Абсорбционные и адсорбционные методы очистки газов

19

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

2. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА АБСОРБЦИИ

2.1 Физические основы процесса абсорбции

2.2 Применение абсорбционной очистки

2.3 Недостатки и преимущества абсорбционного метода очистки газов

3. ОСНОВЫ ПРОЦЕССА АДСОРБЦИИ

3.1 Основы процесса адсорбции

3.2 Силикагели

3.3 Активные угли

3.4 Алюмогели

3.5 Цеолиты

3.6 Иониты

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Технологические и дымовые газы промышленных предприятий в большинстве случаев содержат газообразные компоненты (SO₂ , H₂S, Cl, HCl и др.), которые попадают вместе с этими газами в атмосферу и вызывают её загрязнение. Многие из этих газообразных компонентов после их улавливания могут быть использованы для в промышленных условиях кислот, серы, удобрений и других ценных химических продуктов. Очистить газы от определённых газообразных компонентов можно следующими методами:

1. Адсорбцией - поглощением газов или паров поверхностью твёрдых тел, называемых адсорбентами. Адсорбенты отличаются высокой пористостью и большой удельной поверхностью. Распространёнными адсорбентами являются активированный уголь и силикагель (гель кремниевой кислоты). Адсорбенты используют в виде зёрен размером 2-8 мм или в пылевидном состоянии. Адсорбцию применяют для поглощения паров и газообразных компонентов, содержащихся в незначительном количестве в очищаемом газе.

2. Абсорбцией - поглощением паров и газообразных компонентов жидкими поглотителями (абсорбентами) вследствие диффузии этих компонентов в жидкий поглотитель. Подбирая нужный абсорбент, можно очистить газ только от требуемого ценного или вредного газового компонента. В промышленности абсорбцией пользуются для поглощения водяных паров, содержащихся в газе, используя в качестве поглотителя концентрированную серную кислоту; поглощением из газа серного ангидрида олеумом ; поглощением аммиака и хлористого водорода водой и т.п.

Процесс абсорбции может быть прерывистым и непрерывным. При прерывистом процессе абсорбцию осуществляют до полного насыщения растворителя газообразным компонентом. При непрерывном процессе абсорбцию осуществляют до полного насыщения растворителя газообразным компонентом. При непрерывном процессе очищаемый газ постоянно контактируется со свежей промывной жидкостью.

3. Десорбцией - процессом, обратным абсорбции. Десорбцией можно выделить из раствора растворённый в нём газовый компонент в токе инертного газа (воздуха, водяного пара), в вакууме или при выпаривании раствора. Десорбцию применяют в том случае, когда газообразный компонент не используют или он может быть использован при невысокой концентрации, а также для получения более концентрированной смеси, чем исходная газовая смесь.

4. Химической абсорбцией - удалением газа от отдельных газообразных примесей компонентов в процессе промывки газа растворами, которые вступают с этими компонентами в химические реакции.

В металлургической промышленности для очистки газов от газообразных примесей большей частью используют абсорбцию и химическую абсорбцию. Зачастую эти два процесса проходят одновременно. Адсорбцией очищают газы SO₂, H₂S, Cl и других компонентов. Для химической очистки газа от отдельных газообразных компонентов в процессах абсорбции и химической абсорбции применяют аппараты, называемые абсорберами. К ним относятся аппараты, в которых обеспечивается хороший контакт газа с промывной жидкостью: скрубберы с насадками, барботажные и пенные аппараты, турбулентные промыватели, колонны с колпачковыми, сетчатыми и провальными тарелками, механические скрубберы. В барботерах и турбулентных промывателях химическая очистка газа проходит эффективно, но они создают большое гидравлическое сопротивление проходу газа и требуют повышенного расхода энергии на преодоление этого сопротивления.

2. ПРОЦЕСС АБСОРБЦИИ

2.1 Физические основы процесса абсорбции.

