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【氧化铝|吸附剂知识普及(上)—选择和工业上常用的类别】何为吸附剂?就是可使活性成分附着在其颗粒表面 , 使液态微量化合物添加剂变为固态化合物 , 有利于实施均匀混合 。 这篇文章将会详细的为您介绍吸附剂相关内容 。
一、吸附剂的选择
如何选择、使用和评价吸附剂 , 是吸附操作中必须解决的首要问题 。 一切固体物质的表面 , 对于流体都具有物理吸附的作用 , 但合乎工业要求的吸附剂则应具备如下一些要求:
1.具有大的比表面积
吸附剂的有效表面积包括颗粒的外表面积和内表面积 , 而内表面积总是比外表面积大得多 , 例如硅胶的内表面积达500㎡/g活性炭的内表面积达1000㎡/g只有具有高度疏松结构和巨大暴露表面积的孔性物质 , 才能提供如此巨大的比表面积 。
2.具有良好的选择性吸附作用
例如活性炭吸附二氧化硫(或氨)的能力 , 远大于吸附空气的能力 , 故活性炭能从空气与二氧化硫(或氨)的混合气体中优先吸附二氧化硫(或氨) , 达到分离净化废气的目的 。
3.吸附容量大
吸附容量是指在一定的温度、吸附质浓度下 , 单位质量(或单位体积)吸附剂所能吸附的最大量 。 吸附容量除与吸附剂表面积有关外 , 还与吸附剂的孔隙大小、孔径分布、分子极性及吸附剂分子上官能团性质等有关 。 吸附容量大 , 可降低处理单位流体所需的吸附剂用量 。
4.具有良好的机械强度和均匀的颗粒尺寸
如果颗粒太大或不均匀 , 易造成短路和流速分布不均 , 引起气流返混降低吸附分离效率;如果颗粒太小 , 床层阻力过大 , 严重时会将吸附剂带出器外 。 同时吸附剂是在温度、湿度、压力等操作条件变化的情况下工作的 , 这就要求吸附剂有良好的机械强度和适应性 。 尤其是采用流化床吸附装置 , 吸附剂的磨损大 , 对机械强度的要求更高 , 否则将破坏吸附正常操作 。
5.有足够的热稳定性及化学稳定性
6.有良好的再生性能
吸附剂在吸附后需再生使用 , 不间断地进行吸附与再生操作 , 再生效果的好坏往往是吸附技术能否使用的关键 , 要求吸附剂再生方法简单、再生活性稳定 。 7.吸附剂的来源广泛、价格低廉 。 实际中 , 很难找到一种吸附剂能同时满足上述所有要求 , 因而在选择吸附剂时要权衡多方面的因素 。 同时 , 目前对吸附过程的实质还了解得不十分清楚 , 因而鉴别吸附剂吸附性能 , 还只能依靠实验测定和生产中考查 , 尚不能从理论上推出 。
二、工业上常用的吸附剂
下面简要介绍一些工业上常用的吸附剂 。
(一)活性氧化铝和氧化铝
活性氧铝是由含水氧化铝经加热脱水活化而制成 , 有粒状、片状和粉状 。 它有良好的机械强度 , 可以在移动床中使用 。 活性氧化铝主要用于空气或气体的干燥 , 碳氢化合物或石油气的浓缩、脱硫 , 焦炉气精制 , 含氟废气的净化等 。 氧化铝炼铝厂直接用电解铝的原料-氧化铝吸附净化炼铝排放的含氟废气 , 既净化了废气 , 又回收氟化氢作为电解铝的原料 。
(二)活性炭
活性炭是许多具有吸附性能的碳基物质的总称 , 活性炭的主要成分是碳 。 几乎所有含碳的物质如煤、木材、锯木、骨头、椰子壳、果核、核桃壳等 , 在低于873K下进行碳化 , 所得残炭再用水蒸气或过热空气进行活化处理(近来还有用氯化锌、氯化镁、氯化钙和硫酸代替蒸汽作活化剂)即可制得 。 其中最好的原料是椰子壳 , 其次是核桃壳和水果核等 。 活性炭作吸附剂的用途甚广 , 可用于混合气体中有机溶剂蒸气(苯、甲苯、二甲苯、丙酮、乙醇、乙醚、甲醛等)的回收;烃类气体的提浓分离;空气或其他气体的脱臭;废水、废气(合有SO2、NO2、H2S、Cl2、CS2、CCL4等)的净化处理 。 活性炭的缺点是它的可燃性 , 因而使用温度一般不能超过473K 。
(三)硅胶
硅胶是一种坚硬多孔的固体颗粒 , 其分子式为SiO2·H2O其制备方法是将水玻璃(硅酸钠)溶液用酸处理 , 沉淀后得到硅酸凝胶 , 再经老化、水洗(去盐)、干燥而得 。 硅胶是工业上和实验室常用的吸附剂 , 主要用于气体或液体的干燥、烃类气体的回收、废气(含SO2、NOx)净化 。
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