нарушения герметичности узлов и трубопроводов, а также в результате отказа клапана продувки адсорбера.

Кроме того, нарушение герметичности адсорбера и отказ клапана продувки могут стать причинами неустойчивой работы двигателя на холостом ходу вплоть до его остановки.

Снятие адсорбера и клапана продувки

Вам потребуются: отвертка с плоским лезвием, ключ «на 10».

Отсоединяем минусовой провод от клеммы аккумулятора.

Отсоединяем колодку жгута проводов от клапана продувки.

Ослабляем затяжку хомутов и снимаем шланги со штуцеров клапана продувки.

Чтобы снять клапан продувки, отжимаем отверткой пластмассовый держатель и снимаем клапан продувки.

Чтобы снять адсорбер нужно вывернуть стяжной болт хомута крепления адсорбера.

Устанавливаем все детали в обратном порядке.

Система улавливания паров топлива на Уаз Хантер с двигателем ЗМЗ-409 предназначена для предотвращения выхода из системы питания топливом в атмосферу паров топлива, неблагоприятно влияющих на экологию окружающей среды.

В системе улавливания паров топлива применен метод поглощения паров угольным адсорбером. Он установлен слева в подкапотном пространстве и соединен трубопроводами с левым топливным баком и впускным ресивером двигателя. На корпусе адсорбера расположен электромагнитный клапан продувки, каталожный номер 2112-1164200-03.

Система улавливания паров топлива, принцип работы.

Пары топлива из левого топливного бака частично конденсируются в сепараторе. Сам конденсат сливается обратно в бак, а оставшиеся пары постоянно отводятся по трубопроводу и накапливаются в адсорбере, заполненном сорбентом в виде активированного угля. Второй, выходной штуцер адсорбера через клапан продувки соединен с впускным ресивером двигателя, а третий, расположенный отдельно на корпусе — с атмосферой.

При неработающем двигателе выходной штуцер адсорбера перекрыт электромагнитным клапаном и не сообщается с атмосферой. После запуска двигателя электронный блок управления начинает подавать управляющий сигнал с изменяемой частотой импульса на электромагнитный клапан продувки.

Клапан открывается, происходит продувка сорбента свежим воздухом поступающим в систему под действием разрежения, и соответственно его регенерация. Скопившиеся в адсорбере пары бензина по трубопроводу поступают во впускной ресивер двигателя и затем сгорают в цилиндрах.

Неисправности системы улавливания паров топлива Уаз Хантер.

Неисправности системы улавливания паров топлива Уаз Хантер влекут за собой нестабильность работы двигателя на холостом ходу, вплоть до его остановки, повышенную токсичность отработавших газов и ухудшение ходовых качеств автомобиля.

Узлы системы улавливания паров топлива надо проверять в случае присутствия стойкого запаха бензина в подкапотном пространстве, это может быть вызвано нарушением герметичности или переполнением самого адсорбера, неисправностью электромагнитного клапана продувки, повреждением подводящих шлангов, их засорением или пережатием.

Проверка исправности электромагнитного клапана продувки адсорбера.

Простейшая проверка исправности электромагнитного клапана продувки адсорбера производится при работающем на холостом ходу двигателе, приложив к нему пальцы.

При изменении оборотов двигателя внутри корпуса клапана должны происходить хорошо ощутимые и изменяющиеся по частоте щелчки срабатывания механизма клапана. Если такого не происходит, то он скорее всего не исправен и требует замены.

Казалось такой незаметный элемент, который на первый взгляд, не важен для автомобиля, но без которого он не может нормально работать. Появляются провалы, двигатель «троит» может даже разрушаться бензобак! И все это из-за неисправного клапана адсорбера. Многие не знают что это такое, как он работает и САМОЕ ВАЖНОЕ на что он влияет. Сегодня я постараюсь простыми словами все разложить по полочкам, а также описать основные признаки неисправности. Однозначно будет полезно, так что читайте – смотрите …

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ

Для начала начнем с определения.

Адсорбер (от лат. sorbeo — поглощаю) – это система автомобиля, которая служит для улавливания паров бензина, которые выходят из бака. При работающем двигателе они направляются в систему впрыска топлива, а именно во впускной коллектор. При заглушенном моторе часть паров улавливается сепаратором (он их направляет обратно в бак), а оставшиеся пары поступают в адсорбер, где они нейтрализуются.

Для чего создавали адсорбер

Собственно это дань экологическому стандарту, а именно ЕВРО-2. По сути это большой фильтр который улавливает легкие углеводороды. По новым стандартам недопустимо попадание паров бензина в атмосферу, потому как это способствует загрязнению атмосферы.

Также пары не должны проходить в салон автомобиля, ведь это мягко сказать вредно! НА старых карбюраторных машинах, такого фильтра и его клапана просто не было, там система немного другая. НО карбюратор ушел вместе со старыми стандартами, сейчас только инжектор и ОБЯЗАТЕЛЬНА система фильтрации.

Составные части

По сути это большая пластиковая банка, внутри находится активированный уголь, ведь именно этот состав прекрасно борется с парами бензина. Основные части можно описать так:

  • Сепаратор + клапан гравитации
  • Датчик давления
  • Фильтрующая часть (обычно из угля)
  • Соединительные трубки
  • Электромагнитный клапан

Как видите абсолютно ничего сложного. Сепаратор — служит для улавливания части бензина, после отправляет их обратно в бак. Клапан гравитации – практически никогда не используется, однако он нужен в экстренных ситуациях, например при авариях, он предотвращает переливы топлива из бака (например, когда автомобиль перевернулся).

Датчик давления, очень нужная вещь – он контролирует давление паров бензина внутри бака, при необходимости открывается и сбрасывает его, не давая конструкции повредиться.

Фильтрующая часть – как я писал сверху, большая банка, в который насыпан угольный порошок, в достаточно крупных гранулах. Делается это для того чтобы пары могли беспрепятственно проходить и конденсироваться.

Соединительные трубки – нужны для соединения всех основных частей, фильтров, датчиков и клапанов, думаю это понятно.

Электромагнитный клапан – служит для переключения режимов улавливания паров бензина, про него мы поговорим подробнее чуть ниже.

Как работает система – принцип работы

Почему я заостряю внимание именно на электромагнитном клапане, да потому что он практически ключевой в этой системе.

Для лучшего понимания выкладываю схему инжекторного автомобиля, а данном случае это ВАЗ 10 – го семейства.

Итак, пары топлива поднимаются вверх бака и останавливаются на сепараторе, который совмещен с датчиком гравитации (как я писал выше — он предотвращает вытекание топлива при авариях — опрокидываниях из бака). В нем они частично конденсируются и возвращаются обратно (в виде жидкого топлива).

Однако другая часть испарения, минует гравитационный клапан, проходят в адсорбер, где они собственно накапливаются. Накопление происходит при незапущенном двигателе! ЭТО ВАЖНО.

После пуска двигателя, электромагнитный клапан, открывается – тем самым соединяет полость адсорбера (где находятся газы как бы в заключении) с впускным коллектором или дроссельным узлом (в различных машинах по-разному). НАЧИНАЕТСЯ ПРОЦЕСС ТАК НАЗЫВАЕМОЙ ПРОДУВКИ! Пары смешиваются с воздухом (с улицы), который подается через дроссельный узел, далее поступают во впускной коллектор и после в цилиндры двигателя, где они дожигаются с воздушно-топливной смесью.

Система очень простая, если понимать, как она работает.

На что влияет клапан адсорбера

Многие проблемы связаны именно с клапаном адсорбера. По сути это очень простое устройство, которое открывается или закрывается при определенных условиях (запущен двигатель или заглушен).

Если клапан работает хорошо, то проблем нет вообще, вы можете даже не знать про его наличие в вашей системе.

Однако когда происходит поломка, например — забивается сама полость адсорбера, либо не работает клапан. То автомобиль впоследствии, может получить серьезные поломки. Потому как не проходит продувка полости, а также не сбрасывается давление из бака.

Признаки неисправности клапана адсорбера

Как становится понятно, возникают проблемы с системой питания:

  • Плавают обороты. Но не сразу, а примерно после 5 – 10 минут на прогретом двигателе
  • На холостой, если двигатель запущен, давишь педаль газа – чуть не глохнет. Такое ощущение, что заканчивается топливо
  • На ходу машина не развивает нужной мощности, такое ощущение, что убрали 10 – 15% мощности двигателя
  • Может сходить с ума датчик топливного бака. Показывает то – «полный», то – «пустой» и т.д.
  • Если открываете бак для заправки. Слышан сильный свист, как будто внутри создан вакуум.
  • Увеличивается расход топлива
  • НА холодную датчик абсорбера может сильно стучать, зачастую его путают с клапанами двигателя

Также стоит заметить, что причина не всегда именно в клапане, зачастую может забиваться сама банка с активированным углем (то есть сама полость адсорбера). При необходимости его нужно заменить или разобрать и прочистить – просушить, то есть восстановить фильтрацию газов, чтобы они беспрепятственно проходили.

Сейчас полезное видео.

Если у вас проявляются эти неисправности, то обязательно нужно смотреть — проверять клапан и при необходимости менять его, благо стоит он копейки. А также саму полость с активированным углем.

Можно ли убрать

Некоторые автомобилисты пренебрегают экологическими стандартами и убирают клапан адсорбера. Слова в принципе такие – «да зачем он мне нужен, машина стала медленнее, расход стал больше, вообще выкину его». Но реально, а можно ли это делать? Не будет ли от этого хуже автомобилю?

Стоит понимать, что исправная система, вообще никак не влияет на работу двигателя, а даже экономит немного топлива, ведь пары которые остались в основном корпусе затем дожигаются в двигателе, конечно ждать что экономия будет огромной не стоит, но несколько километров пробега получается.

Убирать, конечно можно, автомобилю попросту на это «ВСЕРАВНО»! Даже будет лучше, ведь испарение из бака не будет конденсироваться (очищаться), а проходить на прямую в атмосферу. То есть вы как бы удаляете все банки – клапана и даете, открытый приток воздуха до бака.

Физически это делают так – на шланг от сепаратора вешают фильтр тонкой очистки от карбюраторного ВАЗ, пары бензина уходят в атмосферу. Шланг от клапана адсорбера, перекрывают, прошивают двигатель (чип-тюнинг), иначе появится ошибка, вот и все!