Растворимость газа в жидкости от свойств газа и жидкости, от температуры от температуры и парциального давления газового компонента в газовой смеси над жидкостью и характеризуется законом Генри:

Н/м², (1)

где p - парциальное давление газового компонента над жидкостью, Н/м², т.е. это давление, которое имел бы этот компонент в объёме газовой смеси, если бы в этом объёме не было бы других газовых компонентов;

ш - коэффициент пропорциональности, имеющий размерность давления и зависящий от свойств растворённого газового компонента, жидкости и температуры;

x - содержание газового компонента в жидкости, кг/кг поглотителя.

Зная парциальное давление газового компонента и газовой смеси, можно найти его объёмную концентрацию

кг/м³, (2)

где М - молекулярная масса компонента, кг;

p - парциальное давление газового компонента, Н/м²;

R - газовая постоянная, равная 8314 Дж/(кг•^оС);

t - температура газа, ^оС.

Чем выше парциальное давление газового компонента в газовой среде над жидкостью, тем больше количество может раствориться в жидкости. С повышением температуры растворимость газа в жидкости понижается. По истечении некоторого времени между жидкостью и газом всегда устанавливается равновесное состояние, при котором в жидкость будет поступать из газа и из жидкости будет выделятся в газ одинаковое количество газообразного компонента. Если в жидкости отсутствует газообразный компонент, способный в ней раствориться, то как бы ни было мало его количество в газе над жидкостью, часть его перейдёт в жидкость. Такое же явление наблюдают при переходе газового компонента из жидкости в газ, в котором он отсутствует.

Растворимость газа в жидкости зависит и от характеристики жидкости. В некоторых жидкостях газ может хорошо растворяться, в других - плохо. Поэтому для очистки газа от какого либо газообразного компонента необходимо применять определённую промывную жидкость. Закон Генри не применим к высококонцентрированным растворам и тогда, когда между растворяемым и компонентом и жидкостью осуществляется химическое взаимодействие. Таким образом, в процессе абсорбции происходит массообмен между газом и жидкостью, в результате чего определённый газовый компонент постепенно переходит в жидкость. Количество жидкости, которое требуется для растворения данного количества газообразного компонента, определяется на основании материального баланса массобмена. Рассмотрим процесс массообмена, происходящий в насадочном скруббере, в котором газ движется снизу вверх навстречу орошающей его жидкости. Обозначим количество газа, которое требуется очистить, G кг/с, а количество газа, требуемой для растворения содержащегося в газе газообразного компонента, L кг/с. Пусть концентрация газового компонента, подлежащего удалению из газа, была в газе на входе его в аппарат y_н кг/кг, а на выходе из аппарата y_к кг/кг. Содержание этого же газообразного компонента в жидкости, поступающей на орошение, будет x_н кг/кг, а на выходе из аппарата x_к кг/кг. Тогда количество газового компонента, которое должно быть выведено из газа составит M = G(y_н-y_r) кг/с. Это же количество газового компонента растворится в жидкости M = L(x_к - x_н) кг/с. Следовательно можно расписать уравнение материального баланса массобмена

G(y_н -y_к )= L(x_к- x_н), (3)

Откуда количество промывной жидкости составит

кг/с. (4)

Из уравнения 4 можно найти удельный расход поглотительной жидкости

кг/кг. (5)

Эта формула представляет собой уравнение прямой с тангенсом угла наклона, равным m, которое характеризует изменение концентрации газового компонента по высоте аппарата. Такую линию называют рабочей линией массообмена. Количество газового компонента, переходящего в единицу времени из газовой среды в жидкость, зависит от разности концентраций этого компонента в газе и жидкости, от поверхности соприкосновения газовой среды с жидкостью и способа их соприкосновения, а также от свойств газа и жидкости:

M = KFД кг/с, (6)

где F - поверхность соприкосновения газа с жидкостью, м² ;

Д - движущая сила массопередачи (абсорбции) представляет собой среднюю разность концентраций поглощаемого газового компонента в газовой среде в начале процесса и равновесной концентрации этого компонента над поглощаемым раствором. Движущая сила процесса может быть выражена в любых единицах, применяемых для выражения состава фаз, кг/м³, Н/м³, кг/кг;

К - коэффициент пропорциональности, называемый коэффициентом массопередачи, который характеризует скорость растворения газового компонента в жидкости. Размерность К зависит от размерности движущей силы процесса массопередачи.

