книги / Сырье и продукты промышленности органических и неорганических веществ. Ч. 1

Максимум на кривой распределения свидетельству­ ет о преобладающем радиусе пор. Полученное значение гтах следует увеличить на толщину предварительно ад­ сорбированного слоя молекул Л

Величину t (нм) для сорбции, принятого в России в качестве стандартного пара бензола на углеродной по­ верхности, можно оценить с удовлетворительной точ­ ностью с помощью различных уравнений, например уравнения адсорбции Гаркинса—Джура (Harkins—Jura) (10.43):

Для наиболее часто применяющегося за рубежом в качестве стандартного пара азота самой достоверной является формула Я. де-Бура (10.44):

-для обезвреживания газовых выбросов. Активные угли этого типа характеризуют:

-высокая адсорбционная и удерживающая способ­ ность;

-достаточно высокая механическая прочность;

-высокая реализуемая активность (угли для рекупе­ рации паров органических растворителей: бензина, этилового спирта, зтилацетата, дихлорэтана и т. д.).

В зависимости от конструкции адсорберов (стацио­ нарный, «кипящий» или движущийся слой) предъявля­

ются различные требования к фракционному составу рекуперационных углей.

Сравнительная оценка адсорбционных и прочност­ ных характеристик газовых углей России и США (табл. 10.3) свидетельствует о практически полной иден­ тичности их адсорбционных характеристик по насып­ ной плотности, объемам микропор и по значениям вре­ мени защитного действия по плохо и хорошо сорбируе­ мым веществам. Отечественные газовые угли уступают зарубежным образцам по прочностным показателям.

Таблица 10.3

Рекуперационные угли России (в табл. 10.3) практи­ чески не отличаются по активности от углей США, но характеризуются меньшей прочностью.

10.1.2. Сорбция из водных растворов

Сорбция из жидких растворов значительно сложнее, чем из парогазовой смеси, так как включает взаимодей­ ствия сорбента с сорбируемым веществом и с раствори­ телем (водой); при этом также следует учитывать взаи­ модействие растворителя с сорбатом. Поэтому, несмот­ ря на то, что сорбция из водных растворов исследуется и используется почти 200 лет, она изучена значительно менее сорбции из парогазовой фазы. В основном меха­ низм сорбции из растворов в том или ином виде объяс­ няют представлениями, выведенными для газовой фа­ зы, дополняя или ограничивая условиями, специфичес­ кими для жидкой фазы. Отличия в подходе к подобно­ му переносу отражаются на виде и точности моделей и расчетов систем сорбционной очистки воды.

Основные сведения о сорбционных свойствах мате­ риала и характере сорбции на нем определенных ве­ ществ могут быть получены, как и в случае проведения процесса сорбции в газовых средах, из изотерм сорб­ ции, характеризующих зависимость сорбционной спо­ собности А от концентрации С сорбируемого компо­ нента при постоянной температуре: А = /(C) для жидкой фазы. Брунауэр, Эммет и Теллер (БЭТ) разде­ лили изотермы сорбции на 5 основных групп (рис. 10.7). Выпуклые участки изотерм I, II и IV типов указывают на наличие в сорбентах микропор, но, кроме того, сорбенты II и IV имеют еще и макропоры. Изо­ термы III и V типов встречаются реже и описывают

сильное межмолекулярное взаимодействие в растворе. Крутизна изотермы I типа характеризует размер микро­ пор сорбентов: а — ультрамикропористых, б — микро­ пористых. Изотерма W6 принадлежит переходно­ пористому сорбенту; IVe — однородно макропористо­ му, a IVa — со смешанной структурой.

Наиболее общую и полную классификацию изотерм сорбции из жидкой фазы дал Смит (рис. 10.8.). Вогну­ тые изотермы S-типа встречаются редко. Изотермы Лэнгмюра (L-типа) соответствуют I и III типам клас­ сификации БЭТ (рис. 10.7.).

