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吸附剂特性参数有哪些?

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吸附剂特性参数有哪些?

发布日期:2018-12-24 作者: 点击:


吸附分离技术是建立在吸附剂性质的基础之上,可以说由于贵州吸附剂的开发和新用途的出现,才使吸附分离技术具有广阔的应用领域。作为工业用吸附剂应具有大的吸附容量,还应具有高的选择性、能将吸附质降至很低的浓度、可再生重复使用、有良好的动力学性质、化学惰性、热稳定性、耐磨性和成本低廉货源充足等特点。因为这些特点终都会直接影响到气体分离装置的投资费用和生产成本。气体分离常用的吸附剂有活性炭、活性氧化铝、硅胶、分子筛和碳分子筛等,其特性参数有以下几项:

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(1)比表面积(Sp)是指单位质量吸附剂所具有的表面积,m2/g。


(2)颗粒体积(VL)是指单个颗粒的体积,由固体(骨架)的体积(Vs)和孔体积Vp组成,即VL=Vs+Vp。


(3)孔体积(Vp)是指单位质量吸附剂中所有孔的体积,即颗粒中所有孔的体积,mL/g。


(4)空隙体积(Vb)是指固定床内颗粒间的空隙体积。

堆积体积(VB)又称床层体积,是指吸附床中装填的吸附剂所占有的体积(包括所有颗粒体积和空隙体积),即VB=∑VL+Vb。

死空间体积(V)是指固定床层内除吸附剂固体(骨架)以外的体积,m3。


(5)孔隙率(εp)是指颗粒中的孔体积(Vp)与颗粒体积(VL)之比,mL/mL或%。


(6)密度

堆密度(ρb)又称堆积密度或充填密度,是指混凝土吸附剂堆积体积所具有的质量,g/mL或t/m3。以1克吸附剂为基准,则ρb=1/VB。


(7)孔径

吸附剂厂家中的孔按一定的尺寸大致可分为三种,半径在0.4-1nm的孔称为微孔;半径在1-25nm的称为中孔或过渡孔;25nm以上的称为大孔。吸附主要发生在孔径为几纳米到几十纳米的孔壁上。除了多孔晶体外,吸附剂中的孔径都是有分布的。对分子筛而言,其孔径是指组成其主晶穴的多元环(主晶孔)尺寸,每一种分子筛的孔径都是相同的。

吸附分离对孔径分布的要求主要有两点,一是孔径不得小于所吸附的分子的尺寸;二是除分子筛外的吸附剂的孔径大小应该有一个合适的比例,以使气体分子在粒内的扩散过程顺畅。


(8)颗粒形状和尺寸

颗粒形状可分为粉状、无定型状、柱状(条状)和球状,气体分离常见的是后三种,以后二种为主。对于无定型状即不规则形状,其粒径可用当量直径表示。吸附剂的颗粒直径一方面希望尽可能小,以增大外扩散传质表面,缩短粒内扩散的路程;另一方面又不希望床层的流动阻力过大,以致增加动力消耗。根据不同的工艺,其尺寸通常在1-5mm范围内。

通常,都要求颗粒尺寸均一,这样可使所有颗粒的内扩散时间相同,以达到总体的大吸附效果。


(9)机械强度

有二种控制指标,即抗压强度(N/mm2)和磨耗率(%)。以表示抗御运输和装填过程中吸附剂颗粒之间的碰撞、摩擦、耐压的能力,以及使用过程中气流对吸附剂的摩擦和冲刷能力。



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