Из уравнения 6 можно найти значение поверхности соприкосновения газовой и жидких фаз, которая определяет размер аппарата для очистки газа

м². (7)

Для получения аппаратов меньшего размера нужно создать условия, при которых значения коэффициента массопередачи K и движущей силы массопередачи Д были бы максимальными.

2.2 Применение абсорбционной очистки

Абсорбционная очистка - непрерывный и, как правило, циклический процесс, так как поглощение примесей обычно сопровождается регенерацией поглотительного раствора и его возвращением в начале цикла очистки. Применение абсорбционного метода очистки обусловлено высокой интенсивностью абсорбционных процессов, позволяющей создавать высокопроизводительные газоочистные установки, возможностью применения метода для очистки газов, содержащих и вредные газы, и пыль, и, наконец, наличием огромного опыта эксплуатации абсорбционного оборудования в различных технологических процессах и в первую очередь в химической технологии.

2.3 Недостатки и преимущества абсорбционного метода очистки газов

Абсорбционный метод очистки газов не свободен от определенных недостатков, связанных, прежде всего, с громоздкостью оборудования. Этот метод достаточно капризен в эксплуатации и связан с большими затратами. К недостаткам абсорбционного метода следует отнести также образование твердых осадков, что затрудняет работу оборудования, и коррозионную активность многих жидких сред. Однако, не смотря на эти недостатки, абсорбционный метод еще широко применяется в практике газоочистки, так как он позволяет улавливать наряду с газами и твердые частицы, отличается простотой оборудования и открывает возможности для утилизации улавливаемых примесей.

3. ПРОЦЕСС АДСОРБЦИИ

3.1 Основы процессы адсорбции

Адсорбционные методы используют для очистки газов с невысоким содержанием газообразных и парообразных примесей. В отличие от абсорбционных методов они позволяют проводить очистку газов при повышенных температурах.

Целевой компонент, находящийся в подвергаемой очистке газовой фазе, называют адсорбтивом, этот же компонент в адсорбированном состоянии -- адсорбатом.

Различают физическую и химическую адсорбцию (хемосорбцию). При физической адсорбции поглощаемые молекулы газов и паров удерживаются силами Ван-дер-Ваальса, при хемосорбции-- химическими силами.

В качестве адсорбентов используют пористые материалы с высокоразвитой внутренней поверхностью. Последние могут иметь синтетическое или природное происхождение.

Внутренняя структура наиболее распространенных на практике промышленных адсорбентов характеризуется наличием различных размеров и форм пустот или пор, среди которых различают макро-, переходные (мезо-) и микропоры. Суммарный объем последних в единице массы или объема адсорбента определяет в решении задач газоочистки как скорость (интенсивность) поглощения целевого компонента, так и адсорбционную способность (величину адсорбции) твердым поглотителем этого компонента.

Суммарный объем микропор обычно не превышает 0,5 см³ /г. Их размеры условно ограничены величиной эффективного радиуса r_эф =1,5*10^-9 м и соизмеримы с r_эф адсорбируемых молекул. Характерной особенностью адсорбции в микропорах в этой связи является заполнение их объема адсорбируемыми молекулами.

Переходные поры характеризуются величинами эффективных радиусов от 1,5*10^-9 до 2*10^-7 м. В отличие от микропор в них возможна слоевая моно- или полимолекулярная адсорбция, так как адсорбционные силы здесь не перекрывают всего объема пор ввиду небольших полей их действия. Завершение заполнения объема переходных пор происходит при определенных условиях по механизму капиллярной конденсации, вызываемой понижением давления пара адсорбируемого вещества над вогнутым под действием сил поверхностного натяжения мениском жидкости в порах (капиллярах). Отнесенная к единице массы удельная поверхность переходных пор промышленных адсорбентов обычно находится в интервале 10 -- 400 м² /г.

