ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Особенности структуры адсорбентов, влияние ее на процесс регенерации из "Регенерация адсорбентов" Адсорбционные процессы широко используются для глубокой очистки от примесей и осушки различных газов и жидкостей, для разделения газовых и жидких смесей с целью выделения отдельных чистых компонентов, в рекуперационной технике для извлечения ценных веществ из отходяш,их промышленных потоков газов и жидкостей и т. д. Для достижения значительного адсорбционного эффекта в непрерывных процессах необходимо иметь адсорбенты, обладающие не только большой адсорбционной и селективной способностью по отношению к целевому компоненту, но и способностью к быстрому восстановлению их адсорбционных свойств, т. е. к регенерации. [c.5] Применение эффективных методов регенерации адсорбентов позволяет увеличить срок службы адсорбентов и снизить эксплуатационные затраты на очистку газовых и жидкостных потоков. [c.5] В промышленной практике широкое применение получили углеродные и минеральные адсорбенты. К первым относят активные угли, ко вторым — силикагели, алюмогели, цеолиты. Адсорбционные свойства и способность к регенерации этих адсорбентов определяются в основном химическим состоянием их поверхности и характером пористости. [c.5] Пористые адсорбенты могут иметь макропоры, переходные поры и микропоры. Радиусы пор условно принимаются следующими. [c.5] Макропоры имеют средние радиусы более 10 м, т. е. свыше 1000 А, и удельную поверхность (отнесенную к единице массы адсорбента) 0,5—2,0 м /г. Малая величина удельной поверхности свидетельствует о том, что макропоры не играют заметной роли в величине адсорбции, однако они являются транспортными каналами, по которым адсорбируемые молекулы проникают в глубь гранул адсорбента. [c.5] Переходные поры имеют эффективные радиусы в интервале от (1,5- 1,6)-10 до 10 м, т. е. от 15—16 до 1000 А, что значительно превышает размеры обычно адсорбируемых молекул. Удельные поверхности переходных пор могут достигать 400 м /г. Переходные поры заполняются полностью при достаточно высоких парциальных давлениях пара сорбируемого компонента. [c.5] Активные угли — пористые углеродные адсорбенты, содержащие все разновидности пор. По соотношению объемов различных пор различают активные угли 1) первого структурного типа, содержащие преимущественно тонкие микропоры ( 2-10 м, т. е. 20 А) 2) второго структурного типа с размерами пор (2- 3)-10 м, т. е. 20—30 A 3) смешанного структурного типа, содержащие в равной мере как макропоры, так и микропоры. Выбор того или иного типа углей зависит от цели процесса адсорбции, в котором они используются (поглощение газов, рекуперация летучих растворителей и т. д.). Активные угли имеют ряд особенностей, определяемых характером их поверхности и пористой структуры. Поверхность углерода электрононейтральна, и адсорбция на углях в основном определяется дисперсионными силами взаимодействия f 1 ]. При выборе активного угля следует учитывать его гидрофобность и горючесть. Представителями газовых углей, выпускаемых отечественной промышленностью, являются угли типа АГ, КАУ и СКТ различных модификаций, а представителями рекуперационных углей — угли типа АР, APT и СКТ-3. [c.6] С увеличением микропористости активных углей повышается их адсорбционная способность одновременно это приводит к возрастанию скорости адсорбции и, естественно, к уменьшению высоты работающего слоя угля. [c.6] Сарановые угли САУ обладают развитой системой микропор, диаметр которых составляет от 10 до 1,5-10 м, т. е. 10—15 А 12]. Отличительная их особенность — повыш енная адсорбционная активность в области малых концентраций компонента и более регулярная пористая структура. [c.6] Примечание. Истинная плотность всех приведенных углей 1800 кг/м (1,8 г/см ). [c.7] В табл. 1-1 представлены различные характеристики молеку-лярно-ситовых углей японской фирмы Такеда [3]. [c.7] Сравнивая основные характеристики исследуемых углей, следует отметить, что насыпная плотность молекулярно-ситового угля существенно больше насыпной плотности углей СКТ и APT, что связано с малыми объемами у них микро- и макропор. Другая отличительная особенность молекулярно-ситовых углей — отсутствие зольности и содержания элементарной серы. [c.7] Молекулярно-ситовые угли по однородности пористой структуры близки к цеолитам. Наблюдается отсутствие переходной пористости при незначительном объеме макропор. [c.7] Силикагели и алюмогели — синтетические минеральные адсорбенты — находят многообразное применение благодаря возможностям регулирования их пористой структуры в зависимости от условий получения. Кроме того, они обладают преимуществом перед активными углями — негорючестью. [c.7] По природе силикагели — гидрофильные адсорбенты с высокой адсорбционной емкостью. Используют их в основном для осушки газовых (и жидких) потоков и поглощения паров полярных веществ (например, метилового спирта) из газового потока. Следует отметить, что пары неполярных органических веществ (например, углеводородов нормального строения и циклических углеводородов) силикагелями поглощаются слабо. [c.7] Крупнопористый силикагель применяют преимущественно для адсорбции газов и паров при их высокой концентрации. Обычно крупнопористый силикагель используют для предварительной осушки. [c.8] Алюмогели (активная окись алюминия), как и силикагели, являются гидрофильными адсорбентами с сильно развитой пористой структурой. Используют их также для осушки газовых потоков и поглощения полярных органических веществ из газовых потоков. Такие достоинства алюмогелей, как термодинамическая стабильность, относительно легкое получение, доступность сырья обеспечивают возможность их широкого применения. Существенное преимущество алюмогелей по сравнению с силикагелями — стойкость к воздействию жидкости. [c.8] Отечественной промышленностью выпускаются алюмогели в виде гранул цилиндрической формы (диаметром 2,5—5,0 мм, высотой 3—7 мм, насыпной плотностью 500—700 кг/м , средним радиусом пор 6-10 —10 м) и в виде шариковой формы [со средним диаметром 3—4 мм, насыпной плотностью 600—900 кг/м , средним радиусом пор (3-=-4)-10 м]. [c.8] Цеолиты (молекулярные сита) — алюмосиликаты, содержащие в своем составе окислы щелочных и щелочноземельных металлов и отличающиеся строго регулярной структурой пор. Этот сравнительно новый тип адсорбентов подразделяется на природные и синтетические цеолиты. [c.9] Уникальные свойства природных цеолитов — высокая селективность поглощения и способность молекулярно-ситового разделения смесей — известны уже давно. Однако широкое внедрение природных цеолитов в промышленное производство только начинает осуществляться. [c.9] Вернуться к основной статье