Однако в этом есть и минусы:

  • Например, в салоне зачастую будет пахнуть бензином, испарения пойдут (зачастую) именно в него.
  • Атмосфера загрязняется легкими углеводородами
  • Будет присутствовать стойки запах бензина рядом с авто (хотя это спорно)

Плюсы отключения:

  • Освобождается место в подкапотном пространстве, банка занимает достаточно много места
  • Уходит неустойчивая работа на холостом ходу
  • Не нужно платить большие деньги за новый адсорбер и его клапан

Мне кажется система достаточно полезная, лично меня зачастую раздражало — когда в карбюраторной машине воняло бензином, откуда только можно. Надышишься и голова потом болела, эта система позволяет избегать этого, немного экономит топливо и не загрязняет атмосферу.

НА этом заканчиваю, думаю моя статья была вам полезна, читайте наш АВТОБЛОГ, подписывайтесь на канал.

(32 голосов, средний: 4,47 из 5)

что это такое, для чего нужен, как работает, признаки неисправности

При контакте бензина с воздухом происходит выделение паров, которые, попадая в атмосферу, ухудшают экологию. Для их улавливания в вентиляционной системе бензобака устанавливается адсорбер. В ряде европейских стран применение этого устройства в автомобиле обязательно на законодательном уровне и определяется действием экологических стандартов Евро-2 и выше. Зная устройство адсорбер и зачем он необходим, вы сможете легко определить неисправности, а также лучше понять его преимущества.

Назначение и принцип работы клапана продувки адсорбера

Схема клапана абсорбера

Система EVAP устанавливается на бензиновые двигатели внутреннего сгорания для предотвращения попадания паров топлива в атмосферу. Электромагнитный клапан продувки адсорбера является элементом этой системы. Поэтому, чтобы выяснить, для чего нужен клапан адсорбера и как он работает, важно понять принцип работы всей системы. Конструкция адсорбера представляет собой емкость, заполненную адсорбентом, чаще всего активированным углем. Устройство соединено с топливным баком и управляющим клапаном автомобиля специальными трубками.

Клапан адсорбера установлен между впускным коллектором и адсорбером и выполняет функцию вентиляции.

Образующиеся в топливном баке пары бензина проникают в сепаратор, где они конденсируются и снова сливаются в бак. Какая-то часть паров не успевает конденсироваться в сепараторе и попадает через паропровод в адсорбер. В фильтрующей системе они поглощаются активированным углем, накапливаются и затем при запуске двигателя подаются во впускной коллектор. Процесс поглощения топливных испарений проходит только при отключенном двигателе. Когда автомобиль работает, электронный блок управления открывает электромагнитный клапан продувки адсорбера, через который поступает воздух и таким образом происходит вентиляция. При этом накопившийся конденсат вместе с воздухом высасываются из адсорбера и снова попадает в двигатель, где происходит его дожигание. Клапан адсорбера обеспечивает вентиляцию всего механизма и направляет топливный конденсат назад в двигатель.

Проверяем работоспособность адсорбера

Чтобы удостовериться, что неисправность связана именно с клапаном этого элемента, можно отправить авто на полную диагностику. Но, это дорого, поэтому попробуем сначала самостоятельно выявить возможные проблемы.

Прежде всего, нужно посмотреть, не выдает ли контроллер ошибки, например, «обрыв управления цепи». Если все нормально, то воспользуется ручной проверкой. Для этого достаточно подготовить мультиметр, отвертку и несколько проводов. После этого нужно выполнить несколько простых шагов:

  • Поднять капот машины и найти нужный клапан.
  • Отсоединить от этого элемента жгут с проводами. Для этого нужно сначала отжать специальный фиксатор креплений колодки.
  • Проверить, идет ли на клапан напряжение. Для этого необходимо включить мультиметр и переключить его в режим вольтметра. После этого черный щуп прибора подсоединяется к массе авто, а красный – к разъему с маркировкой «А», который находится на жгуте проводов. На следующем этапе необходимо завести мотор и посмотреть, какие показания выдает прибор. Напряжение должно быть таким же, как в аккумуляторе. Если его и вовсе нет или оно слишком маленькое, то вероятно придется искать более серьезную проблему. Если с напряжением все хорошо, то можно переходить к следующему шагу.
  • Демонтировать клапан продувки. Чтобы его снять нужно при помощи отвертки немного ослабить крепление хомутов. После этого можно будет легко сдвинуть клапан чуть вверх и по небольшому кронштейну плавно его вытащить. После этого устройство нужно подключить напрямую к клеммам АКБ. Один провод идет на клапан продувки (на «+»), а второй – подключается к «минусу». После этого оба проводника подключаются к соответствующим клеммам аккумулятора. Если при этом не произошло щелчка, то клапан полностью вышел из строя и лучше всего его заменить.

Клапан абсорбера: для чего нужен и на что влияет

Клапана в абсорбере — это технически простое устройство, которое работает по-разному, в зависимости от того, заведен мотор или нет. Как и все клапаны, должен открываться и закрываться.

Когда полость абсорбера забита или появилась другая какая-либо неисправность, то клапан работает со сбоями. С неисправным адсорберным клапаном могут произойти серьезные поломки автомобиля, потому что не стравливается давления из топливного бака и не происходит продувка полости.

 

Признаки неисправностей клапана абсорбера

Есть несколько признаков, симптомов, по которым можно выявить техническое состояние клапана:

      1. Датчика топлива показывает то полный бак, то пустой.
      2. После запуска двигателя, через мину 5-10 начинают плавать обороты.
      3. На холостых оборотах при нажатии на педаль, автомобиль начинает глохнуть.
      4. Двигатель не набирает обороты при движении. Долго разгоняется.
      5. При открытии крышки бензобака чувствуется вакуум, слышен свист.
      6. Повышен расход топлива.
      7. На холодную (когда мотор заведен, но еще не нагрелся) слышны стуки абсорбера, как будто стучат клапана.

Причиной выхода из строя абсорбера — это не всегда клапан. Это может быть сильное загрязнение абсорбирующего элемента, в данном случае угля. Газы должны спокойно проходить через гранулы угля и конденсироваться там.

Клапан стоит очень дешево. Поэтому есть возможность менять при обнаружении признаков не правильной работы двигателя. Можно также фильтрующий элемент адсорбера заменить своими руками: разобрать, старый уголь высыпать, насыпать новый уголь крупными гранулами.

 

Что такое адсорбер и для чего нужен

Как выглядит адсорбер

Процесс адсорбирования представляет собой поглощение газовых сред телами твердой либо жидкой консистенции. Соответственно, основная задача адсорбера – поглощать газы, не давая им попасть в окружающую среду. Однако это не выхлопные газы, а пары бензина, исходящие из полости топливного бака. Когда двигатель автомобиля работает, пойманные пары передаются во впускной коллектор, во время стоянки бензиновые пары нейтрализуются внутри адсорбера.

Таким образом, адсорбер не позволяет парам бензина проникать в окружающую среду, что требуется нормами современных экологических стандартов, а также не пропускает их в салон. Кроме того, задержка, конденсация паров и возвращение бензина обратно в топливную систему обеспечивает дополнительную экономию.

Также следует отметить такую функцию, выполняемую адсорбером, как комплексная вентиляция топливного бака. При расходовании топлива освобождаемое место заполняется воздухом, который подается именно через адсорбер. Здесь воздух фильтруется и осушается, что положительно сказывается на работе двигателя в целом.

Ключевым основанием для разделения адсорберов на отдельные классы является его наполнение. На сегодняшний день используются следующие варианты:

  • зернистый адсорбент, находящийся в неподвижном состоянии;
  • зернистый адсорбент, способный перемещаться в полости устройства;
  • мелкозернистое заполнение с кипящим нижним слоем.

Максимальную эффективность показывают адсорберы со статическим крупнозернистым наполнением. Основное его преимущество – защищенность от частичной или полной потери активного вещества вместе с топливными парами.

Что такое адсорбер и система EVAP

Многие автомобилисты называют устройство для поглощения паров топлива «абсорбером», но это неправильно, поскольку название «адсорбер» происходит от латинских слов «ad» (в пер. — «на») и «sorbeo» (в пер. — «поглощаю»), что вместе означает «поверхностное поглощение» (аккумулирование на поверхности). В свою очередь, абсорбер осуществляет поглощение всем объемом и в данном случае не может быть использован.

Схема системы улавливания паров топлива

Поскольку наибольшее количество паров скапливается в топливном баке, то и располагается адсорбер недалеко от него. Фактически он является частью целой системы улавливания паров бензина (EVAP). Последняя состоит из следующих элементов:

  • Сепаратор паров бензина.
  • Адсорбирующий элемент — емкость с адсорбирующим веществом.
  • Вентиляционный клапан.
  • Электромагнитный клапан продувки адсорбера (располагается между адсорбером и впускным коллектором).
  • Трубопроводы и шланги для соединения с топливным баком, впускным коллектором и атмосферой.

Помимо основных элементов, система EVAP является частью системы бортовой диагностики OBD-II и включает целый ряд датчиков (топливных испарений, давления) и электронный блок управления (ЭБУ), приводящий в действие электромагнитный клапан.

Неисправности клапана адсорбера и их устранение

Практически непрерывная работа адсорбера системы поглощения топливных паров может послужить причиной поломки клапана продувки. Неисправность клапана адсорбера часто приводит к повреждению бензонасоса. Из-за плохой вентиляции адсорбера накапливается бензин во впускном коллекторе, двигатель теряет мощность, а расход топлива постепенно увеличивается. Это может привести к полной остановке двигателя. От того, как работает клапан адсорбера, зависит работа всего автомобиля.

Как проверить работоспособность клапана продувки адсорбера?

Проверка клапана абсорбера

Чтобы вовремя заметить и исправить неполадки, необходима регулярная проверка клапана адсорбера. При этом выявить поломку можно по определенным косвенным признакам. При работе двигателя на холостых оборотах или в холодную погоду система поглощения паров издает характерные звуки, так щелкает клапан адсорбера. Некоторые путают этот звук с неисправностями ГРМ, роликов или других деталей. Проверить это можно, резко нажав на педаль газа. Если звук не изменился, значит это цокает клапан адсорбера. Специалисты могут объяснить, что делать, если клапан адсорбера стучит слишком сильно. Для этого необходимо закрутить регулировочный винт, при этом сначала он очищается от эпоксидной смолы.

