Тимонин А.С. - Инж-эко справочник т 1 (1044948), страница 146
Текст из файла (страница 146)
Основные характеристики некоторых марок углей приведены в табл. 4.2. В последнее время стали производить активные угли из полимерных материалов. Они имеют развитую систему микропор, диаметр которых составляет от 1О-'до 1,5 х х 10-з м (1Π— 15 Л). Отличительной особенностью таких углей является повышенная адсорбционная активность в области малых концентраций компонента и более регулярная структура, которая приводит, в частности, к улучшению механической прочности угля (например, угля марки САУ, приготавливаемого из полимера сарана, — саранового активного уголя). Внимание многих исследователей в последние годы привлечено Часть 1У.
Основное оборудование для очистки газовых систем Таблица 4.3 Характеристики молекулярно-ситовых углей М8С вЂ” В МБС вЂ” С Характеристики МБС вЂ” А МБС вЂ” 5А 6 10 (6) 510 (0,51) Размер пор, м (А) 4. 1О (4) 640 (0,64) 5 ° 10 (5) 520 (0,52) 7 ° 10 (7) 500 (0,50) Насыпная плотность, кгlл~з (г/см ) Кажущаяся плотность, кг/м з (г/см ) .1100 (1,1) 900 (0,9) 880 (0,88) 860 (0,86) Объм макропор, ллзlкг (смог) 2,1 10 (0,21) 38 10 (0,38) 3,8 ° 1О (0,38) 38 1О (0,38) Объсм микропор, мЧкг (см~7г) 1,8 ° 10 [0,18) 1,3- 1О (0,13) 2,1 1О~ (0,21) 2,3 ° 10 (0,23) Общий объем пор, м~/кг (сл~~lг) 59 !О 0,59 3,4 ° 10 0,34 5,6 1О 0,56 6,1.
10 0,61 П р и м с ч а н и е. Истинная плотность вссх приведенных углей составляет 1800 кг/л~~ (1,8 г/ем~) 7(7 к новому типу углеродных адсорбентон — молекулярно-ситовым углям (МЯС). Они имеют более узкие поры, чем сарановыс угли, и адсорбция на них молекул малого диаметра является предельным случаем адсорбции за счет дисперсионных сил, подобно адсорбции более крупных молекул циклогексана и бснзола на сарановом угле, когда диаметр пор адсорбента соизмерим с размерами молекул адсорбата.
В силу своих сорбциопных свойств молекулярно-ситовые угли имеют широкие перспективы промышленного применения. Особенности их энергетической структуры в отдельных случаях обусловлива!от некоторые преимущества МБС перед цеолитами. Так; например, они могут служить эффективным средством разделения и очистки газовых и жидких смесей в присутствии такого полярного компонента, как вода; Плохая сорбируемость полярных вешеств на углеродных адсорбентах предопределяет также возможность использования молекулярно-ситовых углей для очистки газовых потоков от различных органических примесей.
Ниже представлены (табл. 4,3) различные характеристики молекулярно-ситовых углей японской фирмы «Такеда». Сравнивая основные характеристики исследуемых углей, следует отметить, что насыпная плотность молекулярно-ситового угля существенно больше насыпной плотности углей СКТ и АРТ; что связано с малыми объемами у них микро- и макропор.
Другая отличительная особенность молекулярно-ситовых углей — отсутствие зольности и содержания элементарной серы. Молекулярно-ситовые угли по однородности пористой структуры Глава 4. Оборудование для очистки газов различными методами близки к цеолитам.
Наблюдается отсутствие переходной пористости при незначительном объеме макропор. В 70-х годах появился еще один новый тип углеродных адсорбентов— активированные углеродные волокна, которые в перспективе могут быть использованы для очистки газовых потоков от вредных примесей. Преимущества углеродных волокнистых адсорбентов перед зернистыми активными углями состоят в следующем: 1) они сочетают хорошие фильтрующие и адсорбционные свойства; 2) в отличие от обычных зернистых адсорбентов, они обладают хорошими кинетическими параметрами: высокая скорость процессов адсорбции — десорбции обусловлена прежде всего небольшим диаметром волокна (б — 1О мкм); 3) волокнистая форма позволяет создавать адсорбенты в виде тканей, лент, нетканого материала, войлока и т.д., что имеет существенное значение при аппаратурном оформлении непрерывных адсорбционных процессов; 4) высокая химическая, термическая и радиационная стойкость открывает возможности использования их в значительно более жестких эксплуатационных условиях; 5) при попучении адсорбционно-активных волокнистых углеродных материапов появляется возможность регупировать пористую структуру в необходимых заданных пределах и формировать ее однородной по объему адсорбента.
Силикагели и алюмогели — синтетические минеральные адсорбенгы — находят многообразное применение благодаря возможностям 71В регулирования их пористой структуры в зависимости от условий получения. Кроме того, они обладают преимушеством перед активными углями — негорючестью. Другими преимуществами силикагелей являются низкая температура регенерации (100 — 200 'С) и, как следствие, более низкие энергозатраты, чем при регенерации других минеральных адсорбентов, низкая себестоимость при крупнотоннажном производстве, относительно высокая механическая прочность к истиранию и раздавливанию.
