Лабораторная работа №2 Адсорбционная очистка газа от кислых примесей цеолитами

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2


Адсорбционная очистка газа от кислых примесей цеолитами


Адсорбционные методы очистки газов основаны на селективном извлечении кислых компонентов твердыми поглотителями – адсорбентами. В том случае, когда извлекаемый компонент удерживается адсорбентом (активированный уголь, цеолиты) только физическими силами, имеет место физическая адсорбция. Если извлекаемый компонент вступает с адсорбентом (оксиды железа, цинка, молибдена) в химическое взаимодействие говорят о химической адсорбции.
Эффективные адсорбенты диоксида углерода — цеолиты. Молекулы диоксида углерода достаточно малы. Их диаметр составляет около 0,31 нм (3,1 А), что по­зволяет им проникать во внутреннюю структуру большинства цеолитов. Десорбцию поглощенных ком­понентов осуществляют понижением давления и повышением температуры.
Молекулярные сита (цеолиты) – это синтетические кристаллические алюмосиликаты, в каркасе которых кремний и алюминий находятся в тетраэдрической конфигурации, и содержащие щелочные металлы. Строение цеолитов представлено системой регулярных каналов и сообщающихся плоскостей с размером пор от 0,3 до 1,0 нм в зависимости от типа цеолита. В ходе процесса адсорбции примеси, присутствующие в газе, должны продиффундировать через поры и поверхности внутренних плоскостей. В промышленности применяются цеолиты, сформированные в виде таблеток или шариков размером около 3 мм.
По сравнению с другими адсорбентами молекулярные сита имеют большую поглотительную способность, менее подвержены загрязнению и закоксовыванию, лучше извлекают примеси и, благодаря наличию регулируемого размера пор, обладают уникальной селективностью адсорбции в зависимости от размеров молекул. Их использование позволяет снизить удельный объем адсорбента, работать при более низком перепаде давлений на слое адсорбента, исключить потери газа из-за адсорбции ряда его компонентов, обеспечить более длительную и надежную работу установки.
Наиболее часто для адсорбции используют цеолит СаА. Процесс идет под давлением 1,7-5 МПа. Вместе с диоксидом углерода цеолиты поглощают и пары воды. Поэтому одновременно с очисткой газов от диоксида углерода происходит их осушка.