Макропоры промышленных адсорбентов обладают размерами эффективных радиусов, превосходящими 2*10^-7 м. Удельная поверхность этой разновидности пор обычно составляет лишь 0,5 - 2 м² /г, что предопределяет ничтожную величину адсорбции на их стенках. Капиллярная конденсация в этих порах отсутствует. Макро- и переходные поры выполняют роль транспортных путей, обеспечивающих при адсорбции доступ поглощаемых молекул в микропоры и эвакуацию адсорбата при регенерации адсорбента.

Основные типы промышленных адсорбентов являются смешаннопористыми материалами, однако в соответствии с преобладающим в их структуре размером пор они могут подразделяться на микро-, переходно- и макропористые.

Пористые адсорбенты характеризуют величинами истинной, кажущейся и насыпной (гравиметрической) плотности. Истинная плотность с_и выражает массу единицы объема плотного (без пор) вещества адсорбента:

где G -- масса адсорбента;

V₁ -- объем адсорбента с учетом пор;

V₂ -- объем пор.

Кажущаяся плотность р_к выражает массу гранулы адсорбента, отнесенную к ее объему. Насыпная плотность р_н гранул адсорбента выражает массу единицы объема их слоя. Насыпная и кажущаяся плотности связаны с пористостью (порозностью) слоя адсорбента е, выражающей долю свободного объема слоя, соотношением:

Следовательно,

Аналогичное выражение определяет пористость е' гранул (зерен) адсорбента:

Величину пористости слоя определяют форма гранул адсорбента и характер их расположения (упаковки) в слое. Форма гранул промышленных адсорбентов обычно не является шаровидной, поэтому в соответствующих расчетах используют величину эквивалентного диаметра d_э :

где S_v -- удельная геометрическая поверхность единицы объема, представляющая отношение величины поверхности гранул к их объему V'.

К основным типам промышленных адсорбентов относятся активные угли, силикагели, алюмогели (активный оксид алюминия), цеолиты и иониты.

3.2 Силикагели

Силикагели по своей химической природе представляют собой гидратированные аморфные кремнеземы (SiO₂ *nН₂ О), являющиеся реакционноспособными соединениями переменного состава, превращения которых происходят по механизму поликонденсации:

nSi(ОН)₄ > Si_n O_{2 n - m} +(2n-m)Н₂ O.

Поликонденсация ведет к формированию структурной сетки сфероподобных частиц коллоидных размеров (2*10^-9 -2*10^-8 м), сохраняющейся при высушивании гидрогеля кремневой кислоты и образующей жесткий кремнекислородный каркас. Зазоры между частицами образуют пористую структуру силикагеля. Для получения силикагелей в промышленности обычно используют метод осаждения аморфного кремнезема из силикатов щелочных металлов минеральными кислотами. Выпускают силикагель в виде шариков, таблеток или кусочков неправильной формы. Размеры их зерен составляют от 0,1 до 7,0 мм. Адсорбционные и химические свойства силикагелей существенно зависят от наличия на их поверхности групп ? Si--ОН.

По характеру пористой структуры силикагеля классифицируют на крупно-, средне- и мелкопористые, к которым относят кусковые и гранулированные материалы, характеризующиеся средним радиусом пор, составляющим соответственно ?5*10^-9 , (5-1,5)*10^-9 и (1,5-1,0)* 10^-9 м. По размеру зерен кусковые силикагели широкого использования делят на 4 марки (7,0- 2,7; 3,5-1,5; 2,0-0,25; 0,5-0,2 мм), а гранулированные -- на 2 марки (7,0- 2,7 и 3,5-1,0 мм).

