35. Характеристика промышленных адсорбентов, требования к ним.

Требования к пром. адсорбентам:

1.Иметь большую адсорбицонную способность при поглощении компонентов при небольших концентрациях их в газовых смесях.

2. Обладать высокой степенью селективности.

3.Иметь высокую механическую прочность.

4. Обладать способностью регенерации.

5. Иметь низкую стоимость.

Виды: Активированные угли, селикогели, алюмогели, циалиты (см 34)

36. Конструкционные особенности адсорбционых аппаратов

Подразделяются на периодического и непрерывного действия. Периодического действия бывают с неподвижным слоем и движущимся слоем адсорбента.

Адсорберы с неподвижным слоем:

1 ст – абсорбция

2 ст – десорбция

3 ст – сушка адсорбента

4 ст – охлаждение адсорбента

Адсорбер полочного типа с неподвижным слоем адсорбера

Адсорбер с движ. слоем адсорбента:

1. зона адсорбции (осн очистка)

2. распределит решетки

3. тарелки

4. подогреватель

5. затвор

Аппарат с псевдоожиженным слоем: Эффективность очистки 95-99%

1. псевдосжиж слой

2. тарелка с отв, ч/з кот проходит газ

3. переток

4. затвор

Комбинированный адсорбер. :

Эффективность очистки 95-99%

1-тарелка

2-переток

3-бункер

37. Области применения адсорбционной техники

- Очистка в-ха от вредных примесей, воды, сахарных свекол при сахароворении, продуктовых соков или других ж-тей, очистка отработанных смазочных масел(пищевая промышленность).

- Метод извлечения вредных в-в из крови чел-ка – гемосорбция(медицина).

- Тонкое разделение смеси веществ.

- выделение из сложных смесей определенного компонента.

- Удаление влаги как вредного компонента.

- Разделение алканов для получения нормальных углеводородов с получением пов-но активных в-в (ПАВ).

-Для разделения нефтей для получения моторных масел – крекинг.

- Разделение газовых смесей – использующихся для получения выделения кислорода (90-100%).

38. Очистка газов от оксида и диоксида углерода.

СО и СО₂ присутствуют в атм-ре в газообразном состоянии. СО₂ значительно легче выводится из атм-ры в процессе самоочищения, а СО сложно (очень токсичный). Он переносится на большие расстояния и долго нах-ся в неизменном виде в приземном слое атм-ры.

СО₂ –бесцветный газ, кисловатый запах и вкус. В воде СО₂ хорошо растворим (1:1 по объему), в рез-те чего образуется Н₂О + СО₂ = Н₂СО₃

При нагревании СО₂ улетучивается, при добавлении щелочи/кислот образуются карбонаты (гидрокарбонаты, которые нетоксичны.

СО –бесцветный газ без запаха и вкуса, плохо растворим в воде. ПДК_СО=1мг/м³ в населенных местах. Связывается с гемоглобином крови → отсут-е доступа кислорода.

Основные методы очистки:

1. абсорбция водой: Н₂О + СО₂ = Н₂СО₃

Н₂СО₃= Н₂О + СО₂

Максимальная поглотительная способность воды 8 кг СО₂ на 100 кг Н₂О. Очищенный газ выводится в атм-ру, а раствор СО₂ перекачивается в дегазатор (для дальнейшего исп-ния и хим. переработки).

+: отсут-вие токсичных отходов, выбрасываемых в ОС; экономичность; доступность растворителя (Н₂О); относительная простота технологич-го процесса и аппаратов.

- : небольшая поглотительная емкость Н₂О и недостаточная чистота СО_2.

2. абсорбция этаноламином СО₂: (RNH₃)₂CO₃ + СО₂ + Н₂О = 2(RNH₃)HCO₃

2(RNH₃)HCO₃= (RNH₃)₂CO₃ + СО₂ + Н₂О

Абсорбция СО₂ этаноламинами более широкое применение. Большая эффект-ть обусловлена наличием щелочных св-в и как следствие возм-ть поглощения из газ-х сред загрязненных не только СО₂, но и др. загрязнения (N₂S).

Моноэтаноламины хорошо поглощаются СО. В прмышленности чаще применяют моноэтаноламины как абсорбент эффект-ый по отношению к неск-ким компонентам. Недорогой, легко регенерируется.

3. метанирование СО и СО₂ : СО + 3Н₂ = СН₄ + Н₂О

СО₂ + 4Н₂ = СН₄ + 2Н₂О

• необходимо присутствие катализатора NiO, Al₂O₃

Метанирование исп-ся для очистки газов с остаточным кол-вом СО и СО₂ в присутствии катализатора. Одновременно из очищенного газа удал-ся СО₂ и О₂, а образующийся метан СН₄ м. исп-ся в технологическом процессе или сжигается.

4. абсорбция медно-аммиачным раствором:[Cu(NH₃)₂]⁺ + CO + NH₃ = [Cu(NH₃)₃CO]⁺

[Cu(NH₃)₃CO]⁺ = [Cu(NH₃)₂]⁺ + CO + NH₃

NH₃ + H₂O = NH₄OH

NH₄OH + CO₂ = (NH₄)₂CO₃ + H₂O

(NH₄)₂CO₃ + CO₂ + H₂O = 2NH₄HCO₃

Исп-ся для глубокой очистки газа от СО. Процесс идет под высоким давлением и т-ре близкой к О°С. Десорбцию СО проводят при атм-ном давлении и т-ре 80°С.

5. конверсия СО с водяным паром: СО + Н₂О = СО₂ + Н₂

• в присутствии катализаторов на основе железа

Конверсия СО водяным паром проводится в присутствии катализатора Fe₂O₃ и Cr₂O₃ и реакция конверсии экзотермична.