Тип Н характерен для веществ с высоким коэффи­ циентом афинности (т. е. высоким значением отноше­ ния мольных объемов Vm/ V‘m, где Vm и V™ — моль­

ные объемы исследуемого соединения и стандартного вещества), у которых значительная сорбционная ем­ кость достигается при очень малых концентрациях. В случаях, когда справедлив закон Генри (тип С), сорб­ ционная емкость пропорциональна конечной концен­ трации раствора. Это широко распространенный случай в очистке воды, примеры которого даны на рис. 10.9.

Вид изотерм сорбции часто зависит от концентрации сорбируемого вещества в растворе. Например, при сорб­ ции на саже ПАВ с концентрацией 0,1; 0,2 и 0,3 г-экв/л изотермы имеют форму L2, L3 и НЗ (рис. 10.8.), что связано с объемной ассоциацией ионов ПАВ.

В практике инженерных исследований и расчетов также часто используется простое эмпирическое урав­ нение Фрейндлиха:

а = К С

где К и п — константы.

Использование уравнения Фрейндлиха в области средних концентраций дает хорошее совпадение с экс­ периментальными данными; изотерма линеаризуется в координатах (lg С, lg а). Значения коэффициентов К и п уравнения Фрейндлиха для некоторых веществ приве­ дены в табл. 10.4.

Уравнение изотермы сорбции Лэнгмюра выведено на основе молекулярно-кинетической теории и пред­ ставлений о мономолекулярном характере процесса сорбции; в применении к растворам оно имеет вид:

где ат— емкость монослоя; b — константа; С — кон­ центрация вещества.

В области малых концентраций уравнение Лэнгмю­ ра переходит в уравнение Генри:

т. е. сорбционная емкость прямо пропорциональна кон­ центрации вещества в растворе. Изотерма сорбции Лэнгмюра линеаризуется в координатах (а~\ с-1), что по­ зволяет графоаналитически определить значения коэффициентов ати Ь.

Основы термодинамики адсорбции из растворов впервые сформулировал Гиббс более 100 лет назад. Им было введено понятие избыточной адсорбции Г, т. е. избыточного содержания поглощаемого вещества в адсорбированной фазе по сравнению с его содержанием в растворе. Величина избыточной (гиббсовской) ад­ сорбции легко определима по формуле:

где Со и Ск — концентрация вещества в растворе до и после опыта; V — объем раствора; т — навеска сор­ бента.

Термодинамический подход к решению проблемы сорбции является наиболее общим и позволяет оцени­ вать сорбируемость молекул по значению максималь­ ной работы переноса вещества из раствора на поверх­ ность сорбента. Поскольку при сорбции вещества из воды происходит уменьшение свободной энергии сис­ темы AGaac, А.М Когановский предложил использовать эту величину для прогнозирования эффективности из­ влечения растворенных соединений из воды. Константа равновесия при сорбции из разбавленных растворов

Каас связана с AGWCзависимостью вида lg Кзж= —~г~ >

из которой следует, что чем больше AGaflC, тем лучше сорбируется вещество. Вычислены значения AGaflCдля ряда соединений и функциональных групп при сорбции на углях КАД-иодный, БАУ и ОУ-А (табл. 10.5.).

Для некоторых СПАВ AGaflC= 21-29 кДж/моль. При AGaflC менее 16-17 кДж/моль (или менее 42 кДж/г- мицеллу для СПАВ, находящихся в воде в виде ми­ целл) сорбция соединения относительно мала.

Полученные значения AG^ для функциональных групп позволяют с достаточной степенью точности вы­ числить AGaac для широкого класса различных органи­ ческих соединений (как сумму AG^ составляющих ингредиентов), тем самым прогнозируя сорбционную способность этих веществ. Однако данные для надеж­ ных расчетов AGaac пока существуют лишь для арома­ тических соединений.