Для их обозначения используют буквенные сочетания:

КСК -- крупный силикагель крупнопористый,

КСС -- крупный силикагель срсднепористый,

МСМ -- мелкий силикагель мелкопористый и т. п.

Средние фракции силикагелей называют шихтой и обозначают соответственно как ШСК, ШСС и ШСМ. Гранулированный мелкопористый силикагель содержит 4--10% Аl₂ O₃ в качестве добавки, предупреждающей растрескивание его гранул.

Объем пор силикагелей составляет 0,3-1,2 см³ /г, их удельная поверхность находится в пределах 300-750 м³ /г, а гравиметрическая плотность заключена в интервале 0,4-0,9 г/см³ . Последний показатель может служить косвенной характеристикой пористой структуры силикагелей: для мелкопористых силикагелей он составляет 0,7-0,8 г/см³ , а для крупнопористых - 0,4 - 0,5 г/см³ . Теплоемкость силикагелей -- 0,92 кДж/(кг-К), теплопроводность при 30 °С равна 0,11 кДж/(м*ч*К).

Силикагели служат для поглощения полярных веществ. Мелкопористые силикагели используют для адсорбции легкоконденсируемых паров и газов, крупнопористые и частично среднепористые силикагели служат эффективными поглотителями паров органических соединений. Высокое сродство поверхности силикагелей к парам воды обусловливает широкое их использование, а качестве агентов осушки разнообразных газовых сред. Силикагели негорючи и характеризуются низкой температурой регенерации (110--200 °С) и достаточно высокой механической прочностью. В то же время они разрушаются под действием капельной влаги, что необходимо учитывать при их использовании в системах газоочистки.

3.3 Активные угли

Активные угли характеризуются гидрофобностью (плохой сорбируемостью полярных веществ, к которым принадлежит и вода). Это свойство определяет широкое их использование в практике рекуперационной и санитарной очистки отходящих газов разнообразной влажности.

Для адсорбции газов и паров используют микропористые гранулированные активные угли. С этой целью промышленность выпускает в настоящее время следующие марки газовых и рекуперационных активных углей: АГ-2, СКТ, АР, СКТ-3, АРТ. Угли АГ-2 (марок А и Б) и АР (марок АР-А, АР-Б, АР-В) получают из каменноугольной пыли и смолы методом парогазовой активации. Уголь СКТ синтезируют из торфа, а угли СКТ-3 и АРТ (марок АРТ-1 и АРТ-2)- из торфа и каменноугольной пыли методом химической активации. Угли АГ-2 предназначены для адсорбции газов, уголь СКТ -- для улавливания паров органических веществ, угли АР, СКТ-3 и АРТ- для очистки газов от паров летучих растворителей. Активные угли для газоочистки характеризуются объемом микропор в пределах 0,24-- 0,48 см³ /г при суммарном объеме пор 0,52 - 1,00 см³ /г, гравиметрическая плотность их гранул составляет 0,3 - 0,6 г/см³ . Теплоемкость сухого угля - 0,84 кДж/(кг*К), теплопроводность при 30°С-- 0,17-- 0,28 Вт/(м*К).

Активные угли производят в виде цилиндрических гранул диаметром 1-6 мм и длиной, обычно превосходящей поперечный размер гранул, и чаще всего применяют в виде стационарного слоя, через который фильтруют подлежащий очистке газовый поток. В соответствии с действующими стандартами и технологическими условиями размер поперечника гранул углей может изменяться в определенных пределах. В этой связи в отдельных случаях с целью интенсификации соответствующих процессов гранулированные угли перед использованием подвергают дроблению и классификации с выделением необходимых узких фракций. Существенными недостатками активных углей являются относительно невысокая механическая прочность и горючесть.

Значительный интерес применительно к решению задач газоочистки в последнее время вызывают такие нетрадиционные углеродные адсорбенты, как активные угли из полимерных материалов, молекулярно-ситовые активные угли и активированные углеродные волокна.