Клапан абсорбера можно отрегулировать.

Винт поворачивается на приблизительно на пол-оборота. Если его закрутить слишком сильно, то контроллер выдаст ошибку. Такая регулировка клапана адсорбера сделает его работу мягче, а стук тише. Однако, как проверить клапан адсорбера на наличие поломок? Определить поломку клапана можно с помощью системы диагностики ошибок или механической проверкой. Коды электронных ошибок записаны в памяти контроллера и свидетельствует об электрическом повреждении. Для проверки клапана рекомендуется обращать внимание на такие выдаваемые контроллером ошибки, как «обрыв цепи управления клапана продувки адсорбера». Признаки, по которым можно механически определить неисправность клапана адсорбера:

  1. Появление провалов на холостом ходу двигателя.
  2. Очень низкая тяга двигателя.
  3. Не слышно звуков срабатывания клапана при работе двигателя.
  4. Шипение при открытии крышки бензобака свидетельствует о разрежении в системе. Это верный признак неисправности вентиляции адсорбера.
  5. Появление запаха топлива в салоне автомобиля. Однако, его появление могут вызвать и другие причины.

Неисправности электромагнитного клапана

Если адсорбер почти все время находится в бесперебойном режиме, то клапан продувки может легко перестать функционировать. Это повлечет за собой повреждение бензонасоса. Если адсорбер не осуществляет правильную вентиляцию, то бензин постепенно будет скапливаться во впускном коллекторе.

Подобное приводит к довольно неприятным «симптомам»:

  • На холостом ходу появляются так называемые провалы.
  • Нарушается тяга (такое впечатление, что ТС постоянно теряет мощность).
  • При запущенном двигателе не слышны звуки работающего клапана.
  • Заметно повышается расход топлива.
  • Во время открытия крышки бензобака раздается шипение и свист.
  • Датчик топливного бака буквально живет своей жизнью (он может показывать, что бензобак полон, а через секунду – что в нем ничего нет).
  • В салоне автомобиля появляется неприятный бензиновый «аромат».

Иногда фильтрующий элемент, наоборот, издает слишком громкие звуки, которые также не являются нормой. Чтобы удостовериться, что причиной служит именно неисправный клапан, а не ГРМ, достаточно резко нажать на газ. Если звуковой эффект остался таким же, то, скорее всего, проблема именно в клапане адсорбера.

В этом случае рекомендуется немного подкрутить регулировочный винт устройства. Однако закручивать его нужно не более чем на пол-оборота. Слишком сильная фиксация приведет к ошибке контроллера. Если такие манипуляции не помогли, то нужно провести более детальную диагностику.

Устройство автомобильного абсорбера

Простыми словами, конструкция абсорбера — это пластиковая банка с наполненным фильтрующим улавливающим элементом. Наилучшим веществом для улавливания и нейтрализации паров топлива является активированный уголь.

Адсорбер состоит из:
  • Сепаратор. Сепаратор улавливает пары бензина и отправляет их обратно в топливный бак.
  • Клапан гравитации. Клапан гравитации защищает от перелива топлива в случае, когда машина перевернулась. Клапан блокирует движение топлива.
  • Датчик давления. Датчик давления выполняет важную функцию — контролирует давление паров в топливном баке. При достижения максимально допустимого давления в баке, датчик открывается и стравливает давление.
  • Фильтрующий элемент (активированный уголь). Фильтрующий элемент в абсорбере автомобиля — это уголь в крупных гранулах. Крупные гранулы позволяют парам проходить через слой угольного порошка и конденсироваться.
  • Соединительные трубки. Соединительные трубки служат для соединения всех элементов конструкции.
  • Электромагнитный клапан. Электромагнитный клапан меняет режимы улавливания топливных паров.

Адсорбция — обзор | ScienceDirect Topics

24.4.4 Кристаллы

Адсорбция полиэлектролитов на чистых кристаллах отличается от адсорбции на большинстве других поверхностей, особенно при высоком pH, где могут адсорбироваться значительные количества полимера. Это, вероятно, является результатом двух факторов, первый из которых заключается в том, что, хотя кристаллы могут иметь общий отрицательный заряд, на поверхности будут присутствовать как положительные, так и отрицательные центры адсорбции. Второй фактор заключается в том, что десорбция ионов с поверхности может уменьшить заряд, производимый адсорбированным полиэлектролитом.Сообщалось о нескольких исследованиях полиэлектролитов, адсорбированных на BaSO 4 , который можно воспроизводимо приготовить в чистом виде, и в качестве субстрата он имеет преимущество (а) относительно большой площади поверхности (> 10 м 2 г -1 ), (б) низкая растворимость и (в) химически стабильная поверхность в широком диапазоне pH. Было показано 129 , что адсорбция полиакрилата натрия на кристаллах BaSO 4 сопровождается десорбцией SO42–, частично уменьшая отрицательный заряд на поверхности, создаваемый адсорбированным полиэлектролитом.Конечно, после адсорбции анионных полиэлектролитов отрицательный заряд частицы увеличивается. Это было замечено для карбоксиметилцеллюлозы натрия на BaSO 4 , 164 и сульфонатов лигнина на CaCO 3 . 165 Подобным образом ионы кальция и фосфата высвобождались из гидроксиапатита после адсорбции поли (карбоновых кислот). 166

Адсорбция полиэлектролитов на нерастворимых солях кальция 167 и бария 129, 164, 168 происходит в значительной степени в широком диапазоне pH, при этом добавленный электролит усиливает адсорбцию, особенно в более высоком диапазоне pH. 129 Van Lierde 169 обнаружил меньшую адсорбцию полиакрилата натрия на доломите при увеличении pH выше 7. Полиакрилат натрия, адсорбированный на BaSO 4 в отсутствие добавленного электролита, принимает плоскую форму при всех покрытиях, 129 как детектируется методом ЭПР-спектроскопии. В присутствии добавленного электролита адсорбированные полиэлектролиты имеют более протяженные конформации, 129, 168 , и количество адсорбированного полимера увеличивается с уменьшением плотности заряда полимера. 164 Конформация адсорбированного полиэлектролита более протяженная, когда плотность поверхностных адсорбирующих центров ниже. 170

В отличие от незаряженных макромолекул, адсорбированный на кристаллах полиэлектролит не может свободно обмениваться на неадсорбированный полиэлектролит в отсутствие добавленного электролита. 19 Это результат электрического отталкивания от адсорбированного полимера, предотвращающего близкое сближение неадсорбированных полимеров, что дает форму кинетического равновесия, а не термодинамического равновесия.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Прикладные науки | Бесплатный полнотекстовый | Оптимизация производительности адсорбционного генератора кислорода малой мощности

1. Введение

Кислород является ключевым элементом во многих отраслях промышленности. Наиболее распространенный способ использования кислорода — использовать его для улучшения процесса горения в металлургии, производстве электроэнергии и сварочных технологиях. Благодаря своим свойствам кислород также используется в химической промышленности для постпроизводственной очистки и дезинфекции сточных вод. Кроме того, кислород, газ, необходимый для жизни, широко используется во всех видах медицинских процедур.В последние годы потребность в кислороде увеличивается в отраслях, демонстрирующих относительно умеренное ежедневное потребление этого газа, таких как биотехнологические процессы, очистка воды, строительная промышленность и медицина [1]. Основным источником кислорода в промышленности является его разделение. из атмосферного воздуха. Важнейшей технологией, применяемой в промышленных масштабах, является низкотемпературная ректификация воздуха [2]. Производительность криогенных установок достигает нескольких тысяч тонн кислорода в сутки на одной технологической линии [3].Альтернативы криогенным методам включают адсорбцию, мембрану и химическое образование петель [4,5]. При потребности в кислороде ниже примерно 100 тонн в день криогенные методы отделения кислорода больше не работают. Этот эффект был проанализирован как с эксергетической, так и с экономической точки зрения [6]. В случае такой низкой потребности в кислороде (вплоть до лабораторных масштабов) технологии, основанные на процессе адсорбции, могут рассматриваться как единственная отработанная, экономически оправданная технология отделения кислорода от воздуха [4].Применение адсорбционной технологии также оправдано в кислородно-топливных энергоблоках с электрической мощностью до 25 МВт [7]. Обзор литературы показывает, что отсутствуют данные по энергопотреблению и методам оптимизации для малых генераторов кислорода на основе адсорбции. хотя такие работы проводятся на адсорбционных чиллерах [8,9]. Соображения относительно оптимизации энергии кажутся критическими для генераторов кислорода малой мощности, в которых вспомогательные устройства оказывают значительное влияние на энергопотребление всего процесса отделения кислорода.

В данной статье представлен метод оптимизации процесса отделения кислорода от воздуха с использованием метода PSA для получения наименьшего энергопотребления при сохранении номинальной чистоты кислорода. В результате проведенных экспериментов авторы показывают оптимизацию КПД генератора кислорода путем выбора подходящего давления адсорбции и времени переноса кислорода. Кроме того, авторы указывают на влияние разницы давлений между адсорбционным слоем и кислородным баллоном на чистоту отделенного кислорода.

Возможность снижения энергопотребления стандартного малогабаритного генератора кислорода примерно на 40% с увеличением максимального КПД более чем на 80% была экспериментально продемонстрирована с использованием представленных методов.

2. Метод отделения кислорода на основе адсорбции

Метод отделения кислорода от воздуха с помощью адсорбции основан на выборе таких сорбентов, для которых максимальная емкость отдельных компонентов воздушной смеси различна.Таким образом, можно выбрать рабочие параметры таким образом, чтобы при пропускании части воздушной смеси через адсорбционный слой один из компонентов полностью адсорбировался. Таким образом, оставшиеся компоненты воздуха концентрируются в потоке неадсорбированного газа [10,11,12]. В случае использования азотселективного сорбента для разделения воздуха в результате получается поток адсорбированного газа с состав примерно 85–90% азота и 10–15% кислорода, и поток неадсорбированного газа с составом примерно 95% кислорода и 5% аргона [5,13].Исследования также указывают на возможность получения кислорода чистотой 99% с использованием азотселективных адсорбентов на основе серебра [14]. При использовании кислородоселективного сорбента для разделения воздуха получается поток адсорбированного газа с состав примерно 65–75% кислорода и 25–35% азота, и поток неадсорбированного газа с составом примерно 98% азота и 2% аргона [15,16].

