Промышленные адсорбенты

Общие сведения.

Адсорбция – процесс поглощения одного или нескольких компонентов из газовой или жидкой фазы твёрдым поглотителем (адсорбентом). Поглощаемый компонент часто называют адсорбтивом. Процесс применим в промышленности при очистке и сушке газов, очистке и осветлении растворов, разделении смесей газов и паров. Например, извлечение летучих растворителей из смеси с воздухом или другими газами (рекуперация летучих растворителей); очистки аммиака перед контактным аппаратом; осушки природного газа; выделения ароматических углеводородов из коксового газа; в производстве пластмасс, синтетического каучука; в нефтехимии и для других целей, в частности для улучшения качества сырья и продуктов.

Процесс адсорбции, как правило, тесно связаны с процессами десорбции. Десорбция - удаление адсорбированных веществ из адсорбента для его повторного использования в процессе.

В зависимости от природы сил, действующих на поверхности твёрдого тела, различают физическую адсорбцию, вызываемую силами молекулярного взаимодействия, и хемосорбцию, обуславливаемую силами химического взаимодействия.

Адсорбционной способностью обладает любое твёрдое вещество, однако промышленное применение нашли только твёрдые адсорбенты с сильно развитой внутренней поверхностью, включающей поры (капиллярные каналы) различного размера. В зависимости от размеров поры в адсорбентах условно разделяют на три типа: микропоры, переходные поря и макропоры.

Микропоры имеют размеры, соизмеримые с размером молекул поглощаемого компонента. Эффективные радиусы микропор, определённые рентгеновским методом, находятся в интервале от до м (верхней границей размера микропор принимают м).

Переходные поры имеют эффективные радиусы, намного превышающие размеры адсорбируемых молекул. Они колеблются в пределах от до м.

Макропоры – самые крупные поры адсорбентов. Их эффективные радиусы больше м. Они являются транспортными каналами зёрнах адсорбента. Характер процесса адсорбции определяется размером пор.

Некоторые мерки макропористых адсорбентов применяют в хроматографии. К переходно-пористым адсорбентам относят большинство марок силикагелей, алюмогелей и алюмосиликатных катализаторов, а также многие виды природных глин, используемых, в частности, для очистки масел. К числу микропористых адсорбентов относят цеолиты и некоторые типы активных углей.

Большинство промышленных адсорбентов (активные угли, силикагели) широко применяют для очистки газов и рекуперации растворителей, которые относятся к смешанным структурным типам адсорбентов, имеющим поры различного размера. Силикагели обладают?1 свойством – они не горючи.

Адсорбенты характеризуются поглотительной, или адсорбционной, способностью (активностью), а также селективностью. Селективность – это избираемость поглощения компонентов разделяемой смеси – в значительной мере определяется фазовым равновесием процесса абсорбции.

Дата добавления: 2015-03-29