ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Ионообменная очистка газов из "Очистка газов в химической промышленности" Использование ионитов для удаления примесей из газов по су ществу представляет собой разновидность адсорбционной очистки. [c.83] В отличие от традиционных сорбентов, иониты обладают комплексными свойствами адсорбентов поверхностного действия (по механическим характеристикам и физической форме),, абсорбентов (адсорбат распространяется по всей массе ионита) и хемосорбентов (обеспечивается химическая селективность процесса). [c.83] Иониты содержат функциональные (ионогенные) группы, способные к ионизации и обмену ионами с внешней средой. При ионизации функциональных групп образуются два вида ионов 1) фиксированные ионы, закрепленные на каркасе (матрице) ионита и не переходящие во внешнюю среду 2) проти-воионы (обменные ионы), число которых равно числу фиксированных ионов, но противоположные им по знаку, способные переходить во внешнюю среду в обмен на строго эквивалентное количество других ионов того же знака, поступающих в ионит из внешней среды (обменных ионов). [c.83] Таким образом, ионит состоит из трех частей каркаса (матрицы), фиксирО ванных ионов и противоионов, а ионный обмен можно рассматривать как квазигомогенный объемный химический процесс, основанный на проявлении сил ионного взаимодействия и сольватационных сил. [c.84] Известны более тысячи наименований ионитов, которые классифицируют в основном по природе матрицы, способу получения, форме поверхности, степени пористости, типу фиксированных ионов и противоионов. [c.84] По природе матрицы иониты подразделяют на неорганические и органические, природные и синтетические. К первым относятся цеолиты и алюмосиликаты. Для практического использования в системах газоочистки очень важна классификация ионитов по форме поверхности и степени дисперсности на порошкообразные, зернистые, гранулированные, формованные и волокнистые, а также мембраны. Развернутая классификация цеолитов по другим признакам содержится в [38]. [c.84] В соответствии с имеющимися стандартами, выпускаемые в СССР синтетические иониты имеют индексы КУ (катионит универсальный)—сильнокислотные катиониты, КВ (катионит буферный) —слабокислотные катиониты, АВ (аниониты высокоосновные) — сильноосновные, АН (аниониты низкоосновные) — слабоосновные, ЭДА (название по сырьевой основе) — этилендиамин и т. д. За рубежом принята маркировка по названию выпускающей фирмы. Поставщиками отечественных органических ионитов (ионообменных смол) являются предприятия НПО Карболит и ПО Азот (г. Кемерово), ПО у зот (г. Черкассы), ПО Уралхимпласт (г. Нижний Тагил) и Маардуский химический завод (п. Маарду ЭССР). [c.84] Приведенные данные свидетельствуют о целесообразности применения ионитов прежде всего для глубокой очистки аспирационных газов с содержанием примесей до 1 г/м , глубокой санитарной доочистки отходящих газов, очистки природных горючих газов. [c.84] Для создания оптимальных условий ионообмена необходимо своевременно удалять продукты ионообменной реакции иа реакционной зоны. В связи с этим больщинство ионообменных процессов рекомендуется проводить при направленном взаимном перемещении газа и ионита, чтобы массообмен соответствовал модели реактора идеального вытеснения. Подобное динамическое взаимодействие на практике достигается за счег фильтрования газа через аэродинамически зажатый слой зернистого ионита, ионитового порошка или волокнистого материала через взвешенный слой зернистого ионита через про-тивоточно перемещающийся слой ионита. [c.85] В таких условиях задача оптимизации динамического ионообменного процесса заключается в выборе максимального объема газа, очищаемого до заданного остаточного содержания примесей ионитом с высотой слоя Н, сечением 5, обменной емкостью Ео (определяют по изотерме сорбции), и гранулометрического состава при заданной скорости движения очищаемого газа. [c.85] Иногда задача оптимизации состоит в выборе рабочей динамической обменной емкости ионита с высотой слоя Я, сечением 5 при различном составе очищаемого газа и заданной скорости фильтрации. [c.85] В последнее десятилетие во всем мире резко возрос интерес к применению в промышленных системах газоочистки ионообменных мембран. Доля мембранного газоразделения по сравнению с другими мембранными процессами пока невелика всего 3% от общей стоимости производимых ежегодно в мире мембранных установок. Однако уже к середине 90-х годов общая стоимость мембранного оборудования для газоразделения должна возрасти в 50 раз при росте общей стоимости всех производимых мембранных установок в 4 раза [39]. [c.85] Промышленные мембранные установки очистки газов отличаются простотой конструкции, низкой стоимостью, невысоким энергопотреблением, высокой степенью автоматизации и компактностью. [c.86] Наметились перспективные области применения мембранной очистки газов извлечение и концентрирование водорода, разделение смесей СОг и СН4, осушка газов, обогащение и обеднение воздуха кислородом и т. д. В ближайшие годы мембранная технология очистки газов наиболее широко будет применяться в производстве синтетического аммиака. [c.86] Применять ионообменную технологию для газоочистки начали сравнительно недавно, однако результаты лабораторных и промышленных испытаний ионообменных газоочистных систем свидетельствуют о перспективности метода. [c.86] Вернуться к основной статье