Из-за полученного состава газового потока для отделения кислорода от воздуха обычно используются азотоселективные адсорбционные слои.

Процесс адсорбции — неравновесный процесс. Это происходит до тех пор, пока слой не насыщается адсорбированным веществом. После стадии адсорбции адсорбционный слой необходимо регенерировать, чтобы его можно было использовать в следующем цикле разделения газовой смеси. Для достижения относительной непрерывности процесса используются спаренные адсорбционные емкости. Процесс разделения воздуха осуществляется таким образом, что стадия адсорбции происходит только в одном из адсорбционных резервуаров в данный момент времени. Одновременно во втором резервуаре проводится регенерация слоя.Этот метод называется Swing-адсорбцией (SA) [10,11]. Метод адсорбции позволяет использовать различные источники энергии в процессе отделения кислорода [1,17,18]. Наиболее распространенные генераторы кислорода используют процесс PSA (адсорбция при переменном давлении) или VPSA (адсорбция при переменном давлении), в котором используется газовый компрессор с электрическим приводом. Эти методы основаны на использовании разницы адсорбционной способности адсорбционного слоя при разных давлениях. Процесс VPSA в основном используется в генераторах кислорода с высоким выходом.Процесс PSA в основном используется в портативных генераторах с более низким выходом. Адсорбционный метод отделения кислорода отличается низкими инвестиционными затратами. Эффективность процесса и эксплуатационные расходы в значительной степени зависят от скорости уплотнения слоя, его однородности [19,20] и качества оптимизации применяемой процедуры отделения кислорода. Наиболее часто используемые адсорбенты для отделения кислорода с чистотой до 95% составляют цеолиты 5А и 13Х. Исследования показали, что оба адсорбента стабильно ведут себя в широком диапазоне давлений и обеспечивают предсказуемую работу кислородного сепаратора.В литературе указывается, что устройства с цеолитом 5А характеризуются более высокой эффективностью отделения кислорода по сравнению с устройствами с цеолитом 13Х при тех же условиях процесса [21]. Эта статья посвящена наиболее популярному коммерчески доступному генератору кислорода малой мощности типа PSA, использующему цеолит 5A. Принципиальная схема генератора представлена ​​на рисунке 1.

Основная часть системы отделения кислорода — пара адсорберов. В каждом из них происходит фазовый цикл давления.Изменения давления газа вызывают изменение емкости адсорбционного слоя. В данный момент процесс адсорбции происходит только в одном из адсорберов. Во втором адсорбере происходит регенерация слоя (десорбция).

Для оптимизации работы генератора кислорода цикл адсорбции был разделен на отдельные стадии изменения давления внутри адсорбционных резервуаров. Цикл изменения давления показан на рисунке 2. Цикл изменения давления и адсорбционной способности слоя относительно одного адсорбционного сосуда показан на рисунке 3.На рисунке 3 показано, что соответствующий технологический рецепт с учетом условий процесса (давления и температуры) и времени отдельных стадий оказывает ключевое влияние как на чистоту отделенного кислорода, так и на потребление энергии. Этап 2 (см. Рисунок 3) — это этап, на котором кислород переносится из адсорбера в кислородный резервуар. Время, в течение которого срабатывает ступень 2, называется временем переключения. Слишком длительное время переноса приводит к тому, что с потоком воздуха подается слишком много азота, что превышает максимальную степень адсорбции (линия amaxT на рисунке 3).Это приводит к падению чистоты кислорода. Если время переноса слишком короткое, адсорбирующая способность не используется в максимальной степени. Это снижает поток отделенного кислорода и, таким образом, увеличивает потребление энергии в процессе на единицу массы кислорода. Это делает оптимизацию этапа 2 критически важной для минимизации энергопотребления при сохранении высокой чистоты отделенного кислорода. Это особенно верно, поскольку оптимальное время переноса изменяется с давлением в соответствии с формой изотермы адсорбции.Для низкого давления адсорбции наклон изотермы адсорбции большой. В результате увеличивается оптимальное время переноса при адсорбционном давлении. Увеличение емкости слоя замедляется при более высоких давлениях, а оптимальное время переноса остается постоянным [22]. Кроме того, анализируя схему генератора (рис. 1), авторы заметили, что разница давлений между давлениями в кислородном баллоне (PoxyTank) и давление адсорбции (Pads) может влиять на чистоту отделенного кислорода.Разница этих давлений обозначается как ΔPOxy = PoxyTank-Pads. Авторы подозревают, что в конкретном случае, когда ΔPOxy достаточно велико, воздух может проходить через адсорбер слишком быстро, что приводит к короткому времени пребывания в адсорбере. Кроме того, по закону непрерывности объемного потока увеличенная скорость потока газа через пористый слой может вызвать локальное снижение давления (эффект инжектора), что может снизить локальную адсорбционную способность адсорбента.

3. Методы

3.1. Экспериментальная установка
Испытательный стенд был построен с использованием стандартного, имеющегося в продаже генератора кислорода PSA малой мощности. Он состоит из воздушного компрессора, осушителя воздуха и фильтров, воздушного бака, генератора кислорода и кислородного бака. Принципиальная схема стенда представлена ​​на рисунке 1. Вид кислородного генератора PSA представлен на рисунке 4.

Воздух сжимается с помощью компрессора производительностью 0,34 м3 / мин. После фильтрации и сушки он отправляется в буферную емкость, откуда поступает в генератор кислорода.Генератор кислорода состоит из двух адсорбционных баков объемом 20 дм3 и системы управления. Адсорбционные баки заполнены цеолитом 5А. Номинальная способность отделения кислорода, указанная производителем, составляет 0,6 нормального м3 / ч. После процесса разделения кислород собирается в кислородном баллоне.

Генератор оснащен несколькими наборами датчиков, контролирующих процесс. Один комплект датчиков контролирует температуру и относительную влажность воздуха, поступающего в генератор. Второй набор отслеживает давление внутри генератора.Третий набор датчиков определяет чистоту, температуру и давление кислорода, поступающего от генератора. Испытательный стенд был дополнен измерением получаемой пропускной способности кислородного потока и измерением подводимой электроэнергии. Поток кислорода измеряли расходомером с классом точности ± 1,0% RD + 0,5% FS. Для измеренных мощностей это соответствует максимальной погрешности калибровки ± 0,041норм. М3. Расход электроэнергии измерялся энергосчетчиком с классом точности 2%.

3.2. Метод оптимизации энергопотребления

При постоянной температуре адсорбционная способность азота зависит от давления адсорбции. Чем выше давление, тем больше адсорбционная способность. Емкость влияет на время, в течение которого данный слой может адсорбировать азот из данного воздушного потока — время переноса. Это очень важно, потому что только во время адсорбции азота кислород может быть перенесен в кислородный резервуар. Общая эффективность отделения кислорода зависит от отношения этого времени переноса ко времени всего рабочего цикла генератора.Слишком короткое время переноса уменьшает поток отделенного кислорода, но слишком длинное приводит к снижению чистоты кислорода. Время переноса следует тщательно выбирать, чтобы в полной мере использовать адсорбционную способность при заданном давлении. В ходе эксперимента было экспериментально определено оптимальное время переноса в зависимости от технологического давления.

Вторым фактором, влияющим на потребление энергии при разделении кислорода в установке, является минимизация потерь энергии, связанных с работой вспомогательных устройств, а также измерительного и регулирующего оборудования.Это особенно важно в случае устройств малой емкости. Чтобы уменьшить эти потери, устройство должно работать с максимальным выходом, который не ухудшает чистоту отделенного кислорода.

В ходе исследования было обнаружено, что чистота кислорода, полученного в процессе адсорбции, очень чувствительна к разнице между давлением адсорбции и давлением в кислородном баллоне. Корреляция между этими двумя давлениями не обсуждалась в литературе, поэтому было решено исследовать ее более внимательно.Авторы экспериментально обнаружили, что слишком большая разница между рабочим давлением адсорбционного слоя и давлением продукта в кислородном баллоне вызывает эффект чрезмерной продувки и снижение чистоты отделенного кислорода (см. Раздел 4.2).
3.3. Этапы оптимизации
На первом этапе (раздел 4.1) были выполнены контрольные измерения энергопотребления процесса отделения кислорода. Измерения проводились при заводских настройках кислородного генератора.Целью измерений было определение среднего расхода энергии на отделение кислорода в стандартном генераторе PSA малой мощности. Определенное потребление энергии служило точкой отсчета для оптимизации работы генератора. На втором этапе (раздел 4.2) проверялась зависимость чистоты отделенного кислорода от разницы между давлением адсорбции и давлением в кислородном баллоне. Чтобы получить это соотношение, давление адсорбции устанавливали постоянным. Затем отток из кислородного баллона контролировали для достижения желаемой разницы давлений между давлением адсорбции и давлением в кислородном баллоне.После установления условий измеряли чистоту отделенного кислорода. На третьем этапе (раздел 4.3) определяли время переноса и оптимальную способность отделения кислорода для различных давлений адсорбции. Время переноса следует выбирать таким образом, чтобы в полной мере использовать адсорбционную способность при заданном давлении. Второй фактор — это необходимость регулировки объемного расхода кислорода, поступающего от генератора. Он должен обеспечивать непрерывную и бесперебойную работу установки, но без чрезмерно пониженного давления кислорода в резервуаре после генератора (определяется на втором этапе).Во время измерений задавалось необходимое рабочее давление, и чистота отделенного кислорода наблюдалась при разном времени переноса. Цель состояла в том, чтобы найти максимальное время переноса при чистоте кислорода 95%. Измерения проводились для адсорбционного давления в диапазоне от 2,5 до 6,0 бар (изб.) С шагом 0,5 бар. Оптимальный поток кислорода для данного давления адсорбции был определен таким образом, чтобы разность давлений между резервуаром для продукта и адсорбционным слоем не опускалась ниже значения, указанного на второй стадии.На четвертом этапе (раздел 4.4) было измерено потребление энергии на отделение кислорода при оптимальных настройках генератора. Эти настройки были выполнены на втором и третьем шагах. Эти измерения были выполнены в диапазоне адсорбционного давления от 2,5 до 6,0 бар (изб.) С шагом 0,5 бар. После запуска генератора кислорода и достижения необходимого давления и чистоты кислорода в баллоне был установлен соответствующий поток кислорода из баллона и были сняты показания электросчетчика.После завершения измерения были сняты окончательные показания счетчика электроэнергии. Количество отделенного кислорода рассчитывали на основании измеренного расхода и времени измерения. Эти измерения были направлены на определение энергозатрат на процесс выделения кислорода при оптимальных настройках генератора.

