Jellemzői adszorbens és típusaik
Mivel a használt adszorbensek porózus szilárd anyagokat a fájdalom-XOY fajlagos felülete, általában tulajdonítható egy egységnyi tömegű anyagból. Adszorbenseket különböző átmérőjű kanaly- kapilláris pórusok, amelyek lehet feltételesen osztva makropórusok (nagyobb, mint 2 × 10 -4 mm), a tranzíciós pórus (6 × 10 -6 -2 × 10 -4 mm), a mikropórusok (2 × 10 - 6 -6 × 10 -6 mm). A természete az adszorpciós folyamat meghatározott pórusméretű.
Makropórusok fajlagos felülete viszonylag nagyon kicsi, és ezért elhanyagolható az adszorbeált mennyiség anyag falaik. Makropórusok jár, mint a szállítási csatornák az adszorbeált molekulák.
A felszínen az átmeneti pórus méretek, amelyek általában sokkal nagyobb, mint a méretei a adszorbeált molekulák, az abszorbeált anyag réteg képződik az adszorpciós folyamat. Talán a rétegek kialakulásának Tol-schinoy egy molekulában (monomolekuláris adszorpció), valamint nem-hány molekula (a többrétegű adszorpció).
Mikropórusos méretek megközelíteni a molekulák méretét adszorbeált és adszorpciós a mikropórusok eredményezi töltési térfogatuk. Mivel ezt a feltételezést a rétegek kialakulása az abszorbeált anyagok felületén a mikropórusok nincs fizikai jelentése. Jellemzően makro- és mikropórusok metszik átmenet pórusokat, amely csökkenti az útvonal proho dimy-adszorbeált molekulák, és vezet a gyorsabb felszívódást.
A nagy átmérőjű pórusok nagyobb mint 2 · 10 -4 mm és a kis pórusok, hasonlítson-Mykh átmérőjű adszorbeátum molekulák, kapilláris kondenzáció jelenség hiányzik.
Adszorbensek jellemzi a felszívódását. vagy adszorpció. kapacitása meghatározott adszorptív koncentráció egységnyi tömegének vagy térfogatának az adszorbens.
Abszorptív kapacitása az adszorbens tekintetében ennek vesche-stvu függ a hőmérséklettől és a nyomástól, amelyen az adszorpciót végrehajtjuk-TION, és a koncentrációt a adszorbeátum. A maximális lehetséges az adott körülmények között abszorpciós adszorbens kapacitását az szuszpendálva egyensúlyi, ez az úgynevezett aktív.
Az iparban, mint abszorbensek főleg Obra zoom aktív szenek és ásványi adszorbensek (szilikagél, zeolitok és mások.) És szintetikus ioncserélő gyanták (ioncserélők).
Aktív szén. A rendkívül aktív szénatomok száraz lepárlással különböző széntartalmú anyagok (fa, csont, stb), és aktiválja a kapott szén, hogy növeljék a porozitás. Az aktiválás a szén kalcinálási hőmérsékleten ≤ 900 ° C, és más módokon, például eltávolítjuk a pórusokat a kőszénkátrány és más termékek száraz desztillációs által extrahált-vanija szerves oldószerek, a levegő oxidációs és mások. Javítása érdekében a szén aktivitása gyakran előtt szenesedés beadott adjuvánsok (oldatok cink-klorid, savak, rés-lochey et al.).
A fajlagos felület aktív szeneket mozog 600-1700 m2 / g. A granulátum mérete néhány standard tisztaságú aktív szén adszorpciós-TION a gázok és gőzök jelentése 1-5 mm (szén-BAU) és 1,5-2,7 mm (szén SKT). A térfogatsűrűség ezen márkák a szenek egyenlő 260 és 420 g / l volt. A szén felhasználása egy faj függ a fajtól adszorpciós folyamat, amelyben használják őket (gázok, oldószer visszanyerés, stb).
Aktív szén jobban felszívja szerves gőzök, mint a víz, azonban a növekvő nedvességtartalom az aktív szén az SPO-lities elnyelik gőzök a szerves anyagok csökken. Ezek prima nyayutsya szokásos oldószerek visszanyerésére. A hátránya, aktivált szénatomok tűzveszélyességi.