.По природе силикагели — гидрофильные адсорбенты с высокой адсорбционной емкостью. Используют их в основном для осушки газовых (и жидких) потоков и поглощения паров полярных веществ (например, метилового спирта) из газового потока. Следует отметить, что пары неполярных органических вешеств (например, углеводородов нормального строения и циклических углеводородов) силикагелями поглощаются слабо. Отечественной промышленностью выпускаются силикагели кусковые (зерна неправильной формы) и гранулированные (зерна сферической или овальной формы), представляющие собой твердые стекловидные или матовые зерна размером 0,2 — 7,0 мм, с насыпной плотностью 400 — 900 кг/м'.
Эти силикагели подразделяются на мелкопористые силикагели, со средним радиусом пор 1О-' — 1,5 1О-' м, и крупнопористые, с радиусом более 5 10-' и. Промежуточную структуру составляют среднепористые силикагели. В гранулированный мслкопористый силикагель в качестве упроч- Часигь Н1. Ословиое оборудование для очистки газовых сисгием Таблица 4.4 Характеристики некоторых марок силикагелей Удельная поверхность м /г Суммарная пористость, и lкг г Средний радиус пор, м Марка 4,5*10 ' — 10 (6,4 7) ° 10 ч (0,8+ 2) ° 1О (1,3 -:1„5).!О (1,8 ~- 3,5) 10 300 — 450 (0,9 — 1,10) ° 10 282 — 288 (0,93 + 0,97) .
10 400 — 750 (0,25+0,60) 10 г 0,34 1О 550 †5 500 ~50 (обо. 085).10- 719 няющсй добавки (против растрескивания) вводят от 4 до 10 % окиси алюминия, Некоторые характеристики силикагелей представлены в табл. 4.4. Крупнопористый силикагель применяют преимущественно для адсорбции газов и паров при их высокой концентрации. Обычно крупнопористый силикагель используют для предварительной осушки (он довольно легко отдает адсорбированну1о влагу при температуре до 1ОО 'С). Большинство силикагелей в процессе изготовления прокаливаются при 1 = 550 - 600 'С, в результате чего их гидрофильность понижена.
В связи с этим их нецелесообразно использовать для целей осушки газов (для осушки рационально применять, например, силикагель КСМ М бс). Модифицированис силикагелей приводит к изменению их адсорбционных свойств„ в частности, получен силикагель — гидридполисилоксан, который является гидрофобным адсорбентом.
Гидрофоб- КСК вЂ” крупный силикагсль крунноиористый, гранулированный МСК вЂ” мелкий силикагсль ' крупнопористый, кусковой КСМ вЂ” крупный силикагель мслкопорнстый, гранулированный МСМ вЂ” мелкий силикагсль ыслкопористый, кусковой ~ КСС вЂ” крупный силнкагель 1 средиспористый, гранулнрованный ность гидридполисилоксана, негорючесть и его достаточно высокая адсорбционная активность по парам органических веществ позволяют использовать его для целей очистки вентиляционных выбросов и рекуперации органических веществ. Ллюмогели (активная окись алюминия), как и силикагели, являются.гидрофильными адсорбентами с сильно развитой пористой структурой. Используют их также для осушки газовых потоков и поглощения полярных органических веществ из них.
Такис достоинства алюмогелей, как термодинамическая стабильность, относительно легкое получение, доступность сырья, обеспечивают возможность их широкого применения. Существенное преимущество алюмогелей по сравнению с силикагелями — стойкость к воздействию жидкости. Отечествешгой промышленностью выпускаются алюмогели в виде гранул цилиндрической формы (диаметром 2,5 — 5,0 мм и высотой 3 — 7 мм, насыпной плотностью 500 — 700 кг/м' и средним радиусом Глава 4. Оборудование для очистки газов различными методами Цеолит Размер входных «окон», м (А) 3. 10-"(3) 4 10 '»(4) 5 10-".(5) 8 10 "(8) 1 ° 10 '(1О) КА 1ЧаА СаА СаХ ХаХ 720 пор б 1О-' — 10-' м) и в шариковой форме (со средним диаметром 3 — 4 мм, насыпной плотностью 600 — 900 кг/м', средним радиусом пор (3 + 4) ° 10 'м).
Цеолиты — алюмосиликаты, содержащие в своем составе окислы щелочных и щелочно-земельных металлов и отличающиеся строго регулярной структурой пор. Размеры входных еокон» в большие полости кристаллической структуры цеолитов близки к размерам поглощаемых молекул. Одни молекулы из смеси веществ могут пройти в эти «окна», они адсорбируются'в кристаллах цеолитов; другие, более крупные молекулы, остаются в носителе. Таким образом, происходит »просеивание» молекул различных веществ, в связи с чем эти адсорбенты получили название молекулярных сит. Этот сравнительно новый тип адсорбентов подразделяется на природные и синтетические цеолиты. Уникальные свойства природных цеолитов — высокая сслективность поглощения и способность молекулярно-ситового разделения смесей. Природные цеолиты представлены главным образом клиноптиолитом, морденитом, эрионитом, анальцимом, филлипситом, ломонтитом, шабазитом, натролитом, десмином, гейландитом.
Из них пригодными для практического использования явля-- ются клиноптилолит, морденит, шабазит, эрионит. Пористая структура клиноптилолита позволяет проникать молекулам веществ с размером до (3,5 -. . 4,0) 10-" м. У большинства других природных цеолитов размеры пор так малы, что практически ис-. ключают адсорбцию молекул даже малого размера. Клиноптилолит обладает объемом микропор порядка 0,15 см'/г, однако высокие величины характеристической энергии адсорбции позволяют применять его в условиях низких концентраций адсорбтива.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