5. Выводы

В статье представлен метод оптимизации работы кислородного генератора с использованием технологии PSA. Экспериментально было обнаружено, что предлагаемые в настоящее время для продажи адсорбционные кислородные генераторы малой мощности не оптимизированы с точки зрения энергопотребления или эффективности.Измеренное энергопотребление небольшого кислородного генератора при заводских настройках в среднем составляло 2490 кВтч / т с производительностью отделения кислорода 0,6 м3 / ч.

Предлагаемая оптимизация заключалась в изменении рецепта проведения процесса разделения. Показаны два ключевых условия для оптимального процесса разделения. Во-первых, необходимо поддерживать соответствующую разницу давлений между давлением адсорбции и давлением внутри кислородного баллона. Для максимальной чистоты кислорода эта разница не должна быть больше 0.5 бар. Во-вторых, чтобы минимизировать потребление энергии в процессе отделения кислорода, потребление энергии периферийными устройствами должно быть уменьшено по сравнению с потреблением энергии, связанным с самим разделением. По этой причине адсорберы всегда должны работать с максимальной производительностью при заданном давлении. Это означает, что необходимо выбрать подходящее давление адсорбции для требуемого выхода процесса отделения кислорода.

На основании представленного анализа результатов экспериментов было установлено, что можно оптимизировать энергопотребление маломощного адсорбционного генератора кислорода.В результате примененной оптимизации было получено потребление энергии в среднем 1460 кВтч / т в широком диапазоне получаемого потока кислорода от 0,7 м3 / ч до 1,1 м3 / ч. По сравнению с эталонными измерениями, оптимизация приводит к снижению потребления энергии на отделение кислорода примерно на 40% с возможным увеличением максимальной емкости по кислороду примерно на 80%. Ограничением этого метода является изменение давления в кислородном баллоне в соответствии с изменением мощности генератора.

Достижения в области адсорбции при переменном давлении для разделения газов

Адсорбция при переменном давлении (PSA) — это хорошо зарекомендовавший себя метод разделения газов при разделении воздуха, сушке газа и разделении при очистке водорода. В последнее время технология PSA была применена в других областях, таких как очистка метана от природного и биогаза, и имеет огромный потенциал для расширения сферы ее использования. Известно, что адсорбирующий материал, используемый в процессе PSA, чрезвычайно важен для определения его свойств, но также было продемонстрировано, что технологическая разработка может значительно улучшить характеристики блоков PSA.Этот документ призван предоставить обзор основ процесса ВАБ, уделяя особое внимание различным инновационным инженерным подходам, которые способствовали постоянному улучшению характеристик ВАБ.

1. Введение

Адсорбция — это название спонтанного явления притяжения, которое молекула из жидкой фазы испытывает, когда она приближается к поверхности твердого тела, называемого адсорбентом. Есть несколько нетронутых работ, подробно объясняющих это явление [1–18].Адсорбенты представляют собой пористые твердые вещества, предпочтительно имеющие большую площадь поверхности на единицу массы. Поскольку разные молекулы по-разному взаимодействуют с поверхностью адсорбента, в конечном итоге их можно разделить. Когда адсорбент контактирует с жидкой фазой, состояние равновесия достигается через определенное время. Это равновесие устанавливает термодинамический предел нагрузки адсорбента для данного состава жидкой фазы, температуры и давления [3]. Информация о адсорбционном равновесии различных частиц жизненно важна для проектирования и моделирования процессов адсорбции [19–27].Время, необходимое для достижения равновесного состояния, также может быть важным, особенно когда размер пор адсорбента близок к размеру разделяемых молекул [28–43].

В процессе адсорбции используемый адсорбент обычно имеет форму сферических гранул или экструдирован. В качестве альтернативы, он может быть сформирован в виде сотовых монолитных структур, что приведет к снижению перепада давления в системе [44–54]. Поток исходного материала приводится в контакт с адсорбентом, который обычно находится в неподвижных слоях.Менее адсорбированный (легкий) компонент будет проходить через колонку быстрее, чем другой (ие). Для достижения разделения до того, как другой (тяжелый) компонент (компоненты) прорвется через колонку, подачу следует прекратить и адсорбент следует регенерировать путем десорбции тяжелого соединения. Поскольку адсорбционное равновесие задается конкретными рабочими условиями (состав, Т и Р), изменяя один из этих параметров процесса, можно регенерировать адсорбент.

Когда регенерация адсорбента выполняется путем снижения общего давления в системе, этот процесс называется адсорбцией при переменном давлении (PSA), полное давление в системе «колеблется» между высоким давлением в сырье и низким давлением при регенерации [ 55, 56].Концепция была запатентована в 1932 году, но первое ее применение было представлено тридцать лет спустя [57].

На протяжении многих лет было продемонстрировано, что технология PSA может быть использована в большом количестве приложений: очистка водорода [58–72], разделение воздуха [57, 73–80], OBOGS (бортовая система генерации газа) [ 81], удаление CO 2 [82–84], очистка благородных газов (He, Xe, Ar) [85–87], очистка CH 4 [31, 34, 37, 40, 42, 88–96] , разделение н-изопарафинов [5, 97–99] и т. д.Процессы PSA обычно связаны с низким потреблением энергии по сравнению с другими технологиями [12, 55, 100–102].

Как показывает опыт, адсорбция при переменном давлении предпочтительнее других процессов, когда концентрация удаляемых компонентов очень важна (более нескольких процентов). В таких условиях загрузка колонки тяжелым компонентом осуществляется довольно быстро, и, поскольку давление в системе можно быстро изменять, время между адсорбцией и регенерацией уравновешивается.Когда концентрация низкая, стадия адсорбции может занять намного больше времени, и можно рассмотреть другие варианты, такие как адсорбция при колебании температуры (TSA) [12].

Поведение блока PSA в основном определяется адсорбентом, используемым для разделения. Однако конструкция блока PSA также является важным аспектом. Фактически, основная задача определения блока PSA состоит в том, чтобы правильно выбрать адсорбент, который будет использоваться [103]. После этого все инженерные усилия следует направить на определение эффективной стратегии регенерации адсорбента.Таким образом, достижения, достигнутые в установках PSA, можно разделить на две основные области: открытие новых адсорбентов (материаловедение) и новых и более эффективных способов использования и регенерации адсорбента (инженерия).

Эта работа дает обзор процессов ВАБ и их эволюции во времени. Наиболее важные промышленные применения процессов PSA будут использоваться для решения его технологической эволюции: разделение воздуха и очистка водорода. Растущий рынок PSA, разделение CH 4 -CO 2 , также будет использоваться для некоторых конкретных примеров.Хотя он не предназначен для описания современного состояния материаловедения, будет приведен пример влияния различных адсорбирующих материалов на работу PSA. Наконец, обсуждается влияние различных протоколов регенерации и сокращение общего времени цикла (адсорбция с быстрым перепадом давления).

2. Основы адсорбции при переменном давлении

Существенной особенностью PSA является то, что при насыщении адсорбента при использовании последовательного клапана подача прекращается и одновременно снижается общее давление в колонне.Снижение давления приводит к частичной десорбции всех компонентов, загруженных в колонну, «регенерируя» адсорбент. Поскольку этот процесс был запатентован после TSA, он изначально был известен как «безнапорный» процесс. Первая патентная заявка, в которой была описана технология PSA, была подана Чарльзом Скарстремом на обогащение кислородом [57]. Схема двухколонного PSA, представленного в этом патенте, показана на рисунке 1. Для того, чтобы такая установка работала циклически, колонна подвергается серии «шагов»: например, такие события, как открытие и закрытие клапанов и изменение направления потока.Сумма всех шагов называется «циклом». Даже когда процесс неустойчивый, после нескольких циклов он достигает Циклического устойчивого состояния, CSS. Когда достигается CSS, производительность циклов PSA остается постоянной во времени. Следует отметить, что, поскольку этот процесс иногда включает выделение значительного количества тепла, может быть несколько CSS [104].


Четыре этапа «цикла Скарстрома» также показаны на рисунке 1: подача, продувка (или откачка), продувка и создание давления.В этом цикле на этапе подачи в первую колонну (С1) подают воздух под давлением выше атмосферного. Первоначально используемый адсорбент (цеолит 5A) селективен по отношению к азоту, что делает выходящий поток (после клапана V7) более насыщенным кислородом. Когда адсорбент, набитый в С1, насыщен и не может адсорбировать больше азота, сырье направляется во вторую колонку (С2). Чтобы высвободить часть азота, адсорбированного в С1, направление потока меняется на обратное и общее давление в колонне снижается за счет сброса в атмосферу (открытие клапана V3).Этот этап можно назвать разными терминами, но продувка является одним из наиболее распространенных и будет использоваться здесь. На этапе продувки азот десорбируется из адсорбента и высвобождается, а в конце этого этапа газовая фаза внутри колонны обогащается азотом. Для дополнительного удаления азота из колонки используется стадия продувки (или рециркуляция легкого газа). Продувка состоит из рециркулированной части обогащенного воздуха из другой колонны, который течет за счет перепада давлений между двумя колоннами.После того, как адсорбент будет готов загрузить больше азота, общее давление в системе должно быть восстановлено. Это делается на этапе повышения давления с использованием потока сырья. После того, как все эти шаги были выполнены, был завершен полный цикл. Важно отметить, что, хотя работа колонны является прерывистой, используется поток исходных материалов, поэтому процесс можно рассматривать как непрерывный. Однако выход является прерывистым, и для непрерывной выгрузки требуется подсоединение резервуара. Кроме того, работа в обеих колоннах должна быть синхронизирована, чтобы обеспечить непрерывное использование сырья и подачу продувочного газа в другую колонну.

Требование непрерывной обработки сырья, даже если это периодический процесс, было признано с момента одного из первых изобретений процессов адсорбции [105]. Кроме того, устройство клапана для последовательного открытия-закрытия и определения шага также было очень похоже на конструкции, представленные для процессов TSA [106]. Однако вклад Скарстрома позволил значительно улучшить использование адсорбентов: в то время как циклы TSA длятся несколько часов, циклы PSA намного короче и, таким образом, используют больше адсорбента в единицу времени.

