Практикум : учеб метод пособие для студентов специальности 1-48 01 01 «Химическая технология неорганических веществ, материалов и изделий»

 
 Исследование адсорбционных свойств цеолитов 
Основными адсорбционными показателями для оценки воз-
можности применения адсорбента, являются динамическая и рав-
новесная его емкости по адсорбатам. В качестве примера рассмот-
рена методика исследования адсорбционных свойств цеолитов, 
которая предусматривает определение их динамической и равно-
весной емкости при адсорбции диоксида углерода из осушенного 
воздуха при давлении, близком к атмосферному. Схема использу-
емой в этих целях установки представлена на рис. 6. 
Атмосферный воздух после нагнетателя проходит через 
фильтр 2 для очистки от механических примесей, реометр 3, осу-
шитель 5 и поступает в адсорбер 6, заполненный цеолитом, после 
которого сбрасывается в атмосферу через газовый счетчик 13 мар-
ки ГСБ-400. Для обеспечения в течение исследований постоянной 
температуры осушитель и абсорбер располагаются в ванне с во-
дой 4, температура которой поддерживается на уровне 20 ± 0,5°С. 
Слой цеолита в адсорбере имеет размеры: диаметр – 25 мм, 
высота – 30 мм. Масса цеолита составляет примерно 100 г. Пе- 
ред исследованиями цеолит регенерируется при температуре 
(450 ± 20)°С в течение 4 ч, с одновременной продувкой сухим 
и очищенным от СО
2
газом. 
Схема установки предусматривает регулирование расхода 
воздуха игольчатым вентилем 1; возможность определения влаж-
ности и содержания диоксида углерода в воздухе после осушителя 

---

35 
с помощью приборов 12 и 7, а также непрерывного измерения 
содержания СО
2
после адсорбера прибором 8. 
Рис. 6. Схема установки для определения динамической 
и равновесной емкости цеолита при адсорбции диоксида углерода 
из сухого воздуха при атмосферном давлении:
1 – игольчатый вентиль; 2 – фильтр; 3 – реометр; 4 – ванна с водой;
5 – осушитель; 6 – адсорбер; 7, 8 – газоанализаторы ГИАМ;
9–11 – зажимы; 12 – влагомер типа ПРТ-19 или ИВГ-1;
13 – газовый счетчик ГСБ-400 
В результате удается получить данные об изменении в те-
чение опыта расхода очищаемого воздуха, содержания диоксида 
углерода в потоке воздуха до и после адсорбера. 
По этим данным строится выходная кривая, т. е. зависимость 
содержания СО
2
от продолжительности работы адсорбера, по ко-
торой определяются время, соответствующее содержанию СО
2
в по-
токе воздуха на уровне 5 млн
−1
, и время работы адсорбера до про-
скокового содержания, равного 0,5 С
0
, где С
0 
–
содержание СО
2
на входе в адсорбер (млн 
−1
). 
Далее по указанным ниже зависимостям определяются дина-
мическая А
дин
и равновесная емкость А
ст
исследованного цеолита: 
0 в 5
дин
адс
(
0,001)
С G T
А
m
⋅
=
; (37) 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7
8
9
10
11 
12
13 

---

36 
0 в 0,5
ст
адс
(
0,001)
С G T
А
m
⋅
=
, (38) 
где G
в
– расход воздуха, дм
3
/мин; T
5
– время работы адсорбера 
в минутах до проскокового содержания СО
2
= 5 · 10
−6
; m
адс
– масса 
сухого адсорбента, г; Т
0,5
– время работы адсорбера в минутах до 
проскокового содержания, равного 0,5 + С
0
. 
Рассматриваемая методика предназначена для контроля ад-
сорбционных характеристик цеолитов, полученные результаты 
после дополнительной их обработки могут быть использованы для 
расчета адсорберов блоков комплексной очистки (БКО). 
Динамическая емкость цеолитов, предназначенных для очист-
ки воздуха в блоках комплексной очистки, должна быть не менее 
4,2 см
3
/г (при диаметре зерна 2 мм), а равновесная – не менее 
5,5 см
3
/г. 
Основные характеристики цеолитов, которые следует прини-
мать во внимание при разработках БКО, приведены в табл. 2. 
Таблица 2