ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Промышленные адсорбенты из "Очистка технологических газов" Активированный уголь представляет собой сорбент губчатой структуры, состоящий в основном из углерода [107, 108]. Его структура характеризуется наличием нор трех разновидностей диаметром от нескольких ангстрем (микропоры) до нескольких микрометров (макропоры) между этими пределами находятся поры переходных размеров. [c.89] В соответствии-с размерами пор различают три структурных типа активированных углей. К первому типу относятся угли с микропо-рами, эффективный радиус которых менее 16м. Объем мик-ропор в таких углях от 0,20 до 0,60 см /г. [c.89] Второй структурный тип отличается развитой сетью макропор размеры их от 5 10 до 2 10 см. Объем этих пор достигает 0,5 см /г, а удельная поверхность сорбента 1,3 м г. [c.90] В углях смешанного структурного типа имеются поры обеих разновидностей, а также поры переходных размеров с эффективными радиусами от 40 до 200 10 см. У специальных образцов углей объем переходных пор может достигать 0,85 см /г. [c.90] Адсорбция веш еств на активированном угле при обычной температуре обусловлена дисперсионными силами, причем высокая адсорбционная активность угля объясняется резким повышением адсорбционного потенциала в микропорах. Поэтому для очистки газов при малых парциальных давлениях примесей применяют угли первого структурного типа (так называемые газовые угли). [c.90] Угли смешанного и второго структурного типов (так называемые рекуперационные) используют для адсорбции летучих веш еств, когда парциальное давление адсорбата близко к давлению его насыщенных паров. Высокая активность этих углей обусловлена капиллярной конденсацией ноглош аемого вещества в переходных порах и макропорах. [c.90] Самые широкопористые угли применяют для осветления растворов. Для каждого конкретного процесса можно подобрать определенный тип активированного угля (табл. П-11). При этом необходимо учитывать, что угли с меньшими значениями константы Л в уравнении Дубинина (см. табл. П-10) обладают более высокой адсорбционной активностью в области малых давлений, но труднее поддаются регенерации. [c.90] Силикагель представляет собой гель ангидрида кремневой кислоты, Это сорбент с высокоразвитой пористой структурой скелет геля состоит из мельчайших шарообразных частиц SiO.,. Поверхность скелета силикагеля покрыта гидроксильными группами, что оказывает существенное влияние на его адсорбционные свойства 111—114]. Силикагель легко адсорбирует полярные вещества, а также соединения, образующие с гидроксильными ионами водородную связь причем сорбционная активность силикагеля уменьшается по мере дегидратации поверхности. [c.90] Неполярные вещества адсорбируются в основном за счет дисперсионного взаимодействия на мелкопористых силикагелях, для которых характерно увеличение адсорбционного потенциала в тонких порах. При этом влияние химического состояния поверхности геля на адсорбцию практически несущественно, но становится заметным, если неполярное вещество адсорбируется широкопористым силикагелем. [c.90] ВЫСОКОЙ температуре приводит к необратимым изменениям пористой структуры и поверхности сорбента, причем тонкопористые силикагели более чувствительны к повышению температуры, чем широкопористые. [c.91] При продолжительности десорбции поглощенных веществ нагретым влажным газом или водяным паром также наблюдается снижение адсорбционной активности, в основном из-за уменьшения удельной поверхности сорбента, тогда как его химическое состояние изменяется мало. Поэтому регенерация силикагелей проводится в более мягких условиях, чем регенерация активных углей. [c.91] Изотермы адсорбции полярных веществ на широкопористых силикагелях могут быть описаны известными уравнениями для непористых или широкопористых адсорбентов [120], адсорбцию неполярных веществ можно рассчитать по уравнению Дубинина для адсорбентов вто.рого структурного типа [121]. [c.91] Цеолиты алюмосиликатные адсорбенты кристаллической структуры. В решетке цеолита часть ионов 81 заменена ионами АР+, вследствие чего решетка обладает некоторым избыточным отрицательным зарядом, компенсируемым различными катионами. Эта особенность строения сорбента позволяет синтезировать цеолиты разнообразных форм, характеризующиеся различным соотношением ионов кремния и алюминия, количеством и зарядом катионов и отличающиеся типом кристаллической решетки. [c.92] Наибольшее значение приобрели цеолиты типов А и X, свойства которых описаны в работах [122—130]. Характерной особенностью их является наличие больших полостей (пустот) между элементами, образующими кристаллическую решетку. Внутри элементов имеются малые полости. В большие полости ведут окна. Молекулы, размер которых меньше размеров окон, проникают в полости кристаллической структуры и адсорбируются цеолитом. [c.92] С другой стороны, на сорбцию различных молекул, критические размеры которых меньше эффективных диаметров входных окон, существенно влияют размер, заряд, количество и расположение катионов (Са , Ка и т. д.), компенсирующих отрицательный заряд решетки. Это связано с изменением объема адсорбционного пространства и электрического поля в больших полостях цеолита. [c.92] Цеолиты проявляют различную чувствительность к термической обработке. Так, кальциевый цеолит теряет адсорбционные свойства лишь при 800 °С, натриевый — при 700 °С, литиевый — при 640 °С. [c.92] По термической устойчивости цеолиты образуют следующий ряд СаА КА NaA Ь1А КН4А. Термостабильность цеолитов уменьшается после обработки их водяным паром. Например, цеолит КаА разрушается при 500 °С, практически он устойчив лишь до 200 °С. [c.92] Размер кристаллов синтетических цеолитов измеряется в микрометрах, поэтому в практических усЛовиях цеолиты применяют в гранулированном виде с добавкой различных связующих веществ. В таком виде цеолит приобретает вторичную пористую структуру. Следует указать, что связующие добавки иногда могут проявлять себя как катализаторы побочных процессов нри адсорбции, например полимеризации некоторых углеводородов [131]. [c.92] Цеолиты — типичные мелкопористые сорбенты и, в соответствии с классификацией Дубинина [121], должны быть отнесены к сорбентам первого структурного типа. Поэтому для расчета изотерм абсорбции- неполярных веществ можно применять соответствующее уравнение Дубинина. [c.92] Вернуться к основной статье