ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные промышленные адсорбенты и их свойства из "Процессы и аппараты химической технологии Часть 2" Основными промышленными адсорбентами являются пористые тела, обладающие большим объемом микропор. Свойства адсорбентов определяются природой материала, из которого они изготовлены, и пористой внутренней структурой (см. гл. 19). [c.190] В промышленных адсорбентах основное количество поглощенного вещества сорбируется на стенках микропор г 10 м). Роль переходных пор (10 г 10 м) и макропор (г 10 м) в основном сводится к транспортированию адсорбируемого вещества к микропорам. [c.190] Адсорбенты характеризуются своей поглотительной, или адсорбционной, способностью, определяемой максимально возможной концентрацией адсорбтива в единице массы или объема адсорбента. Величина поглотительной способности зависит от типа адсорбента, его пористой структуры, природы поглощаемого вещества, его концентрации, температуры, а для газов и паров-от их парциального давления. Максимально возможную при данных условиях поглотительную способность адсорбента условно называют равновесной активностью. [c.190] По химическому составу все адсорбенты можно разделить на углеродные и неуглеродные. К углеродным адсорбентам относятся активные (активированные) угли, углеродные волокнистые материалы, а также некоторые виды твердого топлива. Неуглеродные адсорбенты включают в себя силикагели, активный оксид алюминия, алюмогели, цеолиты и глинистые породы. [c.190] Удельная поверхность активных углей очень высока и составляет 6-10 -17 10 м кг, а их насыпная плотность 200-900 кг/м . Активные угли применяют в виде частиц неправильной формы размером 1-7 мм, цилиндров диаметром 2-3 мм и высотой 4-6 мм и порошка с размером частиц менее 0,15 мм. Последний вид активных углей применяют для разделения растворов. [c.191] К основным недостаткам активных углей относятся их горючесть и невысокая механическая прочность. [c.191] Силикагель-обезвоженный гель кремниевой кислоты (810 2 иН20)-используют для адсорбции полярных соединений. Его применяют в процессах осушки газов и жидкостей, при разделении органических веществ в газовой фазе и в хроматографии. Силикагель получают обработкой раствора силиката натрия (растворимое стекло) серной кислотой (иногда хлороводородной) или растворами солей, имеющих кислую реакцию. Образовавшийся гель промывают водой и сушат до конечной влажности 5-7%, так как при такой влажности силикагель обладает наибольшей адсорбционной способностью. Удельная поверхность силикагеля составляет 4-10 -7,7 10 м /кг, насыпная плотность-400-800 кг/м . Размер частиц неправильной формы изменяется в довольно широком интервале-от 0,2 до 7 мм, а гранулированных (сферической или овальной формы)-от 2 до 7 мм. [c.191] К достоинствам силикагелей относятся их негорючесть и большая механическая прочность, чем у активных углей. Недостатком силикагелей по сравнению с активными углями является, помимо их более низкой удельной поверхности, резкое снижение поглотительной способности по отношению к парам органических веществ в присутствии влаги. [c.191] По сорбционным свойствам к силикагелю близко примыкают алюмогели, получаемые термической обработкой гидроксида алюминия [А1(ОН)з] при температурах 600-1000 °С. Поры полученного сорбента (92% А12О3) имеют диаметр 1-3 нм, удельную поверхность 2-10 -4-10 м/кг насыпная плотность такого сорбента 1600 кг/м . Алюмогели используют для осушки газов, очистки водных растворов и минеральных масел, применяют в качестве Катализаторов и их носителей. [c.191] Для разделения газовых смесей применяют цеолиты в виде шариков или гранул размером от 1 до 5 мм, а для разделения жидких смесей-в виде мелкозернистого порошка. [c.192] Особенно широко цеолиты используют для глубокой осушки газов и жидкостей, в процессах очистки и разделения смесей веществ с близкой молекулярной массой, а также в качестве катализаторов и их носителей. [c.192] Для очистки жидкостей от различных примесей в качестве адсорбентов применяют природные глинистые породы. Эти глины для их активации обрабатывают серной или хлороводородной кислотами и получают адсорбент с удельной поверхностью пор порядка (1,01,5)-10 м кг. [c.192] Отметим, что адсорбенты характеризуются еще статической и динамической активностью. Под статической активностью понимают количество вещества, поглощенного единицей массы или объема адсорбента от начала адсорбции до установления равновесия. Этот вид активности определяют в статических условиях, т.е. без движения смеси газов или раствора. При движении смеси сквозь слой адсорбента через определенный промежуток времени адсорбент перестает полностью поглощать извлекаемый компонент, и происходит проскок этого компонента с последующим увеличением коБщентрации компонента в уходящей из слоя смеси вплоть до наступления равновесия. Количество вещества, поглощенного единицей массы или объема адсорбента до начала проскока, называют динамической активностью адсорбента. Динамическая активность всегда меньше статической, поэтому количество адсорбента определяют по его динамической активности. [c.192] Вернуться к основной статье