Производимые из полимерных материалов активные угли характеризуются развитой системой микропор с диаметром (1--1,5)*10^-9 м, более регулярной структурой, обеспечивающей определенное улучшение прочностных характеристик, и повышенной адсорбционной активностью при низких содержаниях целевых компонентов в очищаемых газах.

Молекулярно-ситовые активные угли отличаются высокой однородностью микропористой структуры и обладают микропорами еще более узких размеров [(0,4--0,7) * 10^-9 м], имеющих тот же порядок, что и размеры молекул. Перспективным направлением их использования полагают очистку влажных газов.

Активированные углеродные волокна представляют собой изготовляемые из синтетических волокон микропористые адсорбенты с Широкой гаммой физических форм продукции на их основе (путанка, нетканые изделия, войлок, ткань и другие материалы), обеспечивающей разнообразность аппаратурного оформления соответствующих процессов газоочистки. Наряду с высокой термохимической стойкостью и хорошими поглотительными и фильтрующими свойствами волокнистые углеродные адсорбенты ввиду весьма малых диаметров их волокон, составляющих (0,6--1,0)*10^-5 м, характеризуются повышенными скоростями адсорбционно - десорбционных процессов.

3.4 Алюмогели

Алюмогель (активный оксид алюминия Аl₂ О₃ *nН₂ О, где 0<n<0,6) получают прокаливанием различных гидроксидов алюминия. При этом в зависимости от типа исходного гидроксида, наличия в нем оксидов щелочных и щелочно-земельных металлов, условий термической обработки и остаточного содержания влаги получают различные по структуре типы алюмогеля. Его промышленные сорта обычно содержат г-Al₂ O₃ и реже ч-А1₂ O₃ и другие модификации Al₂ O₃ . Их щелевидные или бутылкообразные поры образованы первичными кристаллическими частицами размером (3-8) *10^-9 м.

Основные марки выпускаемого отечественной промышленностью активного оксида алюминия представляют собой цилиндрические гранулы диаметром 2,5-5,0 мм и длиной 3-7 мм, а также шариковые гранулы со средним диаметром 3-4 мм. Удельная поверхность алюмогелей составляет 170-220 м² /г, суммарный объем пор находится в пределах 0,6-1,0 см³ /г, средний радиус пор и гравиметрическая плотность гранул цилиндрической и шариковой формы составляют соответственно (6-10)*10^-9 и (3-4)*10^-9 м и 500-700 и 600-900 кг/м³ . В отличие от силикагелей алюмогели стойки к воздействию капельной влаги. Их используют для улавливания полярных органических соединений и осушки газов.

Цеолиты представляют собой алюмосиликаты, содержащие в своем составе оксиды щелочных и щелочно-земельных металлов и характеризующиеся регулярной структурой пор, размеры которых соизмеримы с размерами молекул, что определило и другое их название - «молекулярные сита». Общая химическая формула цеолитов Ме₂ /_n О*Аl₂ О₃ *xSiO₂ *yН₂ О, (где Ме--катион щелочного металла, n-его валентность). Кристаллическая структура (алюмосиликатный скелет) цеолитов образована тетраэдрами SiO₄ и А1O₄ , их избыточный отрицательный заряд компенсирован положительным зарядом катионов соответствующих металлов. Катионы цеолитов в определенных условиях их обработки могут замещаться на соответствующие катионы контактируемых с ними растворов, что позволяет рассматривать цеолиты как катионообменники. Поглощение вещества происходит в основном в адсорбционных полостях цеолитов, соединяющихся друг с другом входными окнами строго определенных размеров. Проникать через окна могут лишь молекулы, критический диаметр которых (диаметр по наименьшей оси молекулы) меньше диаметра входного окна.

