Адсорбция.

Этот метод основан на физических свойствах некоторых твердых тел с ультрамик­роскопической структурой селективно извлекать и концентрировать на своей поверхно­сти отдельные компоненты из газовой смеси. В пористых телах с капиллярной структу­рой возможен процесс капиллярной конденсации веществ. Различают два вида адсорб­ции: физическая и химическая (хемосорбция).

Физическая адсорбция.

Ее механизм состоит в следующем:

Молекулы газа прилипают к поверхности твердых тел под действием межмолекуляр­ных сил взаимного притяжения. Высвобождающаяся при этом теплота зависит от силы притяжения и совпадает с теплотой конденсации пара (достигает до 20 кДж/м³). При этом газ называется адсорбат, а поверхность адсорбент.

Преимущества этого метода состоят в обратимости: при увеличении температуры поглощенный газ легко десорбируется без изменения химического состава (это также происходит при уменьшении давления).

Химическая адсорбция (хемосорбция).

Механизм основан на химическом взаимодействии между адсорбатом и адсорби­руемым веществом. Освобождающаяся теплота значительно выше, чем при физической адсорбции (до 20 раз выше) и совпадает с теплотой реакции.

Недостаток хемосорбции заключается в том, что в данном случае она необратима, изменяется химический состав адсорбата. В качестве адсорбата выбирают вещества, имеющие большую площадь поверхности на единицу массы. Например, удельная поверхность активированных углей составляет 10⁵ - 10⁶ м²/кг. Их применяют для очистки газов от органических паров, удаления не­приятных запахов и газовых примесей в промышленных выбросах.

Адсорбентами могут быть и простые, и комплексные оксиды (активированный гли­нозем, силикагель, активированный оксид алюминия, синтетические цеолиты). Эти ад­сорбенты нельзя использовать для очистки влажных газов. Для повышения эффективности процесса адсорбенты пропитывают реактивными растворами. Основным параметром выбора адсорбента является адсорбционная способность по извлекаемому компоненту. Это масса вещества, поглощаемая одной единицей массы адсорбента. Она зависит от концентраций адсорбируемого вещества (парциального давления), от поверхности адсорбента, площади этой поверхности, физических, хими­ческих, электрических свойств - температуры и наличия примесей. Регенерация адсорбента осуществляется нагревом (с увеличением температуры ад­сорбционная способность уменьшается), либо продувкой паром или горячим газом.

Раздел 4. Теоретические основы защиты гидросферы и почвы

Тема 11. Теоретические основы защиты гидросферы Промышленные сточные воды

Промышленные сточные воды по характеру загрязнения подразделяются на кислотно-щелочные, с содержанием ионов тяжелых металлов, хром-, фтор-, и цианосодержащие. Кислотно-щелочные сточные воды образуются от процессов обезжиривания, химического травления, нанесения различных покрытий.

Хромосодержащие сточные воды в основном образуются в гальванических цехах от процессов хромирования, пассивации, травления. Эти стоки загрязнены ионами шестивалентного хрома, ионами трехвалентного хрома, железа, кадмия, цинка, меди и т.д.

Фторосодержащие сточные воды образуются в ряде технологических процессов, в которых используется плавиковая кислота, бифторид аммония или смесь плавиковой, азотной и других кислот.

Цианосодержащие сточные воды образуются от процессов цианистого меднения, цинкования, серебрения и др. Стоки загрязняются простыми и комплексными цианидами.