Другой важный аспект процесса PSA был упомянут в заявке Скарстрома: тепловые эффекты и сохранение. На стадии адсорбции тепло, выделяемое при адсорбции, может быть важным, и в этом случае температура колонки изменяется со временем, а также с положением [4, 5, 55]. Следствием этого является снижение адсорбционной способности. «Тепловые эффекты» могут быть очень важны при проектировании блока ВАБ [107] и должны учитываться при проектировании: лабораторные или мелкомасштабные эксперименты либо изотермические, либо близкие к изотермическим, и теплоемкость стенки важна, в то время как крупномасштабные процессы ведут себя адиабатически.На стадиях десорбции происходит обратное: для десорбции требуется энергия, что приводит к снижению температуры, что увеличивает потенциальную емкость адсорбента и затрудняет десорбцию. Это будет происходить во всех приложениях PSA, но в некоторых случаях количество выделяемого тепла не так важно, и процесс можно считать изотермическим. Каждый раз, когда существует колебание температуры, связанное с циклом PSA, производительность хуже, чем если бы цикл был изотермическим.Однако, поскольку тепловые эффекты присутствуют, рекомендуется сохранять «тепловую волну» внутри колонны: это тепло будет использоваться для более быстрой десорбции.

3. Модификации цикла Скарстрома: новые этапы цикла

За годы, прошедшие после изобретения Скарстрома, было подано несколько патентных заявок на улучшение цикла. В патенте, который был заполнен почти одновременно со Скарстремом, регенерация в вакууме была введена Гереном де Монгарёй и Домином [73].Когда для регенерации используется вакуум, это обычно называют устройством адсорбции при переменном давлении (VPSA). Хотя использование вакуума может повлиять на энергетические потребности системы, эффективность установки может быть значительно улучшена, если загрузка большинства адсорбированных компонентов резко изменится при давлении ниже атмосферного. В том же изобретении авторы ввели использование стадии повышения давления с использованием части обогащенного газа. Использование наддува с использованием части очищенного газа повлияло на чистоту получаемого газа [108].Даже при использовании одной и той же концепции качания давления альтернативы для разработки технологии PSA весьма разнообразны, открывая возможности «инженерии PSA».

Введение ступени выравнивания давления разработано в исследовательской группе ESSO [74, 109, 110]. Если взять схему PSA с двумя колонками на рисунке 1, после того, как C1 завершает этап подачи (и находится при высоком давлении), C2 завершает этап продувки (и находится при низком давлении). В этот момент одновременно открываются V5 и V6, замыкая колонны.Это означает, что часть газа, которая обычно теряется на стадии продувки, используется для повышения давления в другой колонне, теряя менее очищенный газ. Если газ, движущийся из одной колонны в другую, не адсорбируется в значительной степени (например, водород), давление, достигаемое после этапа выравнивания, является средним геометрическим между этими двумя значениями. Общее давление может быть ниже, если переносимый газ быстро адсорбируется [111]. Результатом этапа выравнивания давления является прямое улучшение извлечения легкого продукта [112, 113].Введение ступени выравнивания давления в установке КЦА с двумя колоннами приводит к значительному изменению «непрерывности» процесса. Когда две колонны находятся в состоянии выравнивания давления, обработка сырья отсутствует, поэтому требуется как минимум еще одна колонка [110].

При использовании нескольких колонн можно выполнить несколько шагов по выравниванию давления [114–116], и, как следствие, общее извлечение увеличивается [65, 117, 118]. Это открытие привело к разработке многоколоночных (Polybed) блоков PSA [65].

Другая возможность удалить часть легкого компонента из колонны перед продувкой — это сброс давления в слое одновременно с направлением подачи. Эта стадия очень полезна при очистке водорода и обычно называется стадией «продувки», поскольку она обеспечивает газ для продувки другой колонки [119].

Прямоточная сброса давления также использовалась для удаления менее адсорбированного газа из колонки с целью увеличения содержания наиболее адсорбированного газа внутри колонки (с целью его концентрации) [32, 120–122].

Интересная концепция разгерметизации колонны обеспечивается уникальным наличием «свободного вакуума», получаемого в космосе [123]. Для более быстрого сброса давления было предложено открывать колонну с обоих концов, чтобы быстрее выпускать газ. Также было предложено параллельное выравнивание с использованием клапанов на разной длине колонки [124]. Было также предложено использование подачи низкого давления в качестве продувки для повышения чистоты и извлечения по сравнению с циклом Скарстрома [125]. Для случая разделения трехкомпонентной смеси также были предложены подача и отвод одного продукта в промежуточных положениях колонны с конструкцией PSA, напоминающей схему перегонки Петлюка [126, 127].

Чтобы переместить легкий компонент в конечный продукт, Басмаджян и Погорски предложили рецикл тяжелого компонента [128]. Этот шаг назывался «полоскание». Хотя стадия промывки была нацелена на получение раствора с низкой концентрацией легких соединений, она широко использовалась для других целей: концентрирования более адсорбированных частиц [32, 120–122, 129–132].

На самом деле количество возможных «шагов» не очень велико. Однако их эффективное использование оказалось сложной задачей.На данный момент вопрос, поставленный профессором Рутвеном в 1992 г., еще не получил полного ответа [133] («Можно ли разработать алгоритм для автоматической генерации циклов PSA и настройки различных шагов?»).

4. Параметры показателей эффективности процесса ВАБ

До сих пор было показано, что процессы ВАБ обладают огромной гибкостью в разработке (настолько большой, что иногда вводят в заблуждение). Может использоваться совершенно другое количество столбцов, а также возможно довольно большое количество циклов.Чтобы обеспечить определенную «общую структуру» для понимания некоторых аспектов разработки ВАБ, желательно иметь некоторые «показатели эффективности» (PI), которые будут определять, насколько хорошо выполняется процесс ВАБ. Для определения таких параметров можно рассмотреть процесс ВАБ, изображенный на рисунке 2. На изображении показан процесс PSA со столбцами (также может быть единица), вмещающими определенную массу адсорбента на столбец (), и с несколькими соединительными линиями для выполнения самых разных этапов.Цель состоит в том, чтобы отделить компонент от компонентов, и могут быть обнаружены два случая: либо целью PSA является очистка менее адсорбированного газа, либо, альтернативно, концентрация более адсорбированного газа.


Наиболее распространенные ИП, встречающиеся в процессах PSA, перечислены в таблице 1 [134]. Два первых PI (чистота и извлечение) связаны с эффективностью разделения в PSA и обычно устанавливают условия GO / NO GO при проектировании процесса. Если такие характеристики удовлетворяются, «отпечаток пальца» устройства оценивается по производительности.Наконец, следует сделать энергетические соображения. Поскольку процесс настолько гибкий, трудно определить энергетический ИП, кроме как сказать, что это сумма всей работы, используемой для сжатия и вакуума. Обратите внимание, что извлечение и производительность имеют интегральный член, который в основном связан с изменениями расхода в выходящих потоках.


Продукт с меньшей адсорбцией Продукт с большей адсорбцией


Энергия = сумма всех используемых источников сжатия и вакуума

Большинство работ по процессам PSA показали, что обычно чистота и восстановление представляют собой компромисс. для дизайна.В случае извлечения менее адсорбированного газа, если используется больше продувки, большее количество загрязняющих веществ может быть десорбировано из колонны, и чистота увеличивается, но поскольку больше легкого газа выходит из «нижнего конца», извлечение легкого газа меньше. . Аналогичный эффект наблюдается при использовании стадии ополаскивания и чистоты и извлечения большего количества адсорбированного газа.

Однако можно использовать и другие стратегии для улучшения восстановления процесса без серьезного влияния на чистоту. Пример Polybed PSA для очистки H 2 [65].Установки, построенные до 1975 года, имели 4 колонны, а извлечение H 2 составляло около 60%. В настоящее время обнаружена установка PSA с 12 колонками [65], и до 16 колонок были запатентованы [135] с извлечением H 2 , близким к 90%. Когда количество колонн увеличивается, можно выполнять больше операций по выравниванию давления, и, таким образом, меньше водорода теряется с загрязняющими веществами, увеличивая его извлечение.

Разработки процесса PSA, представленные выше, были главным образом мотивированы для улучшения чистоты и извлечения целевого продукта (ов).В настоящее время несколько новых приложений PSA в качестве альтернативной технологии все еще находятся на стадии поиска правильной конфигурации цикла (планирование шагов и время, количество столбцов и т. Д.). Другие приложения на более устоявшихся рынках предназначены для улучшения либо размера блока, либо уменьшения энергопотребления при разделении.

5. Роль адсорбента в PSA

Развитие материаловедения за последние 60 лет было довольно интенсивным. Результатом стало открытие многих пористых материалов, от всех видов цеолитов и мезопористых материалов [136–141] до самых разнообразных поверхностей в активированных углях [142–145], а в последнее время и координационных полимеров с большой площадью поверхности [146–151] .Однако, как это ни странно, в настоящее время в блоках PSA используется лишь несколько материалов.

Обзор адсорбционных свойств различных материалов выходит за рамки данной работы, но можно найти хорошие базы данных с адсорбционными свойствами различных газов на нескольких адсорбентах [16, 152, 153]. Важно отметить, что материал, который будет использоваться в PSA, должен легко регенерироваться. В литературе часто встречаются адсорбенты с очень высокой емкостью, особенно при низких давлениях.Обычно изотермы газов на таких адсорбентах имеют «прямоугольную форму»: очень крутые при низких давлениях и довольно плоские после определенного давления. Определяя «циклическую производительность» как разницу нагрузки между высоким и низким давлением цикла PSA, единственный способ получить приемлемую циклическую производительность — это продувка при очень высоком вакууме. Прямым следствием использования таких условий является быстрое увеличение энергопотребления. Таким образом, при расчете ВАБ предпочтительны материалы, показывающие линейные или слегка нелинейные изотермы.

Один из частых случаев — это многокомпонентная смесь газов, когда количество разделяемых соединений не может быть удалено одним адсорбентом. Решение этой проблемы было найдено на примере очистки H 2 от парового риформинга метана. В этом приложении H 2 смешан с H 2 O, CO 2 , CO, непревращенным CH 4 и, возможно, другими газами, такими как N 2 . Активированный уголь можно использовать для избирательного удаления H 2 O и CO 2 , но загрузка CO довольно ограничена для малых парциальных давлений.Таким образом, обычной практикой является использование разных слоев адсорбентов для увеличения содержания CO в одной и той же колонне. Этот подход также применялся в других разделениях [66, 70, 79, 154–160]. Последовательные слои адсорбентов также можно использовать для повышения производительности кинетических адсорбентов путем добавления материала, который можно легко регенерировать после кинетического адсорбента [161, 162].

Другим важным аспектом, касающимся свойств материала для приложений PSA, является диффузия различных газов через его пористую структуру.Существуют различные типы «сопротивлений» диффузии из объемной газовой фазы к месту адсорбции [4, 5]. К ним относятся: пограничный слой вокруг частицы адсорбента и сопротивления в макромезопорах, устье микропор и микропорах (или кристаллах).

Однако в некоторых приложениях эти «проблемы» массопереноса стали частью решения. Фактически, если диффузионное сопротивление одного из компонентов смеси очень велико, этот газ адсорбируется так долго, что его можно отделить от другого газа, который быстрее диффундирует через поры.

Вскоре были обнаружены «кинетические процессы» [28]. Фактически, такие материалы, как цеолиты, из-за этого эффекта называют «молекулярными ситами» [136]. Другой пример кинетических материалов — углеродные молекулярные сита (CMS) [29–31, 33, 38, 163–167]. CMS получают путем сжатия пор активированного угля для ограничения адсорбции некоторых молекул. Его первое использование было для разделения воздуха для отделения O 2 от N 2 .

Крайним примером сопротивления диффузии является молекулярное исключение, подобное процессу Isosiv [5, 97–99].В процессе Isosiv н-парафины селективно адсорбируются в цеолите 5A, в то время как изопарафины кинетически исключаются из кристаллов цеолита.

Совсем недавно несколько неорганических материалов оказались полезными для кинетического разделения [34, 36, 168–173]. Для кинетического разделения можно использовать особый вид титаносиликатов, ЭТС-4, катионообменный со щелочноземельными металлами [35, 41, 174, 175]. В этих материалах размер пор можно регулировать с очень высокой точностью путем термической обработки образца.Многие исследования подтвердили, что CH 4 может быть исключен из структуры, в то время как такие газы, как H 2 S, CO 2 и особенно N 2 , могут адсорбироваться [43, 176, 177].

6. Достижения в области проектирования процессов

Из всех основных достижений в области проектирования процессов наиболее сложной является разработка циклических стратегий, которые могут улучшить показатели эффективности PSA. Несмотря на характеристики материала, проектирование процесса ВОБ требует нескольких инженерных решений, которые иногда следует принимать с очень большим влиянием с точки зрения показателей эффективности.Главный недостаток разработки процесса PSA заключается в том, что он требует больших затрат времени (и, как правило, итеративен).

На современных компьютерах создание цикла ВАБ может быть выполнено путем моделирования различных сценариев. Существуют различные степени сложности для определения модели PSA, обычно состоящей из нескольких дифференциальных уравнений в частных производных, связанных уравнением состояния и изотермической моделью для определения термодинамических свойств газовой и адсорбированной фаз соответственно. Хотя модель может быть решена численными методами [55, 113, 178–183], для этой цели уже можно использовать несколько коммерческих программ: ASPEN, COMSOL, gPROMS, PROSIM и т. Д. [18, 184–187 ].

Моделирование процесса PSA требует начального этапа определения структуры цикла (упорядочивания шагов в заранее определенной последовательности), а затем оценки полученных показателей эффективности. Для выбранного цикла необходимо определить время всех шагов, давление продувки и скорость промывки и продувки [25, 188–192]. В качестве альтернативы было предложено использовать общий «суперцикл» для оценки оптимальной продолжительности каждого из шагов [193].

В большинстве случаев определение цикла должно выполняться при определенных ограничениях, таких как объединение его в массив из нескольких столбцов.Другие ограничения могут возникать из-за наличия газа на стадии продувки, постоянного использования вакуумного насоса для продувки и так далее. Доступность газа для этапа продувки также может исходить из этапа сброса давления (обеспечить продувку) [119] или из предварительно сохраненного количества в резервуаре [194]. Была предложена графическая процедура для планирования циклов PSA [195, 196]. В литературе также обнаружено, что в некоторых случаях наилучший цикл не совпадает идеально в непрерывном массиве колонок, и, таким образом, используется «холостой» этап, когда колонка закрыта и не происходит эффективного этапа адсорбции или десорбции.Однако наличие периодов простоя действительно приводит к меньшей производительности блока PSA.

Пересматривая, как рассчитывается производительность PSA, мы видим, что взаимодействие между влиянием технологического процесса и разработки адсорбента неоднозначно. Если у нас есть адсорбент с лучшей циклической производительностью, мы сможем адсорбировать больше газа за цикл и, таким образом, снизить общий вес адсорбента (или, альтернативно, увеличить производство газа). С другой стороны, улучшив технологический процесс, мы могли бы улучшить производительность установки, сбалансировав количество добываемого газа и, возможно, уменьшив количество используемых колонн.

Кроме того, есть третья альтернатива: уменьшить общее время цикла. Эта альтернатива была предложена много лет назад [197] и начала реализовываться в 80-х годах [198]. Когда общее время цикла меньше 30 секунд, процесс обычно называют быстрым PSA (RPSA) [145, 179, 198–214].

Типичное время цикла () нормального процесса PSA составляет порядка 10 минут. В это время адсорбент используется для адсорбции и десорбции определенного количества газа. В каждой колонке PSA это количество адсорбированного будет распределяться в начальной зоне, где было достигнуто равновесие, и зоне «массопереноса» рядом с концом колонны, где адсорбент не полностью насыщен.Зона массообмена связана с кинетическими ограничениями диффузии в адсорбент и осевой дисперсией. Уменьшение времени цикла приведет к большему количеству кинетических ограничений и, следовательно, к более длинным зонам массопереноса. Однако, если сокращение времени цикла в 10 раз приводит к уменьшению количества адсорбированного / десорбированного в 2 раза (из-за кинетических ограничений адсорбции), то общая производительность установки PSA все равно увеличится в раз. 5. В результате блок PSA будет в пять раз меньше!

Есть несколько областей, в которых RPSA может иметь большое значение.PSA для производства медицинского кислорода является очень подходящим устройством для использования в больницах. Однако концепция RPSA открыла возможность портативных устройств с довольно маленькими размерами, которые можно использовать для амбулаторных пациентов с хроническими заболеваниями легких [78, 215]. Сравнивая производительность процесса PSA по очистке водорода, можно отметить, что она значительно ниже, чем производительность других приложений PSA. В такой области использование концепции RPSA может привести к значительному уменьшению размера [201, 216].

Использование RPSA ограничено гидродинамикой. При использовании сверхбыстрого PSA с поршневым приводом общее время цикла было менее 5 секунд (его циклы адсорбции / десорбции напоминают расширение и сжатие двигателя внутреннего сгорания). В таких условиях математические модели, используемые для моделирования нормальных процессов PSA, могут не работать [210, 217]: описание переноса массы и энергии с использованием упрощений, таких как LDF (линейная движущая сила), неприменимо. Есть также некоторые особенности, связанные с RPSA, которые можно преодолеть с помощью специализированных устройств.

В процессах RPSA время, необходимое для создания давления в слое, может быть проблемой. Было доказано, что с помощью сотового монолита можно уменьшить падение давления в процессе PSA [209] и, таким образом, сократить общее время нагнетания давления. Альтернативой монолитным структурам были слоистые адсорбенты [218].

Другое изобретение, которое напрямую применимо к технологии RPSA, — это поворотный клапан [205, 207, 219]. Взяв в качестве примера блок PSA, показанный на рисунке 1, можно заметить, что ступенчатые изменения в нормальном PSA выполняются за счет одновременной работы иногда сложной системы клапанов.Используя поворотные многопортовые клапаны, можно изменять события, происходящие во всех колонках в одно и то же время. При использовании нормальной группы клапанов отказ в течение одной секунды при открытии или закрытии одного из клапанов может оказать значительное влияние на цикл RPSA.

Другой подход к технологии PSA был реализован с использованием радиальных колонн [220–222]. При использовании радиальных колонн длина адсорбента обычно мала (что приводит к уменьшению падения давления), и количество газа, подлежащего обработке при разумной скорости газа, может быть больше.

Большая гибкость PSA обычно связана со сложностью процесса и по-прежнему остается одной из основных проблем при внедрении этой технологии в нескольких отраслях промышленности. С другой стороны, большая гибкость процессов PSA по-прежнему составляет его главное преимущество и может быть причиной того, что он нашел применение в различных областях.

Технология PSA может считаться зрелой технологией в разделении воздуха, сушке и очистке водорода, но предстоит еще много работы, чтобы внедрить эту технологию в других областях [223].Многие исследователи во всем мире в настоящее время работают над улавливанием CO 2 из дымовых газов. Потенциально было продемонстрировано, что CO 2 можно улавливать с помощью PSA [224–227], но необходимы более фундаментальные и долгосрочные исследования на экспериментальной установке, чтобы должным образом сравнить этот метод с аминами. Кроме того, разделение олефинов и парафинов адсорбцией было достаточно изучено, но энергетические затраты на разделение адсорбцией все еще сопоставимы с дистилляцией [228]. Использование PSA для повышения качества природного газа (в основном разделение CH 4 -CO 2 ) также остается проблемой [229, 230].Технологию PSA и даже RPSA можно использовать для обновления биогаза, но уровни расхода и давления природного газа требуют альтернативных решений. Кроме того, новое жесткое законодательство, касающееся сокращения выбросов парниковых газов, меняет структуру процессов в энергетической и топливной отраслях. Новые процессы предназначены для включения или интеграции улавливания CO 2 , таким образом вводя спецификации в наиболее адсорбируемое соединение. Решение, которое уже используется и требует дальнейшего изучения, — это концепция двойного PSA [231–235].

Во всех этих возникающих приложениях технологии PSA более быстрые и лучшие решения могут быть найдены за счет хорошего взаимодействия между наукой о материалах и технологическими процессами.

Как работают генераторы азота PSA?

Процесс разделения газов в генераторах азота PSA (адсорбция при переменном давлении) основан на способности фиксировать различные компоненты и частицы газовой смеси с помощью физического твердого вещества. Их называют адсорбентами.

