Az ipari adszorbensek jellemzői - stadopedia
Az adszorpció az illékony szerves és szervetlen vegyületekből (vízgőz, illékony oldószerek, festékek, klór stb.) Származó hulladékgázok tisztításának egyik leghatékonyabb módszere.
Az adszorpció spontán folyamat a gázfázis vagy víz (adsorbátum) anyagok abszorpciójának (koncentrációjának) egy szilárd abszorber (adszorbens) felületén. Tüntesse fel a fizikai és aktivált (kémiai) adszorpciót.
A fizikai adszorpció az adszorbeált molekulák és az adszorbens felületének intermolekuláris kölcsönhatásából ered.
Az aktivált adszorpcióhoz az abszorbeált anyagok molekuláinak felszíni vegyületeinek képződése adszorbenssel történik. A gyakorlatban a fizikai és az aktivált adszorpció gyakran előfordul egyszerre.
A gázok tisztítására és szárítására szolgáló adszorbensekként finoman eloszlatott szilárd porózus anyagokat lehet kifejleszteni.
Jelenleg az ipar különböző típusú adszorbenseket gyárt. Gázok tisztítására használt porózus adszorbens: szilikagél, zeolitok, alumínium-oxid gélek, aktív szén (AU) a különböző jelek, azzal jellemezve, hogy a nagy adszorpciós kapacitás és a viszonylag könnyen regenerálható.
Az adszorpciós kapacitása az anyag (A) - a száma anyagok elnyelik szorbens tömege egység (mol / g g / g g / kg) - természetétől függ, és szerkezetét a porózus szorbensek, valamint a fizikai és kémiai tulajdonságai az extrahált anyagokat.
Alapján mechanizmusait adszorpciós és a kapilláris jelenségek szorbenseket pórusok vannak besorolva mikropórusok pórusméretű egyenértékű sugara r = 0,6-0,7 nm supermikropory r = 0,7-1,6 nm mezopórusok R> 1.6 - 100-200 nm és makropórusok r> 200 nm.
A főbb jellemzői az ipari adszorbensek pórusszerkezet paraméterei (térfogat mikro-, mező- és makropórusok cm 3 / g), pórustérfogat eloszlását méretű, ömlesztett sűrűsége g / cm 3. A mechanikai szilárdság, szemcseátmérőjű, amely függ a tulajdonságait a nyersanyag, az átvétel feltételei.
Az aktivált szén (AU) a grafit testek csoportjába tartozik, és egyfajta mikrokristályos szén. A grafitkristályok a kondenzált aromás gyűrűk által alkotott síkokból állnak, de a grafitra jellemző egyedi síkok orientációja zavart, egyes rétegek véletlenszerűen eltolódnak egymáshoz képest. Ezenkívül az AU legfeljebb 2/3 amorf szénatomot és heteroatomokat, például oxigént tartalmaz. Az inhomogén tömeg, amely a grafit kristályaiból és az amorf szénből áll, az AU szokatlan porózus struktúráját okozza.
Az AU-ban kétféle mikropórus látható: résszerű mikropórusok szénkristályosodásban és intergranuláris mikropórusokban, amelyek henger alakú közelítéssel megközelíthetők. A kétféle mikropórus kombinációja mikroporozitási zónákat képez, amelyek mértéke 10-60 nm. A mikropórusos zónák közötti hézagok össztérfogata a szorbens egység tömegére vonatkozó mezopórusok térfogata.
Az AU porózus szerkezete meghatározó befolyást gyakorol a szorpciós folyamatokra, és elsősorban az alapanyag tulajdonságaitól, a karbonizáció és az aktiválás körülményeitől függ.
Az iparág számos különböző típusú nyersanyagból állít elő АУ-t, ismert fizikai-kémiai és fizikai-mechanikai tulajdonságokkal: frakcionált összetétel, ömlesztett tömeg # 961; mechanikai szilárdság a nedvességtartalom pH-értéke, valamint a szorpciós jellemzők: a porózus szerkezet paraméterei (Vmi, Vme.Vma), a pórustérfogat eloszlása dV / dr.
Általában az AU valamennyi ipari osztályánál a makroporok aránya az 1 gramm AU teljes pórustérfogatától 0,2-0,5 cm3 / g, mezopórusok - 0,02-0,1 cm3 / g, mikroporák - 0,12- 0,6 cm3 / g. Az iparág széles körű AC-t gyárt különböző porózus szerkezettel. Az alacsony szennyezőanyag-tartalmú gázok tisztításához az AU minőséget egy kifejlesztett mikroporózus szerkezettel (mikroporózus térfogat 0,3-0,6 cm3 / g) használják.
Az illékony oldószerek visszanyerésére, amikor az adsorbát részleges nyomása közel áll a telített gőznyomásához, az AP-t fejlett térfogatú átmeneti és makropórusokkal (rekuperatív szén) használják. Ezeknek a szeneseknek a nagy aktivitása az átmenettel és a makropórusokkal szembeni szennyező anyagok kapilláris kondenzációjával magyarázható.
Jelenleg az AU nyerik minden típusú széntartalmú anyagok: kő és barnaszén, fa, tőzeg, lignin, műanyaghulladék, gyümölcs gödrök és a dióhéjat.
A szilikagél egy szilicium-gél. Ez egy szorbens, magas fejlett porózus szerkezettel, amelynek vázlata a tetraéderes csoportokból - SiO4 -. amelynek felülete hidroxilcsoportokat tartalmaz, ami az anyag nagy adszorpcióját és ioncserélő aktivitását okozza. A szárított szilikagél képes adszorbeálni a vizet és más poláros vegyületeket, valamint a hidrogénkötéseket hidroxilionokkal képező vegyületeket. A nem poláros vegyületek a diszperziós kölcsönhatások erõinek köszönhetõen képesek szilícium-gél mikroporoszaiba adszorbeálódni.
A zeolitok kristályos alumínium-szilikát adszorbensek szerkezet, amelyben része szilícium helyébe alumínium ionokkal, ionok, ahol a gazdasejt rács van egy bizonyos feleslegben negatív töltés, amely kompenzálja a különböző kationokkal. A zeolitok jellemző tulajdonsága a kristályrácsot képező elemek közötti üregek jelenléte, ami különleges mikroporózus szorbens szerkezetet hoz létre.