Szilikagélek. Ezek adszorbensek olyan termékek defused-zhivaniya gél kovasav, kezelésével kapott nátrium-szilikát-oldatot (vízüveg) ásványi savak vagy cicát lymi oldatok sóik. A fajlagos felülete szilikagélek változik 400-770 m 2 / g. A szemcsék mérete tartományok 0,2-7 mm. térfogatsűrűség-ség 400-800 g / l.
Szilikagélek elsősorban szárítására alkalmazzák gázok. Abs-titelnaya képessége szilikagél tekintetében a pár szerves anyag nagymértékben csökken a nedvesség jelenlétében. Az előnye, szilikagélek az ő: nem gyúlékony, és nagy mechanikai szilárdságú, mint az eszköz-CIÓ szén.
A zeolitok. Ezek adszorbensek természetes vagy szin-CAL ásványi anyagok, amelyek a víz-alumíniumszilikátok Catió új elemeket az első és a második csoport a periódusos rendszer DI Mende-lei. Mivel az ipari használt adszorbensek elsősorban Obra zoom mesterséges (szintetikus) zeolitok. Viszonylag nemrég zeolitokat állítottunk elő, amelynek igen egyenletes pórusszerkezetű, idő-lépések összemérhető a méretei a adszorbeált molekulák. Ezek OSS-Lites mutatnak molekulaszűrő hatású, Koto-Roe, hogy képesek nem, hogy felszívja a molekula átmérője nagyobb, mint a pórusátmérő. Molekulaszita tulajdonságokkal is van néhány természetes zeolitok, mint például nátrolit. A molekulaszita zeolitok fellépés gyakran használják az ipari gyakorlatban a Sec-MENT bizonyos anyagok, mint például a normál és izoparaffin szén-hidrogének.
A zeolitok jellemző a nagy abszorpciós képesség otno-sheniyu a víz és adszorbensek igen hatékony szárítására és tisztítása a gázok és folyadékok, különösen mély kiszáradás tartalmazó gázok kis mennyiségű nedvesség. Szemcseméret-zeolitok kívánnak létrehozni a kompozíció, 2-5 mm-es.
Ioncserélık. Ezek adszorbensek egyaránt természetes és szintetikus szervetlen és szerves anyagok. A természetes ionits közé zeolitok, agyagásványok, ásványi anyagok és más szeneket. Szintetikus kondenzált ioncserélők a zeolitok és a molekulasziták (zeolitok, amelyek szabályos kristályszerkezete), ioncserélő gyanták, aktivált ásványi és szerves anyagok, stb ..
Ioncserélők gyakorlatilag oldhatatlan vízben és közönséges szol-celeration és mobil ionokat, képes lehet cserélni egy ekvivalens mennyiségű ionok (a töltés az azonos jel) az elektrolit oldat, amellyel a scavenger érintkezésbe.
Ioncserélők tartalmazó savas aktív csoportok, és cseréje az elektrolit oldatot a mobil anionokkal nevezett anioncserélők, és ioncserélő gyanták, amelyek bázikus reaktív csoportokat és cseréje mobil kationok - kationcserélők. Vannak is amfoter ioncserélők képes kation és anion csere ugyanabban az időben.
Tipikus ioncsere reakció:
1. A reakciót a anioncserélő
ahol R - molekula hőcserélő társított mobil ion.
2. A kationcserélő reakció
ahol mindkét egyenletben kiosztott általános képletű anyagokat alkotó szilárd fázis.
Ioncserélő mechanizmus hajtott szerkezete és tulajdonságai az ioncserélő. Például, gyanták, ahol a kristályrácsban tartalmazó ionokat a sarkoknál, amelyek birtokában elektrosztatikus erők; befolyása alatt ezeknek az erőknek, és főleg az ioncsere. A tulajdonságai sok ioncserélők kapcsolódnak duzzadni képesek vizes oldatok; duzzanat általában kíséri egy nagyon jelentős növekedése nyomást.
Ioncserélő gyanták magas ioncserélő kapacitású, választja Térfogatáram az egyes ionok, kémiai ellenállás és mechanikai szilárdságú. Ezért, ők most a leggyakoribb ioncserélők, gyakorlatilag feleslegessé ipari környezetben más típusú gyanták.
