й не є кулястої, тому у відповідних розрахунках використовують величину еквівалентного діаметра d е:
де Sv - питома геометрична поверхня одиниці об'єму, що представляє відношення величини поверхні гранул до їх обсягом V '.
До основних типів промислових адсорбентів відносяться активні вугілля, силікагелі, алюмогели (активний оксид алюмінію), цеоліти і іоніти.
.2 силикагелями
силикагелями за своєю хімічною природою являють собою гідратовані аморфні кремнеземи (SiO2 * NН2 О), які є реакційноздатними сполуками змінного складу, перетворення яких відбуваються за механізмом поліконденсації:
(ОН) 4? Sin O2 n - m + (2n-m) Н2 O.
Поліконденсація веде до формування структурної сітки сфероподобних частинок колоїдних розмірів (2 * 10-9 - 2 * 10-8 м), що зберігається при висушуванні гідрогелю кремнієвої кислоти і утворює жорсткий кремнекислородного каркас. Зазори між частинками утворюють пористу структуру силікагелю. Для отримання силикагелей в промисловості зазвичай використовують метод осадження аморфного кремнезему з силікатів лужних металів мінеральними кислотами. Випускають силікагель у вигляді кульок, таблеток або шматочків неправильної форми. Розміри їх зерен складають від 0,1 до 7,0 мм. Адсорбційні та хімічні властивості силикагелей істотно залежать від наявності на їх поверхні груп? Si-ОН.
За характером пористої структури силікагелю класифікують на крупно-, середньо- і дрібнопористі, до яких відносять кускові і гранульовані матеріали, що характеризуються середнім радіусом пір, складовим відповідно? 5 * 10-9, (5-1,5) * 10-9 і (1,5-1,0) * 10-9 м. За розміром зерен кускові силикагели широкого використання ділять на 4 марки (7,0 2,7; 3,5-1,5; 2,0-0,25; 0,5-0,2 мм), а гранульовані - на 2 марки (7,0 2,7 і 3,5-1,0 мм).
Для їх позначення використовують літерні сполучення:
КСК - великий силікагель великопористий,
КСС - великий силікагель срсднепорістий,
МСМ - невеликий силікагель дрібнопористий і т. п.
Середні фракції силикагелей називають шихтою і позначають відповідно як ШСК, ШСС і ШСМ. Гранульований дрібнопористий силікагель містить 4-10% Аl2 O3 в якості добавки, попереджуючим розтріскування його гранул.
Обсяг пір силикагелей становить 0,3-1,2 см3/г, їхня питома поверхня знаходиться в межах 300-750 м3/г, а гравіметрична щільність укладена в інтервалі 0,4-0,9 г/см3. Останній показник може служити непрямою характеристикою пористої структури силикагелей: для дрібнопористих силикагелей він становить 0,7-0,8 г/см3, а для крупнопористих - 0,4 - 0,5 г/см3. Теплоємність силикагелей - 0,92 кДж/(кг-К), теплопровідність при 30 ° С дорівнює 0,11 кДж/(м * ч * К).
силикагелями служать для поглинання полярних речовин. Дрібнопористі силикагели використовують для адсорбції легкоконденсіруемих парів і газів, великопористі і частково среднепорістие силикагели служать ефективними поглиначами парів органічних сполук. Висока спорідненість поверхні силикагелей до пар води обумовлює широке їх використання, а як агентів осушки різноманітних газових середовищ. Силикагели негорючі і характеризуються низькою температурою регенерації (110-200 ° С) і досить високою механічною міцністю. У той же час вони руйнуються під дією краплинної вологи, що необхідно враховувати при їх використанні в системах газоочистки.
3.3 Активні вугілля
Активні вугілля характеризуються гидрофобностью (поганий сорбіруємості полярних речовин, до яких належить і вода). Ця властивість визначає широке їх використання в практиці рекупераціонние та санітарної очистки газів, що відходять різноманітної вологості.
Для адсорбції газів і парів використовують мікропористі гранульовані активні вугілля. З цією метою промисловість випускає в даний час наступні марки газових і рекупераційних активних вугілля: АГ - 2, СКТ, АР, СКТ - 3, АРТ. Вугілля АГ - 2 (марок А і Б) та АР (марок АР-А, АР-Б, АР-В) отримують з кам'яновугільної пилу і смоли методом парогазової активації. Вугілля СКТ синтезують з торфу, а вугілля СКТ - 3 і АРТ (марок АРТ - 1 і АРТ - 2) - з торфу і кам'яновугільної пилу методом хімічної активації. Вугілля АГ - 2 призначені для адсорбції газів, вугілля СКТ - для уловлювання парів органічних речовин, вугілля АР, СКТ - 3 і АРТ для очищення газів від парів летких розчинників. Активні вугілля для газоочистки характеризуються об'ємом мікропор в межах 0,24- 0,48 см3/г при сумарному обсязі пір 0,52 - 1,00 см3/г, гравіметрична щільність їх гранул становить 0,3 - 0,6 г/см3. Теплоємність сухого вугілля - 0,84 кДж/(кг * К), теплопровідність при 30 ° С - 0,17 0,28 Вт/(м * К).
Активні вугілля виробляють у вигляді циліндричних гранул діаметром 1-6 мм і довжиною, зазвичай перевершує поперечний розмір гранул, і найчастіше застосовують у вигляді стаціонарного шару, через який фільтрують підлягає очищенню газовий потік. У відповідності з ді...
