Вуглецевих адсорбентів. Хімізм і технологічні схеми процесів.

 

Адсорбенти є ефективним засобом очищення газу від діоксиду сірки та рекуперації цього компонента з метою отримання на його основі цінних товарних продуктів: сірки, сірчаної кислоти або зрідженого діоксиду сірки. Для вловлювання в02 найчастіше використовують вуглецеві пористі речовини — активоване вугілля, напівкокси та ін. Переважно в газах, що підлягають очищенню, крім діоксиду сірки, є водяна пара й кисень. У цьому випадку первинні процеси завершуються при перетворенні цих компонентів із газової фази в адсорбовану:

де * — стан компонента в адсорбованій фазі.

В абсорбованій фазі відбуваються вторинні реакції з утворенням сірчаної кислоти як кінцевого продукту:

дсорбционние методи використовують із очищення газів із невисоким змістом газоподібних іпарообразних домішок. На відміну від абсорбційних методів вказують проводити очищення газів при підвищених температурах.

Цільовий компонент, що уподвергаемой очищенні газової фазі, називаютьадсорбтивом, той самий компонент вадсорбированном стані —адсорбатом. Розрізняють фізичну й хімічну адсорбцію (>хемосорбцию). При фізичної адсорбції що поглинаються молекули газів і парів утримуються силами Ван-дер-Ваальса, при хемосорбції— хімічними силами.

Як адсорбентів використовують пористі матеріали з високорозвиненою внутрішньої поверхнею. Останні може мати синтетичне чи природне походження. Активні вугілля характеризуютьсягидрофобностью (поганийсорбируемостью полярних речовин, до яких належить і вода). Це властивість визначає широке їх використання у практицірекуперационной і санітарної очищення відведених газів різноманітної вологості.

Для адсорбції газів і парів використовуютьмикропористие гранульовані активні вугілля. Для цього він промисловість випускає нині такі марки газових ірекуперационних активних вугілля:АГ-2,СКТ, АР,СКТ-3, АРТ.УглиАГ-2 (марок Проте й Б) і АР (марокАР-А,АР-Б,АР-В) отримують з кам'яновугільної пилу й смоли методомпарогазовой активації. ВугілляСКТ синтезують з торфу, а вугілляСКТ-3 і АРТ (марокАРТ-1 іАРТ-2)- з торфу і кам'яновугільної пилу методом хімічної активації.УглиАГ-2 призначені для адсорбції газів, вугілляСКТ — для уловлювання парів органічних речовин, вугілля АР,СКТ-3 і АРТ- очищення газів від парів летючих розчинників. Активні вугілля для газоочистки характеризуються обсягом мікропор не більше 0,24— 0,48 див3 /р при сумарному обсязі пір 0,52 - 1,00 див3 /р, гравіметрична щільність їх гранул становить 0,3 - 0,6г/см3.Теплоемкость сухого вугілля - 0,84кДж/(кг*К), теплопровідність при 30 °С— 0,17— 0,28Вт/(м*К). Активні вугілля роблять у вигляді циліндричних гранул діаметром 1-6 мм довжиною, зазвичай яка перевершує поперечний розмір гранул, і найчастіше застосовують у вигляді стаціонарного шару, з якого фільтрують підлягає очищенні газовий потік. Відповідно до діючими стандартами і технологічними умовами розмірпоперечника гранул вугілля може змінюватися у межах. У цьому у випадках із єдиною метою інтенсифікації відповідних процесів гранульовані вугілля перед використанням піддають дробленню і класифікації із необхідних вузьких фракцій. Суттєвими вадами активних вугілля є щодо невисока механічна міцність і горючість.

Неабиякий інтерес стосовно рішенню завдань газоочистки останнім часом викликають такі нетрадиційні вуглецеві адсорбенти, як активні вугілля з полімерних матеріалів,молекулярно-ситовие активні вугілля і активовані вуглецеві волокна.

>Производимие з полімерних матеріалів активні вугілля характеризуються розвинену систему мікропор з діаметром (1—1,5)*10-9 м, більш регулярної структурою, які забезпечують певне поліпшенняпрочностних характеристик, та підвищеної адсорбційної активністю при низьких утриманнях цільових компонентів вочищаемих газах.

>Молекулярно-ситовие активні вугілля вирізняються високою однорідністюмикропористой структури та маютьмикропорами ще більше вузьких розмірів [(0,4—0,7) * 10-9 м], мають хоча б порядок, як і розміри молекул. Перспективним напрямком їхнього використання вважають очищення вологих газів.

>Активированние вуглецеві волокна є виготовлені з синтетичних волоконмикропористие адсорбенти з Широкій гамою фізичних форм своєї продукції основі (>путанка,неткание вироби, повсть, тканину й інші матеріали), які забезпечують різноманітність апаратурного оформлення відповідних процесів газоочистки. Поруч із високоїтермохимической стійкістю та хорошимипоглотительними і фільтруючими властивостями волокнисті вуглецеві адсорбенти через дуже малих діаметрів їх волокон, складових (0,6—1,0)*10-5 м, характеризуються підвищеними швидкостямиадсорбционно -десорбционних процесів.

Ще э адсорбенти селікогелі алюмогелі, тощо