Цеолиты получают синтетическим путем и добывают при разработке природных месторождений. Среди многих десятков различных синтетических цеолитов в решении задач газоочистки в основном используют производимые в промышленных масштабах цеолиты общего назначения марок NаА, СаА, СаХ, МаХ, характеризующиеся диаметром входного окна, составляющим в ангстремах (1 Е=10^-9 м) соответственно 4, 5, 8 и 9. Первый индекс марки цеолита характеризует его обменный катион. Второй индекс обозначает тип кристаллической решетки цеолита-А или X, причем цеолиты с решеткой типа Х характеризуются входными окнами большего размера, чем таковые с решеткой типа А. Синтетические цеолиты выпускаются промышленностью в виде цилиндрических и шарообразных гранул, диаметр которых обычно составляет 2-5 мм, производимых с применением связующего материала (10--20% глины) или без него (в последнем случае механическая прочность гранул выше).

3.5 Цеолиты

Цеолиты обладают наибольшей адсорбционной способностью по парам полярных соединений я веществ с кратными связями в молекулах.

Цеолит NаА может адсорбировать большинство компонентов промышленных газов, критический диаметр молекул которых не превышает 4*10^-9 м.

К таким веществам относятся Н₂ S, СS₂ , СО₂ , NН₃ , низшие диеновые и ацетиленовые углеводороды, этан, этилен, пропилен, органические соединения, содержащие в молекуле одну метильную группу, а при низких температурах сорбции также СН₄ , Nе, Аr, Кr, Хе, О₂ , N₂ , СО. Пропан и органические соединения с числом атомов углерода в молекуле более трех этим цеолитом не адсорбируются.

Цеолит СаА характеризуется повышенной стойкостью в слабокислой среде, что предопределяет возможность его использования в процессах декарбонизации и сероочистки газов. Этот цеолит способен адсорбировать углеводороды и спирты нормального строения.

Цеолиты типа Х адсорбируют все типы углеводородов, органические сернистые, азотистые и кислородные соединения, галоидозамещенные углеводороды, пента- и декаборан. При полном замещении катиона натрия на катион кальция цеолит СаХ в отличие от цеолита NaХ не адсорбирует ароматические углеводороды и их производные с разветвленными радикалами.

Из природных цеолитов, в том числе высококремнистых кислотостойких форм известны клиноптилолит, морденит, эрионит. Содержание собственно цеолитов в некоторых месторождениях достигает 80--90%, а в отдельных случаях превосходит и эти величины. С разрабатываемых месторождений природные цеолиты поступают в виде образованных зернами неправильной формы фракций определенных размеров, получаемых дроблением и последующей классификацией соответствующих цеолитсодержащих пород. Однако присутствие в природных цеолитах различных примесей и сопутствующих пород, а также трудность обогащения сдерживают сколь-либо значительное их использование для решения задач очистки отходящих газов в промышленных условиях.

Цеолиты, так же, как силикагели и активный оксид алюминия, характеризуются значительной сорбционной способностью по парам воды. Наряду с этим цеолиты отличаются сохранением достаточно высокой активности по соответствующим целевым компонентам при относительно высоких (до 150-- 250 °С) температурах. Однако по сравнению с другими типами промышленных адсорбентов они имеют относительно небольшой объем адсорбционных полостей, вследствие чего характеризуются сравнительно небольшими предельными величинами адсорбции. Гравиметрическая плотность синтетических цеолитов составляет 600-900 кг/м³ .

3.6 Иониты

адсорбция абсорбция газообразный

Иониты -- высокомолекулярные соединения - пока еще не нашли широкого применения для очистки отходящих газов промышленности. Однако проводятся исследования по извлечению из газов кислых компонентов (оксидов серы и азота, галогенов и т. п.) на анионитах и щелочных - на катионитах.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Юдашкин М.Я. Очистка газов в металлургии. М.: Металлургия, 1976. 384 с

2. Родионов А.И. и др. Техника защиты окружающей среды. Учебник для вузов. - М.: Химия, 1989. - 512 с.

3. Комаров В. М. Адсорбенты и их свойства. Минск: Наука и техника, 1977 248 с.

Размещено на Allbest.ru