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商用吸附劑種類和應用

日期:2019年04月29日 | 16:01 作者:河南銘澤科技 瀏覽:

吸附劑的種類

       僅有四種普通吸附劑應用于商業吸附:活性炭、沸石、硅膠和活性氧化鋁。在世界范圍這些吸附劑的銷售額估計如下:
       活性炭10億美元
       沸石1億美元
       硅膠2700萬美元
       活性氧化鋁2600萬美元
       活性炭是一種應用廣泛的吸附劑,它是“憎水性的”。最早應用的例子是,1794年英國蔗糖工業中第一次利用木炭脫除食糖糖漿顏色。活性炭的蓬勃發展主要是在第一次世界大戰時,用于除去空氣中的化學物質。商業活性炭出現于20世紀30年代。盡管有很多的改性硅膠和活性氧化鋁用作特殊凈化劑,但是硅膠和活性氧化鋁主要還是用作干燥劑。 Milton1959年發明的合成沸石是四種典型吸附劑中最晚發明的。今天我們所使用的商業沸石分子篩類型主要是Milton發明的,例如A型、X型和Y型沸石。每年銷售額為1億美元的沸石源于一個單一的發明,沸石分子篩特有的表面活性和晶體空間結構使其成為特殊的吸附載體。然而,值得注意的是大部分的商業沸石分子篩是用于離子交換和催化劑。
       由于聚合樹脂在除去某些離子方面優于活性炭,因此在水凈化中聚合樹脂的應用日益增加,酸改性黏土和柱撐黏土用于處理可食用油和礦物質油。這里,原料中吸附質的質量分數大于10%時的吸附分離過程稱為大容量分離,而吸附質的質量分數低于2%的吸附過程則通常定義為凈化。沸石分子篩對液相大容量分離是在模擬移動床中完成的,其中不包括在制藥和食品工業中利用色譜實現的液相生物分離過程。

吸附劑的應用

 

1、吸附劑在大容量氣體分離中的應用:

正構烷烴和異構烷烴、芳香族分離→沸石分子篩
N2/02分離→沸石分子篩
O2/N2分離→碳分子篩
CO、CH4、CO2、N2、Ar、NH3/H2分離 →沸石分子篩加活性炭床層(分層床層)
烴類/排出蒸氣分離→活性炭
H2O/乙醇分離→3A分子篩
色譜分析分離→許多無機物和聚合物樹脂

2、吸附劑在氣體凈化中的應用:

H2O/含烯烴的裂解氣、天然氣、空氣、合成氣凈化→耐水硅膠、活性氧化鋁、3A分子篩

活性氧化鋁球

CO2/C2H4、天然氣等凈化→沸石分子篩、碳分子篩

 碳分子篩工作原理

烴類、鹵代有機物、溶劑/排出蒸氣凈化→活性炭、硅沸石、其他
硫化合物/天然氣、氫、液化石油氣(LPG)等凈化→沸石分子篩、活性氧化鋁
SO2/排出蒸氣凈化→沸石分子篩、活性炭
氣味/空氣凈化→硅沸石、其他
室內空氣污染物—揮發性有機物凈化→活性炭、硅沸石、樹脂
容器排出氣體/空氣或氮凈化→活性炭、硅沸石
Hg/氯-堿電池氣體排出物凈化→沸石分子篩

3、吸附劑在大容量液體分離的應用:

正構烷烴/異構烷烴、芳香族分離→沸石分子篩
p-甲苯/o-甲苯、m-甲苯分離→沸石分子篩
洗滌劑用烯烴/鏈烷烴分離→沸石分子篩
p-二乙基苯/異構體混合分離→沸石分子篩
果糖/葡萄糖分離→沸石分子篩

 沸石分子篩

色譜分析分離→許多無機物、聚合物和親合劑

4、吸附劑在液體凈化的應用:

H2/有機物、氧化有機物、鹵代有機物等,脫水凈化→耐水硅膠、活性氧化鋁、沸石分子篩、玉米渣
有機物、鹵代有機物、氧化有機物等/H2O水凈化→活性炭、硅沸石、樹脂
無機物(As、Cd、Cr、Cu、Se、Pb、F、Cl、放射性核素等)H2O-水凈化→活性炭
氣味和味覺體/H2O凈化→活性炭
硫化合物/有機物凈化→沸石分子篩、活性氧化鋁、其他
石油氣餾分、糖漿、植物油等脫色→活性炭
多種發酵產物/發酵排出物凈化→活性炭、親合劑

蜂窩狀活性炭

機體的藥物解毒凈化→活性炭

 

商用吸附劑的未來

       對于很多分離過程來說,分離是通過加入質量分離劑完成的,對于吸附來說質量分離劑就是吸附劑。因此,吸附劑的性能直接決定每一個吸附分離或凈化過程的效果。由于吸附劑和吸附過程的發展,吸附工藝已經成為工業上普遍運用的重要分離手段。吸附過程一般是在填有吸附劑顆粒的填充柱即固定床吸附器上進行的。與其他的分離過程相比,色譜分離具有的獨特優點是其能夠在一個吸附柱里達到高效的分離能力。這種高效的分離能力是由于流動相和吸附相間持續不斷地接觸并達到平衡所致。在不考慮擴散限制的條件下,對于每一次接觸都能達到平衡狀態時,即為理論塔板。通常在一個短短的吸附柱中能達成幾百至幾千個這樣的平衡階段。因此,對于物質凈化和一些難于分離的過程,吸附是一種理想的分離方法。由于該技術特有的優勢,吸附劑在未來能源和環境技術發展中扮演了極其重要的角色。

 

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