ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Промышленные адсорбенты из "Очистка технических газов" В настоящее время промышленность производит разнообразные типы адсорбентов, обладающих различной пористой структурой и разными свойствами поверхности, — активированные угли, силикагели, синтетические цеолиты и др. Это позволяет для каждого конкретного случая подобрать высокоселективный сорбент, который обеспечивает очистку газового потока с малыми потерями целевого продукта. Для адсорбционной очистки газов применяют главным образом пористые адсорбенты активированный уголь, силикагель, цеолиты, отличающиеся высокой адсорбционной активностью и сравнительно легко регенерируемые. [c.39] Активированный уголь представляет собой сорбент губчатой структуры, состоящий в основном из углерода 2. Его структура характеризуется наличием пор трех разновидностей диаметром от нескольких ангстрем (микропоры) до нескольких микрон (макро-поры) между этими пределами находятся поры переходных размеров. [c.39] В соответствии с размерами пор различают три структурных типа активированных углей. К первому типу относятся угли с микро-порами, эффективный радиус которых менее 16 А. Объем микропор в таких углях от 0,20 до 0,60 см /г. [c.39] Второй структурный тип отличается развитой сетью макропор размеры их лежат между 5- 10 и 2- 10 см. Объем этих пор достигает 0,5 см /г, а удельная поверхность сорбента 1,3 м /г. [c.39] В углях смешанного структурного типа имеются поры обеих разновидностей, а также поры переходных размеров с эффективными радиусами от 40 до 200 А. У специальных образцов углей объем переходных пор может достигать 0,85 см / г. [c.39] Адсорбция веществ 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.40] Угли смешанного и второго структурного типов (так называемые рекуперационные) используют для адсорбции летучих веществ, когда парциальное давление адсорбата близко к давлению его насыщенных паров. Высокая активность этих углей обусловлена капиллярной конденсацией поглощаемого вещества в переходных порах и макропорах. [c.40] Самые широкопористые угли применяют для осветления растворов. [c.40] На основании данных, приведенных в табл. П-2, для каждого конкретного случая можно подобрать определенный тип активированного угля. При этом необходимо учитывать, что угли с меньшими значениями константы В в уравнении Дубинина обладают более высокой адсорбционной активностью в области малых давлений, Но труднее поддаются регенерации. [c.40] Силикагель представляет собой гель ангидрида кремневой кислоты. Это сорбент с высокоразвитой пористой структурой скелет геля состоит из мельчайших шарообразных частиц 5102. Поверхность скелета силикагеля покрыта гидроксильными группами, что оказывает существенное влияние на его адсорбционные свой-ства - . Силикагель легко адсорбирует полярные вещества, а также соединения, образующие с гидроксильными ионами водородную связь, причем сорбционная активность его уменьшается по мере дегидратации поверхности. [c.40] Неполярные вещества адсорбируются в основном за счет дисперсионных взаимодействий на мелкопористых силикагелях, для которых характерно увеличение адсорбционного потенциала в тонких порах. При этом. влияние химического состояния поверхности геля на адсорбцию практически несущественно. Однако оно становится заметным, если неполярное вещество адсорбируется широкопористым силикагелем. [c.40] При практическом применении силикагелей большое значение имеет температурный режим регенерации . Химическое состояние поверхности силикагеля, обусловливающее его высокую адсорбционную активность по отношению к полярным веществам, сохраняется только при сравнительно низкой температуре (до 200 С), если десорбция проводится сухим газом. [c.40] Регенерация при более высокой температуре приводит к необратимым изменениям пористой структуры и поверхности сорбента, причем тонкопористые силикагели более чувствительны к повышению температуры, чем широкопористые. [c.40] При продолжительной десорбции поглощенных веществ нагретым влажным газом или водяным паром также наблюдается снижение адсорбционной активности, в основном из-за уменьшения удельной поверхности сорбента, тогда как ее химическое состояние изменяется мало. Поэтому регенерация силикагелей проводится в более мягких условиях, чем регенерация активных углей. [c.41] Изотермы адсорбции полярных веществ на широкопористых силикагелях могут быть описаны известными уравнениями для непористых или широкопористых адсорбентов адсорбцию неполярных веществ можно рассчитать по уравнению Дубинина для адсорбентов второго структурного типа . [c.41] Наибольшее значение приобрели цеолиты типов А и X, свойства которых описаны в работах - б. Характерной особенностью их является наличие больших полостей (пустот) между элементами, образующими кристаллическую решетку. Внутри элементов имеются малые полости. [c.42] Диаметры больших полостей цеолитов В и X равны соответственно 11,4 и 11,6 Различие между ними заключается в размерах окон, ведущих в большие полости. Большие полости цеолитов типа А соединяются восьмичленными кислородными окнами диаметром 4,2 А, а большие и малые — шестичленными кислородными окнами диаметром — 2,5 А. В большие полости цеолитов X ведут окна диаметром — 9 А. На размер окон влияют заряд и радиус катионов, располагающихся в полостях. Молекулярно-ситовое действие цеолитов основано на соотношении размеров молекул и окон. Молекулы, размер которых меньше размеров окон, проникают в полости кристаллической структуры и адсорбируются цеолитом. Размеры окон цеолитов можно охарактеризовать эффективными диаметрами, соответствующими предельным критическим диаметрам молекул, еще способных проникать в большие полости. [c.42] С другой стороны, на сорбцию различных молекул, критические размеры которых меньше эффективных диаметров входных окон, существенно влияет размер, заряд, количество и расположение катионов (Са2+, Ма+ и т. д.), компенсирующих отрицательный заряд решетки. Это связано с изменением объема адсорбционного пространства и электрического поля в больших полостях цеолита. [c.42] 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.42] Вернуться к основной статье