Összetételének a változtatásával az aktív csoportok szintézisét ioncserélő gyanták állíthatók elő ioncserélők nagyon különböző tulajdonságokkal.
Eltávolítása adszorbeált anyagot a szilárd tisztítóanyagot (de-szorpciós) szükséges része az összes folyamatok adszorpciós végzett zárt ciklusban. Költség deszorpció-CIÓ nagy hatással van a teljes hatékonyságát a pro-folyamatainak elkülönítése és tisztítása anyagok adszorpciós módszerekkel.
A fő módszerei deszorpció (regenerálása az adszorbens) relatív syatsya-:
- elmozdulása az adszorbens-abszorbeált komponenseket közepette stvom szerek amelynek nagyobb adszorpcióképességüket, mint az abszorbeált komponenseket;
- elpárologtatása abszorbeált komponenseket, amelyek viszonylag nagy illékonyságú, melegítésével az adszorbens ágy.
Egyes esetekben, az eltávolítása gyantaszerű adszorbens és más termékek származó mellékreakciók, a végső tisztítását az adszorbens végzi égő ezek a com-nents (oxidatív regenerálása az adszorbens).
A választás a deszorpciós módszer alapja az a-niko-gazdasági okokból, a fenti módszerek gyakran használják egymással kombinálva.
A gyakorlatban, a deszorpciós folyamatok általában úgy hajtjuk végre propen-Scania gőz vagy gáz nem tartalmazó adszorptív keresztül az adszorbens ágyon után a közvetlen eljárással (adszorpció). Ahhoz, hogy növelje a deszorpció sebessége extrakciót azért hajtjuk végre a legtöbb cha száz emelt hőmérsékleten, például áthaladó egy olyan adszorbens ágyban, az előzetes fűtött deszorbeálószernek.
Ahogy sztrippelő szerként akut telített vagy túlhevített vízgőzzel, szerves gőzök és inert gázok ,. Miután a deszorpciós folyamat az adszorbens ágy jellemzően szárításnak vetjük alá és a hűtés.
Deszorpciós akut gőz általánosan használt pro-átengedése helyreállítási illékony oldószerek, hogy az aktív szén. A nagy részét a felszívódott anyag felszabadul a nedvszívó a deszorpciós on-Chal. Ahogy közeledünk a vége a folyamat ZNA sebességű jelentősen csökkent, és az áramlási sebesség a vízgőz deszorbeált egységnyi termék jelentősen megnövekedett. Ezért, a műszaki és gazdasági megfontolásokat betétek adszorbeált anyagot eltávolítjuk a-abszorber nem teljesen, így egy bizonyos mennyiségű be az adszorbens.
Része a vízgőz, amely az úgynevezett a fűtési gőzt fogyasztják fűtés a deszorpciós az egész rendszer, amiről azután az abszorbeált anyagok a szén- és a kompenzáció hő-veszteség a környezet. Fűtés gőz teljesen kondenzálódik a elnyelő. A gőz egy része kerül felhasználásra, hogy kompenzálja a negatív hő a víz nedvesítő a szén és teljesen kondenzálódik az adszorpciós berendezés.
Anyag deszorbeált szénből fújt a szén ágy di-dinamikus gőz amely nem kondenzálódik, kilép a adszorbeált Ber keverve gőzök deszorbeálódott anyagokkal.
A költségcsökkentő fűtési gőzt és a gőzzel megy, hogy kompenzálja a hő-SMA Chivanov vannak számítás. Dinamikus gőz áramlási függ a feltételeket, a folyamat-Vij, és csak tapasztalati úton határozható meg kellő megbízhatósággal. Amikor számítások indikatív dinamikus gőz áramot vehet átlagosan 3-4 kg per 1 kg deszorbeálódott anyag.
A regenerációs zeolitok leggyakrabban által végzett fúj át az adszorbens ágyon melegített száraz gáz, az eltávolítása anyagok abszorbeált-TION a zeolitok általában nehezebb, mint az aktív szén.
deszorpciós folyamat hasonló a aktuális adszorpciós impl-stvlyayut nem csak egy helyhez kötött, hanem a mozgó és a fluidizált adszorbens ágy.