Адсорбційна очистка газів
Метод заснований на здатності деяких твердих тіл вибірково поглинати газоподібні компоненти з газових сумішей. Присутні в газовій суміші молекули забрудненого газу або пари збираються на поверхні або в порах твердого матеріалу. Поглинається з газової фази речовина - називається адсорбтивом, а тверда речовина, на поверхні або порах якого відбувається адсорбція поглинається речовини - адсорбентом . Газова фаза, в якій знаходиться витягуваний компонент - газ - носій, а після того, як витягнутий компонент перейшов у адсорбована стан, його називають адсорбатом.
Застосовують в цьому випадку:
1) коли інші методи виявляються неефективними;
2) концентрація забруднюючих речовин дуже мала і потрібно гарантована рекуперація извлекаемой домішки через її значної вартості або небезпеки. Методом адсорбції з відведених газів видаляють SO 2 , вуглеводні, хлор, сірководень, сірковуглець, та інші.
Явище адсорбції обумовлено наявністю сил тяжіння між молекулами адсорбенту і адсорбтіва на межі розділу дотичних фаз. Перехід молекул забруднюючих речовин з газу - носія на поверхневий шар адсорбенту відбувається в тому випадку, якщо сили тяжіння адсорбенту більше сил тяжіння діють на адсорбтів з боку молекул газу - носія. Молекули адсорбованого речовини, переходячи на поверхню адсорбенту, зменшують його енергію, в результаті чого відбувається виділення теплоти, приблизно 60 кДж/моль (невелика). Сили тяжіння мають різну - фізичну або хімічну і, отже, розрізняють:
Фізичну адсорбцію - при якій взаємодії молекул забруднюючих речовин з поверхнею адсорбенту визначається слабкими дисперсними, індукційними силами (сили Ван - дер - Вальсу). При цьому адсорбовані молекули не вступають в хімічну взаємодію з молекулами адсорбенту і зберігають свою індивідуальність. p align="justify"> Для фізичної адсорбції характерна висока швидкість процесу, мала міцність зв'язку і мала теплота. З підвищенням температури кількість фізично адсорбованого речовини зменшується, а збільшення тиску до зростання величини адсорбції. Перевага - легка оборотність процесу шляхом:
а) зменшення тиску
б) збільшення температури. Адсорбовані молекули легко десорбируются без зміни хімічного складу, а регенерований адсорбент може використовуватися багато разів. Процес можна вести циклічно, чергуючи стадію поглинання і виділення витягується компонента. p align="justify"> Хімічна адсорбція - в основі лежить хімічна взаємодія між адсорбентом і адсорбируемого речовиною. Діючі при цьому сили значно більше, а вивільняється тепло співпадає з теплом хімічної реакції і становить 20 - 400 кДж/моль. p align="justify"> Головні відмінності:
) молекули адсорбтіва, легко вступивши в хімічну взаємодію, міцно утримуються на поверхні і в порах адсорбенту;
) швидкість реакції, при низьких температурах мала, але зростає з ростом температури.
Обидва види адсорбції супроводжують один одного, однак, найбільше значення для очищення газів має фізична адсорбція.
Промислові адсорбенти
Будь-яке тверде тіло має поверхнею і, отже, потенційно є адсорбентом.
У техніці використовують адсорбенти з сильно розвиненою внутрішньою поверхнею, отриманої в результаті (спікання), синтезу та спеціальної обробки.
Адсорбенти повинні володіти:
? великий динамічної ємністю (часом захисної дії);
? великою питомою поверхнею;
? вибірковістю;
? термічної і механічної стійкістю;
? здатністю до регенерації;
? простотою виготовлення;
? дешевизною;
Це - активні вугілля, Селикагель, цеоліти, глинисті мінерали, пористі скла та інші.
Адсорбційна ємність адсорбентів (активність)
По ній визначають розміри апаратів і ефективність очищення газів.
Розрізняють статичну і динамічну ємність адсорбенту. Розмірність [грам поглиненої речовини/на 100г. адсорбенту або моль/р.]
Статична ємність показує, яка кількість речовини здатний адсорбувати здатний адсорбувати адсорбент в умовах рівноваги.
Динамічна ємність відповідає поглиненої речовини шаром адсорбенту від початку процесу до поча...