Идею о возможности применения теории объемного заполнения микропор для описания сорбции из жидкой фазы выдвинули Ю.А. Эльтеков и А.М. Стадник. Эта идея использует представления об отсутствии влияния физического состояния сорбата в объемной фазе на сорбционный потенциал в микропорах углей и отсутст­ вии ассоциативных, ионных и водородных связей меж­ ду молекулами сорбируемого вещества и воды, а также внутри сорбата. Эта теория применима для расчета сорбции из очень разбавленных растворов ограниченно растворимых веществ. Уравнение изотермы сорбции на микропористых АУ в данном случае принимает вид:

Здесь WQ — предельный объем микропор сорбента; Vm — мольный объем сорбата, вычисляемый по

_( 4,574^

рис. 10.10; В = — структурно-энергетическая

)

константа; Cs — растворимость соединения в воде при данной температуре; Ср — равновесная концентрация в воде.

Изотерма сорбции, описываемая этим уравнением,

подтверждено опытами по сорбции некоторых арома­ тических соединений.

Преимуществом этой модели является возможность полного аналитического.расчета изотермы сорбции без экспериментов, если известна изотерма какого-либо другого (стандартного) вещества. Константа В, опреде­ ляющая форму изотермы сорбции, вычисляется, если известны средние значения радиуса микропор, коэффи­ циент афинности, форма поры и молекулярные кон­ станты сорбата и сорбента. Коэффициент афинности

сти и магнитные восприимчивости сорбата и сорбента. С помощью уравнения (10.49) может быть вычислена

константа Генри К уравнения (10.47) и уменьшение сво­ бодной энергии сорбции в стандартных условиях ДG0:

требует осторожного подхода к выбору стандартного вещества.

Обобщая данные о сорбируемости на АУ низкомо­ лекулярных органических соединений, можно сделать вывод, что менее других сорбируются структурно про­ стые вещества в ионной форме, лучше других — в мо­ лекулярной форме. Сорбируемость органических ве­ ществ возрастает в ряду: гликоли < спирты < кетоны < < сложные эфиры — альдегиды < недиссоциированные кислоты < ароматические соединения.

Вода, сорбируясь на участках окисленной поверхно­ сти АУ, препятствует сорбции на них неполярных али­ фатических соединений. Сорбируемость органических веществ возрастает с увеличением длины углеродной цепи (если она не ограничена размером пор сорбента), причем для гомологов, согласно правилу Траубе, на величину, кратную изменению длины углеродной цепи.

Способность к сорбции возрастает с ростом молеку­ лярной массы органических веществ, особенно выше 30 000. Аналогична и зависимость при росте мицелляр­ ной массы коллоидов. Присутствие в воде неорганиче­ ских солей, способствующих укрупнению ассоциатов молекул красителей и гуматов, приводит к их более полному сорбционному выделению.

При сорбции водных растворов на АУ веществ, об­ разующих сольваты, зависимость степени заполнения объема микропор от структурной константы В имеет максимум.

C s 1 0 6, г /г Н 20

При использовании предложенной теоретической модели для расчетов необходима высокая точность и надежность определения коэффициента афинности, что

Рис. 10.10. Растворимость в воде С$

и мольный объем Vmуглеводородов нефти:

I — ацетилены ; 2 — аром атические углеводороды ; 3 — диолеф ины ;

4 — олефины ; 5 — парафины ; 6 , 7 — циклопарафины

Угли активные для адсорбции из жидкой фазы

В настоящее время отечественная промышленность выпускает следующие основные марки активных углей для адсорбции из жидкой фазы: СКТ-0, АЦБ-0, АГ-3-0, АГ-ЗА, АГ-ЗВ, АГ-ЗИ, БАУ, ОУ-А, ОУ-В, а также осо­ бо прочные — ФАС-3, АГ-90, АГ-95.

Активные угли данного типа применяют:

-в фильтрах со стационарным и движущимся слоя­ ми адсорбента, а также путем дозирования угля в рас­ твор;

-для обесцвечивания и очистки растворов в различ­ ных областях промышленности (пищевой, фармацевти­ ческой, химической);

-для очистки питьевой воды, сточных и технологи­ ческих оборотных вод;

-в углесорбционной гидрометаллургии благород­ ных, редких и цветных металлов (ФАС-3, АГ-90, АГ-95).

Активные угли этого типа характеризуются:

-высокими адсорбционными свойствами;

-минимальным содержанием минеральных приме­ сей.

Параметры пористой структуры данных углей при­ ведены в табл. 10.6 и 10.7

Таблица 10.6

Удельная геометрическая поверхность микропор

Таблица 10.7

10.2. Структурная химия активного углерода

Активные угли относятся к одной из многочислен­ ных разновидностей углеродных материалов, характе­ ристики и свойства которых изменяются в широких пределах, обусловливающих практическую невозмож­ ность классификации таких продуктов на основе ин­ формации об их химическом составе, используемом в производстве сырье и способах его переработки.

Такое различие в характеристиках и свойствах ак­ тивного угля в первую очередь объясняется особенно­ стями пространственного строения образовавшегося углеродного скелета, т. е. соотношением в нем порис­ тости и углеродного материала.

Применительно к активным углям пространствен­ ное строение углеродного скелета имеет решающее значение. Этим обстоятельством и обусловлен интерес к эволюции представлений о строении активного угля и получение ответов на вопросы:

-что собой представляет активный углерод;

-как влияет природа исходного сырья и условия его переработки на активность и механические свойства угля;

- какими технологическими приемами можно полу­ чать активные угли с заданными свойствами.

Для четкой классификации характеристик, опреде­ ляющих адсорбционные свойства активных углей в зависимости от пространственного строения углерод­ ного скелета, различают первичную и вторичную структуру.

Под первичной подразумевают характер взаимного расположения атомов углерода в самом элементе кри­ сталла (зерна) угля; к вторичной относят пространст­ венное расположение исходных элементов угля, обра­ зующих саму его пористость.

В процессе развития представлений о строении ак­ тивного угля рассматривался ряд теоретических моде­ лей, в основу которых были положены попытки клас­ сифицировать активность угля по степени аморфности или кристалличности составляющих его элементов:

1. Низкотемпературная модификация аморфного углерода — Чанней (1919 г.).

2.Аморфный углерод — Руфф (1927 г.).

3.Кристаллический углерод. Гоффман, Берль, Ульрих (1930 г.).

4. Турбостратная — Строке (1942 г.).

Первая рабочая гипотеза, объясняющая связь защит­ ных характеристик противогазовых углей по отравляю­ щим веществам с их исходным строением, была пред­ ложена в 1919 г. Чаннеем. Он предположил, что актив­ ность угля обусловлена наличием в его составе аморф­ ной модификации углерода. Последняя образуется при низкой температуре разложения растительного сырья. Выделяющиеся в процессе термического разложения летучие продукты адсорбируются на поверхности аморфного углерода и блокируют ее. Дальнейшее по­ вышение температуры способствует переходу адсор­ бированных продуктов и аморфной модификации в кристаллическую. Поэтому, по Чаннею, процесс акти­ вирования заключается в освобождении активной по­ верхности аморфной модификации от адсорбирован­ ных веществ путем деликатного окисления при низких температурах. Для этих целей он предложил исполь­ зовать воздух при температуре активирования не вы­ ше 450 °С.

Использование воздуха в качестве активирующего агента не приводило к повышению активности проти­ вогазовых углей. Последнее, по Чаннею, объяснялось высокими тепловыми эффектами экзотермической ре­ акции взаимодействия кислорода с раскаленным углем, сопровождалось выгоранием в первую очередь более активной аморфной модификации, а также, вследствие местных перегревов, переводом аморфной модифика­ ции в кристаллическую.

Поэтому Чанней рекомендовал получать противо­ газовый уголь в две стадии:

-на первой — получение пористого аморфного уг­ лерода при сравнительно низкой температуре термиче­ ского разложения растительного сырья в условиях, уменьшающих возможность отложения неактивиро­ ванного углерода на поверхности аморфного углерода;

-на второй — удаление поглощенных углеводоро­ дов из первичного угля и повышение его пористости путем длительного нагрева при повышенной темпера­ туре с использованием мягких окислителей типа диок­ сида углерода и водяного пара.

В1927 г. Руфф при исследовании методом рентге­

но-структурного анализа (РСА) природы активности углей подтвердил, что хотя высокоактивный уголь и содержит характерные для графита интерференциальные полосы, но на самом деле является аморфным ма­ териалом.

Исследования Руффа продолжил Гоффман, который на основании результатов РСА графита, природных ископаемых и активных углей, полученных из различ­ ного сырья, подтвердил наличие в активных углях эле­ ментов структуры графита. Гоффману с сотрудниками впервые удалось выявить количественные и качествен­ ные отличия между структурными элементами графита

иактивных углей. По Гоффману:

-активные угли имеют ту же первичную структуру, что и графит, но в отличие от последнего кристаллы

активных углей имеют меньшие размеры и дают раз­ мытую рентгенограмму;

-константа с, характеризующая период идентично­ сти гексагональных плоскостей циклически полимеризованного углерода в графите, справедлива и для ак­ тивных углей, но с различной повторяемостью: у активных углей с = 3, у графита с = 2.

-расстояние между атомами углерода в гексаго­ нальных плоскостях у активных углей меньше, чем у графита, и изменяется в более широком интервале: для активных углей — 0,132-0,138 нм, графита — 0,141— 0,142 нм;

-межплоскостные расстояния больше у активных углей и составляют 0,36-0,38 нм по сравнению с графи­ том, у которого они равны 0,34 нм;

-количество шестичленных циклов в гексагональ­ ной плоскости у активных углей ~ 15, в графите — от 30 до 60;

-количество гексагональных плоскостей у актив­ ных углей колеблется в пределах 5-6, у графита — зна­ чительно больше. Убедительные доказательства крис­ таллической природы активного угля в работах Гоф­ фмана были в дальнейшем дополнены открытием еще одного характерного типа первичной структуры актив­ ного угля.

В1942 г. Строксом были представлены результаты исследования методом РСА активных углей, получен­ ных из некоторых видов растительного сырья и синте­ тических углесодержащих материалов, которые под­ твердили наличие еще одной модификации активного углерода.

Отличительной особенностью первичной структуры таких углей является высокая степень неупорядоченно­ сти гексагональных плоскостей циклически полимеризованного углерода друг относительно друга в скелете угля, отсутствие в структуре объемных образований из параллельно уложенных гексагональных плоскостей, которые могут быть зафиксированы методом РСА. Для таких структур, характеризующихся повышенной не­ упорядоченностью, Строке ввел понятие турбостратной структуры.

Современная точка зрения на строение активных уг­ лей, в завершенном виде сформулированная Райли, за­ ключается в том, что активный уголь примерно на 2/3 состоит из упорядоченного углерода и на 1/3 — из не­ упорядоченного. Упорядоченный углерод представлен графитоподобными молекулами циклически полимеризованного углерода, параллельно уложенными, но бес­ порядочно ориентированными друг относительно дру­ га. Относительно высокая степень упорядоченности уг­ лерода в таких образованиях, возможность оценки их геометрических размеров методом РСА позволяет их классифицировать как элементы кристаллической структуры активного угля, обозначаемые «кристалли­ тами». Макромолекулы имеют однородную внутрен­ нюю структуру и соединены между собой боковыми радикалами различной формы. В долю нсупорядочен-

ной структуры карбонизованных веществ наряду с уг­ леродом входят кислород и азот, атомные факторы ко­ торых близки к атомным факторам углерода.

Таким образом, активный уголь может быть отнесен к веществам, структурные элементы которого пред­ ставляют собой плоские слои ароматического углерода (макромолекулы) с боковыми радикалами различной химической природы. Полимерный каркас углеродного вещества образован в основном углеродными и кисло­ родными связями между радикалами. Атомы, входящие в состав углеродных слоев и боковых радикалов, разли­ чаются по своему валентному состоянию.

Соотношение между структурными составляющими в макромолекуле угля, углеродом, заключенным в аро­ матические слои, и неупорядоченным углеродом, рас­ положенным в боковых радикалах, определяет физико­ химические свойства углей, в том числе реакционную способность и механическую прочность. Линейные размеры и параметры первичной структуры активного углерода определяются молекулярным строением и элементарным составом исходного органического ма­ териала, первичной механической и химической обра­ боткой, методом и способом термообработки и активи­ рования. Но параметры первичной пористой структуры не являются показателями, определяющими качество активного угля.

Активность и прочность акгивных углей зависят не только от размеров исходных кристаллитов, но и от их взаимного расположения друг относительно друга, ха­ рактера связи кристаллитов между собой в частице уг­ ля, взаимного расположения этих частиц, образующих вторичную пористость, т. е. качество активного угля определяется как видом исходного сырья, так и усло­ виями его переработки. К сожалению, исследование процессов, происходящих на разных этапах превраще­ ния углеродосодержащего сырья в активный уголь, ог­ раничено. Это обусловлено отсутствием возможности получения оперативной и объективной информации об изменении характеристик исходных углеродсодержа­ щих материалов в процессе термообработки с исполь­ зованием методов химического анализа твердого остат­ ка и летучих выделений, РСА и исследований пористой структуры.

В общем случае физико-химические процессы, протекающие при термообработке углеродсодержащих материалов в производстве активных углей, достаточно сложны по направленности реакций и внутриструктурной трансформации материала, изменяющих его исход­ ное строение с сохранением основных фрагментов и образованием новых типов пространственных структур.

Как правило, термообработка углеродсодержащих материалов сопровождается параллельным и одновре­ менным процессом деструкции, поликонденсации и полимеризации. При этом направленность этих процес­ сов и их относительная роль в изменении природы ве­ щества и формировании структуры неактивированных углей зависит от многих факторов, основными из кото­

рых являются: макромолекулярное строение исходного вещества, условия термообработки, наличие и количе­ ство сторонних элементов. Последнее определяет глу­ бину и степень превращения исходного материала, а также качество получаемого неактивированного угля.

Технологически на стадии термообработки проте­ кают следующие процессы:

-разрушения исходных молекулярных составляю­ щих углеродсодержащих материалов, сопровождаю­ щиеся потерей ими до 50-60 % вещества, выделяемого

ввиде летучих и жидких продуктов;

-внутренняя перегруппировка в материале, приво­ дящая к образованию однородных пространственных и объемных структурных элементов;

-их взаимная фиксация друг относительно друга;

-усадки материала на заключительных этапах тер­ мообработки, способствующей образованию большого количества микрополостей в углеродном скелете и ми­ нимальной доли крупных пор.

В общем случае разложение исходного материала проходит через ряд последовательных стадий. Началь­ ная стадия соответствует образованию первичных за­ родышей кристаллизации в виде гексагональных цик­ лов углерода. На этих зародышах происходит даль­ нейшая поликонденсация вещества с образованием макромолекул с развитой периферийной структурой. При дальнейшем увеличении температуры происходит внутрикристаллическая перегруппировка, которая со­ провождается дальнейшим упорядочением структуры и уменьшением доли неупорядоченного углерода. Обра­ зующиеся первичные элементы (макромолекулы) объе­ диняются в пакеты упорядоченного углерода и, соеди­ няясь через фрагменты неупорядоченного углерода в общие макромолекулы, образуют пространственную структуру.

В процессе термообработки структурные перегруп­ пировки материала сопровождаются уменьшением его массы за счет выделения летучих продуктов и образо­ ванием углеродного скелета, на 96-98 % состоящего из углерода и на 1-1,5 % из водорода и остатка. Первич­ ная структура кристаллитов формируется при темпера­ турах ниже 700 °С и в дальнейшем практически не ме­ няется.

Разнообразие используемых в производстве угле­ родных адсорбентов видов сырья позволяет говорить только об общих закономерностях, происходящих в процессе их пиролиза, которые с большей или меньшей степенью достоверности могут быть экспериментально исследованы начиная с температур выше 400-450 °С. О процессах и реакциях, протекающих на начальных ста­ диях пиролиза можно говорить также на основе данных ИК-спектров. Последние свидетельствуют о полосах поглощения конденсированных ароматических струк­ тур и развитии системы сопряжения межмолекулярных связей.

В какой-то мере о качественной стороне процессов, происходящих при термических превращениях мате­

Как свидетельствуют результаты исследования вто­ ричной (пористой) структуры углеродных остатков из модельного сырья — синтетических полимеров, про­ странственный скелет неактивированного угля в основ­ ном формируется при температурах около 400 °С. В процессе дальнейшей термообработки он претерпевает незначительную структурную трансформацию, обус­ ловленную небольшой усадкой углеродного скелета с одновременным увеличением кажущейся плотности и объема микрополостей доступных для молекул бензо­ ла. Структурные изменения в массе углеродного ске­ лета практически не затрагивают его транспортной по­ ристости.

Критической температурой при термообработке уг­ леродсодержащих материалов в производстве активных углей, превышение которой существенно влияет на их качественные характеристики, является температура свыше 950 °С. Перегрев исходного неактивированного угля приводит к существенной трансформации угле­ родного скелета, сопровождаемой уменьшением объема микропор, увеличением транспортной пористости и ростом кажущейся плотности (табл. 10.10).

Исследования пористой структуры неактивирован­ ных углей свидетельствуют, что качественные характе­ ристики активных углей закладываются на стадии тер­ мообработки исходных углеродсодержащих материа­ лов (табл. 10.11). Определяющим критерием при выбо­ ре исходного сырья в производстве углей методом па­ рогазовой активации и потенциальными показателями их последующей активности и механических свойств

являются значения кажущейся плотности (5) и значения относительной доли объема микропор, доступных для молекул гелия и недоступных для бензола или четы­ реххлористого углерода в общей доле пористости.

Первый показатель (8) характеризует возможную степень удаления углерода из скелета неактивирован­ ного угля, обеспечивающую развитие адсорбирующей пористости в адсорбенте без потери его механической прочности, второй — исходный объем микропор, для которого в процессе парогазовой активации обеспечи­ вается доступность молекулам типичных адсорбатов с последующим ростом этого объема за счет увеличения относительного размера микропор.

10.3. Технология получения углеродных адсорбентов (активных углей)

К 2000 г. мировой промышленный выпуск активных углей составил приблизительно 500 т в год, при доли США порядка 240 тыс. т. Производственные мощности в России обеспечивают в настоящее время выпуск ак­ тивированных углей в пределах 35-40 тыс. т в год. Ос­ новную долю в нем составляют гранулированные угли, используемые в средствах коллективной и индивиду­ альной защиты личного состава Вооруженных Сил и гражданского населения. В то же время США выпус­ кают до 60 % порошковых активных углей, применяе­ мых в процессах очистки воды, сахарной промышлен­ ности и других жидкофазных процессах. В табл. 10.12. основные мировые производители активных углей. Дан­ ная дифференциация приведена на состояние 1987 г.

Таблица 10.10