Адсорбция в генераторах азота psa

Процесс разделения газов в генераторах азота PSA основан на способности фиксировать различные компоненты и частицы газовой смеси с помощью физического твердого вещества.Их называют адсорбентами.

Иллюстрация процесса PSA

Генераторы азота PSA

Технология получения азота из воздуха с использованием адсорбционных процессов в генераторах азота PSA хорошо изучена и широко применяется на промышленных предприятиях для получения азота высокой чистоты. Затем это используется во многих отраслях промышленности, от упаковки пищевых продуктов до вспомогательного лабораторного оборудования, такого как жидкостная хроматография, масс-спектрометрия (ЖХ-МС) и газовая хроматография (ГХ).

Генераторы азота

PSA для этих научных приложений предназначены для производства азота высокой чистоты путем регулирования адсорбции газа и регенерации адсорбента путем изменения давления в двух емкостях, содержащих адсорбент-адсорбент. Для этого процесса требуется постоянная температура, близкая к температуре окружающей среды.

Процесс колебательной адсорбции в каждом из двух адсорберов состоит из двух стадий, выполняемых с интервалами в несколько минут. На стадии адсорбции молекулы кислорода, влаги и углекислого газа диффундируют в пористую структуру адсорбента, в то время как молекулы азота проходят через емкость, содержащую адсорбер-адсорбент, и доставляются в систему в виде азота высокой чистоты.

Преимущества генераторов азота PSA

Качество газообразного азота

Генераторы азота

позволяют производить азот высокой чистоты из окружающей атмосферы, которая может обеспечивать до 99,9995% азота в зависимости от системы генератора азота.

Надежность генератора азота

Генераторы азота

обеспечивают непрерывную работу 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, обеспечивая непрерывный поток газа, когда это необходимо.

Гибкость подачи газообразного азота

Применение газообразного азота можно разнообразить и изменить в кратчайшие сроки. Пока генератор азота может соответствовать требованиям к потоку и чистоте, предъявляемым к применению, его можно менять в любое время дня с минимальными хлопотами.

Низкая стоимость владения

За счет замены устаревшей технологии баллонов экономия на производстве азота на месте значительно превышает 50% для типичного приложения ЖХ-МС. Себестоимость азота, производимого генераторами азота, значительно меньше стоимости бутилированного или сжиженного азота.

Длительная подача азота

Генераторы, устанавливаемые на месте эксплуатации, обладают высокой устойчивостью к вибрации и ударам, химически инертны к жирам и нечувствительны к влаге. При надлежащем плановом, в большинстве случаев ежегодном, обслуживании генератор может легко прослужить десять или более лет.

Недостатки генераторов азота PSA

Капитальные вложения

Покупка газогенератора может быть значительной первоначальной покупкой. Однако лаборатории могут быстро окупить первоначальные затраты за счет экономии альтернативных источников газа (например, баллонов с азотом) менее чем за 12 месяцев.

Расход

Чистота напрямую зависит от скорости потока. Генераторы азота с высокой степенью чистоты и высокой скоростью потока более дороги, тем не менее, в долгосрочной перспективе решение все равно будет дешевле по сравнению с подачей газа в больших объемах.

Для бесплатного предложения без обязательств

Генератор азота PSA обеспечивает более экономичную подачу азота для аналитических лабораторий, чем традиционные методы подачи баллонного газа или оптовые поставки. Постоянные затраты на заказ цилиндров и время, затрачиваемое на повторный заказ цилиндров и замену старых цилиндров, больше не требуется.

Абсорбция и адсорбция — разница и сравнение

Абсорбция — это процесс, при котором жидкость растворяется в жидкости или твердом веществе (абсорбент). Адсорбция — это процесс, при котором атомы, ионы или молекулы вещества (это может быть газ, жидкость или растворенное твердое вещество) прилипают к поверхности адсорбента. Адсорбция — это поверхностный процесс, при котором на поверхности создается пленка адсорбата, в то время как абсорбция охватывает весь объем абсорбирующего вещества.

Таблица сравнения

Сравнительная таблица абсорбции и адсорбции
Поглощение Адсорбция
Определение Ассимиляция молекулярных частиц в объеме твердого или жидкого вещества называется абсорбцией. Накопление молекулярных частиц на поверхности, а не в объеме твердого или жидкого вещества, называется адсорбцией.
Явление Это массовое явление Это поверхностное явление.
Теплообмен Эндотермический процесс Экзотермический процесс
Температура Не зависит от температуры Обладает низкой температурой
Скорость реакции Происходит с постоянной скоростью. Неуклонно увеличивается и достигает равновесия
Концентрация Она одинакова по всему материалу. Концентрация на поверхности адсорбента отличается от концентрации в массе

Процесс

Адсорбция и абсорбция являются сорбционными процессами.

Поглощение происходит, когда атомы проходят через объемный материал или входят в него.Во время абсорбции молекулы полностью растворяются или диффундируют в абсорбент с образованием раствора. После растворения молекулы не могут быть легко отделены от абсорбента.

Механизм газожидкостной абсорбции (а) и адсорбции жидкость-твердое тело (б). Синие сферы — это растворенные молекулы

Адсорбцию обычно подразделяют на физисорбцию (слабые силы Ван-дер-Ваальса) и хемосорбцию (ковалентное связывание). Это также может быть вызвано электростатическим притяжением. Молекулы свободно удерживаются на поверхности адсорбента и легко удаляются.

использует

Абсорбция : Обычно абсорбционный цикл используется в абсорбционных охладителях для систем охлаждения помещений, производства льда, хранения холода, охлаждения на входе в турбину. Высокая эффективность работы, экологически чистые хладагенты, экологически чистое топливо и небольшое количество движущихся частей, требующих технического обслуживания, делают абсорбцию очень хорошим выбором для потребителей.

Процесс абсорбции газа жидкостью используется при гидрировании масел и газировании напитков.

Адсорбция : Некоторые из промышленных применений адсорбции — кондиционирование воздуха, адсорбционные охладители, синтетическая смола и очистка воды. Адсорбционный чиллер не требует движущихся частей и, следовательно, работает бесшумно. В фармацевтической промышленности адсорбция используется как средство для продления неврологического воздействия определенных лекарств или их частей. Адсорбция молекул на полимерные поверхности используется в различных приложениях, таких как разработка антипригарных покрытий и в различных биомедицинских устройствах.

В следующем видео показаны различия и некоторые общие применения адсорбции и абсорбции.

Список литературы

Поделитесь этим сравнением:

Если вы дочитали до этого места, подписывайтесь на нас:

«Абсорбция против адсорбции». Diffen.com. Diffen LLC, н.д. Интернет. 17 сен 2021. <>

Что означает адсорбция в химии?

Адсорбция определяется как адгезия химического вещества на поверхности частиц.Немецкий физик Генрих Кайзер ввел термин «адсорбция» в 1881 году. Адсорбция — это процесс, отличный от абсорбции, при котором вещество диффундирует в жидкость или твердое тело с образованием раствора.

При адсорбции частицы газа или жидкости связываются с твердой или жидкой поверхностью, которая называется адсорбентом. Частицы образуют пленку атомарного или молекулярного адсорбата.

Изотермы используются для описания адсорбции, поскольку температура оказывает значительное влияние на процесс.Количество адсорбата, связанного с адсорбентом, выражается как функция давления концентрации при постоянной температуре.

Было разработано несколько моделей изотерм для описания адсорбции, включая:

  • Линейная теория
  • Теория Фрейндлиха
  • Теория Ленгмюра
  • Теория СТАВКИ (по Брунауэру, Эммету и Теллеру)
  • Теория Кислюка

Термины, относящиеся к адсорбции, включают:

  • Сорбция: Включает процессы как адсорбции, так и абсорбции.
  • Десорбция: Обратный процесс сорбции. Обратное адсорбции или абсорбции.

Определение адсорбции ИЮПАК

Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) определяет адсорбцию:

«Адсорбция против абсорбции

Адсорбция — это поверхностное явление, при котором частицы или молекулы связываются с верхним слоем материала. С другой стороны, абсорбция идет глубже, охватывая весь объем абсорбента.Поглощение — это заполнение пор или отверстий в веществе.

Характеристики адсорбентов

Обычно адсорбенты имеют малый диаметр пор, поэтому имеется большая площадь поверхности для облегчения адсорбции. Размер пор обычно составляет от 0,25 до 5 мм. Промышленные адсорбенты обладают высокой термической стабильностью и устойчивостью к истиранию. В зависимости от области применения поверхность может быть гидрофобной или гидрофильной. Существуют как полярные, так и неполярные адсорбенты. Адсорбенты бывают разных форм, включая стержни, гранулы и формованные формы.Есть три основных класса промышленных адсорбентов:

  • Соединения на основе углерода (например, графит, активированный уголь)
  • Соединения на основе кислорода (например, цеолиты, кремнезем)
  • Компаунды на основе полимеров

Как работает адсорбция

Адсорбция зависит от поверхностной энергии. Поверхностные атомы адсорбента частично обнажены, поэтому они могут притягивать молекулы адсорбата. Адсорбция может быть результатом электростатического притяжения, хемосорбции или физической сорбции.

Примеры адсорбции

Примеры адсорбентов включают:

  • Силикагель
  • Глинозем
  • Активированный уголь или уголь
  • Цеолиты
  • Адсорбционные охладители для хладагентов
  • Биоматериалы, адсорбирующие белки

Адсорбция — это первая стадия жизненного цикла вируса. Некоторые ученые считают видеоигру Тетрис моделью процесса адсорбции определенных молекул на плоские поверхности.

Использование адсорбции

Есть много применений процесса адсорбции, в том числе:

  • Адсорбция используется для охлаждения воды в установках кондиционирования воздуха.
  • Активированный уголь используется для фильтрации аквариумов и воды в домашних условиях.
  • Силикагель используется для предотвращения повреждения электроники и одежды влагой.
  • Адсорбенты используются для увеличения емкости карбидного углерода.
  • Адсорбенты используются для создания антипригарных покрытий на поверхностях.
  • Адсорбция может использоваться для увеличения времени воздействия определенных лекарств.
  • Цеолиты используются для удаления диоксида углерода из природного газа, удаления моноксида углерода из газа риформинга, для каталитического крекинга и других процессов.
  • Процесс используется в химических лабораториях для ионного обмена и хроматографии.

Источники

  • Глоссарий терминов по химии атмосферы (Рекомендации 1990 г.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.