Технологии производства адсорбентов
Из многочисленных способов производства адсорбентов рассмотрим 2 наиболее простых варианта:
1. Обычный пиролиз.
Гранулы из торфа, древесины и аналогичных органических материалов, полученные традиционным путем, подвергают пиролизу (нагреву без доступа воздуха). В результате, по сути дела, получаются пористые угольные гранулы с пористой структурой. Это очень простой способ получения адсорбентов, но их качество при этом не самое высокое.
2. Пиролиз с активацией.
В этом способе при начальном изготовлении гранул в сырье добавляются активирующие материалы - хлориды металлов (обычно – алюминия). Последние образуют комплексные соединения хлора с органическими веществами. При последующей термической обработке такие соединения распадаются с образованием адсорбентов с развитой системой пор без дополнительной активации. Однако это достигается не всегда, так как разрушение термически стабильных соединений происходит при температуре > 500 гр. С. Часть пор довольно мелка — от 0,4 до 0,6 нм, причем закрыта (не работает). В связи с этим получение адсорбентов с развитой пористой структурой (в частности - из торфа) при использовании хлорида алюминия - необходимо дополнительно активировать его водяным паром. Хлорид алюминия вносят в сырье в виде водного раствора из расчета 5% AICI3 на органическую массу сырья. Из обработанного сырья получают гранулы диаметром < 5 мм на шнековом экструдере; затем гранулы сушат и подвергают термической обработке до 600 гр. С. Активацию осуществляют водяным паром до газификации половины органической массы карбонизированного продукта. В этих условиях получают адсорбент с общим объемом пор 0,25 … 0,30 см3/г. Добавляемый AICI3 образует с кислородсодержащими группами комплексные термостабильные соединения. При 500 гр. C и выше они разрушаются с образованием мелких пор. При паровой активации эти поры открываются, так как названные выше комплексы являются более активными, чем углеродистое вещество. В результате независимо от вида исходного сырья образуются высокопористые адсорбенты с общим содержанием пор в пределах 0,356—0,405 см3/г.
Адсорбенты — материалы с пористой структурой и большой удельной поверхностью. Адсорбенты производят путем термического разложения, карбонизации и активации естественных и искусственных углеродсодержащих веществ: торфа, древесины, рисовой шелухи, полимеров. Адсорбенты используются для очистки или разделения газов и жидкостей (воды, спиртов, масел), для поглощения газов и ядов. Адсорбенты имеют множество вариантов применения: в производстве вин, сахара, жиров, лекарственных средств, фильтров, кондиционеров, противогазов, а также для устранения последствий экологических катастроф ...