Adsorbția este una dintre cele mai eficiente metode de purificare a gazelor reziduale din compuși organici volatili și anorganici (vapori de apă, solvenți volatili, coloranți, clor, etc.).
Adsorbția este un proces spontan de absorbție (concentrație) a substanțelor din faza gazoasă sau apă (adsorbată) de suprafața unui absorbant solid (adsorbant). Distingeți între adsorbția fizică și cea activă (chimică).
Absorbția fizică se datorează forțelor interacțiunii intermoleculare a moleculelor adsorbite cu suprafața adsorbantului.
Adsorbția activă este însoțită de formarea de compuși de suprafață ai moleculelor de substanțe absorbite cu un adsorbant. În practică, adsorbția fizică și activă are loc adesea simultan.
Ca adsorbanți pentru purificarea și uscarea gazelor, pot fi utilizate substanțe poroase solide fin divizate cu o suprafață dezvoltată.
În prezent, industria produce diferite tipuri de adsorbanți. Pentru curățarea gazelor utilizate adsorbant poros: geluri de silice, zeoliți, geluri de alumină, carbon activat (AU) de diferite mărci, caracterizate prin capacitate mare de adsorbție și relativ ușor regenerabil.
Capacitatea de adsorbție a materialului (A) - numărul de substanțe absorbi unitate sorbentului masă (mol / g g / g g / kg) - depinde de natura și structura adsorbanți poroase, precum și proprietățile fizice și chimice ale substanțelor extrase.
Pe baza mecanismelor de adsorbție și fenomene capilare absorbanții porii sunt clasificați în micropori cu pori raza echivalentă r = 0,6-0,7 nm supermikropory r = 0,7-1,6 nm mezoporilor cu r> 1.6 - 100-200 nm și macropores r> 200 nm.
Principalele caracteristici ale adsorbanți industriale sunt parametrii porilor structura (volumul micro-, mezo- și macroporilor cm3 / g), volumul dimensiunea porilor de distribuție, densitatea aparentă g / cm 3. rezistență mecanică, cu diametrul de cereale, care sunt dependenți de proprietățile materiei prime, condițiile de primire.
Carbonii activi (UA) aparțin grupului de corpuri de grafit și sunt un fel de carbon microcristalină. Grafiturile de grafit constau în planuri formate din inele aromatice condensate, însă orientarea planurilor individuale tipice pentru grafit este perturbată, unele straturi sunt deplasate aleator unul față de celălalt. În plus, UA conține până la 2/3 de carbon amorf și heteroatomi, de exemplu, oxigen. Masa neomogenă, formată din cristalite de grafit și carbon amorf, provoacă o structură poroasă neobișnuită a UA.
Două tipuri de micropore sunt reprezentate în UA: micropore sub formă de fante în cristalite de carbon și micropore intergranulare, care pot fi aproximate la o primă aproximare printr-o formă cilindrică. Combinația de micropori dintre aceste două tipuri formează zone de microporozitate, a căror dimensiune este de 10-60 nm. Volumul total al decalajelor dintre zonele microporoase este volumul mezoporilor pentru masa unitară a sorbentului.
Structura poroasă a UA are o influență dominantă asupra proceselor de sorbție și depinde în principal de proprietățile materiei prime, condițiile de carbonizare și de activare.
Industria produce o gamă largă de AU din diferite tipuri de materii prime cu proprietăți fizico-chimice și fizico-mecanice cunoscute: compoziție fracționată, greutate în vrac # 961; rezistența mecanică conținutul de cenușă, pH-ul extractului de apă, precum și caracteristicile de sorbție: parametrii structurii poroase (Vmi, Vme.Vma), distribuția volumului porilor prin dimensiunile dV / dr.
De obicei, pentru toate gradele industriale ale UA, ponderea macroporelor din volumul total de pori de 1 gram de UA scade de la 0,2 la 0,5 cm3 / g, mesopore - 0,02-0,1 cm3 / g, micropori - 0,12 - 0,6 cm3 / g. Industria produce o gamă largă de AC cu o structură poroasă diferită. Pentru a purifica gazele cu conținut scăzut de poluanți, se utilizează clasele UA cu o structură microporoasă dezvoltată (volum microporos 0,3-0,6 cm3 / g).
Pentru recuperarea solvenților volatili, atunci când presiunea parțială a adsorbatului este apropiată de presiunea vaporilor saturați, se utilizează AP cu un volum de tranzitori și macropori (cărbuni recuperativi). Activitatea ridicată a acestor cărbuni se datorează condensării capilare a poluanților în tranziție și macropore.
În prezent, UA este obținută din toate tipurile de materii prime care conțin carbon: piatră și cărbune brun, lemn, turbă, lignină, deșeuri de materiale polimerice, oase de fructe și coajă de nucă.
Silica gel este un gel de acid silicic. Este un sorbent cu o structură poroasă foarte dezvoltată, scheletul constând din grupările tetraedrice - SiO4 -. a cărui suprafață conține grupe hidroxil, ceea ce determină o activitate de adsorbție și de schimbare ionică ridicată a materialului. Silicagelul uscat este capabil să adsorbă apă și alți compuși polari, precum și compuși care formează legături de hidrogen cu ioni de hidroxil. Componentele nepolare sunt capabile să fie adsorbite în micropori de silicagel datorită forțelor de interacțiune de dispersie.
Zeoliții sunt cristaline structura adsorbanți aluminosilicat în care o parte din siliciu se înlocuiește cu ioni de aluminiu, ioni, prin zăbrele gazdă are un anumit exces de sarcină negativă, care este compensată de cationi. O caracteristică caracteristică a zeolitilor este prezența golurilor între elementele care formează rețeaua cristalină, ceea ce creează o structură specială de sorbent microporos.
Articole similare
-
Resursele economice ale proprietăților și clasificării lor - stadopedia
-
Gospodăria ca mijloc de caracterizare a sfântului câine - stadopedie
Trimiteți-le prietenilor: