Адсорбционный метод особенно рационален для удаления токсических примесей (органических соединений, паров ртути и др.), содержащихся в малых концентрациях, т. е. как завершающий этап санитарной очистки отходящих газов.

Недостатки большинства адсорбционных установок — периодичность процесса и связанная с этим малая интенсивность реакторов, высокая стоимость периодической регенерации адсорбентов. Применение непрерывных способов очистки в движущемся и кипящем слое адсорбента частично устраняет эти недостатки, но требует высокопрочных промышленных сорбентов, разработка которых для большинства процессов еще не завершена.

Наиболее перспективны непрерывные циклические процессы адсорбционной очистки газов в реакторах с движущимся или взвешенным слоем адсорбента, которые характеризуются высокими скоростями газового потока (на порядок выше, чем в периодических реакторах), высокой производительностью по газу и интенсивностью работы.

Задача

При крашении одежды в коричневый цвет ее последовательно выдерживали в двух ваннах с раствором красителя, состав которых в граммах следующий (из расчета на 16 кг одежды):

Краситель свежая ванна вторая ванна

Прямой коричневый 750 530

Поваренная соль 750 60

Кальцинированная сода 100 50

Рассчитайте проценты состава каждой ванны по отношению к одежде и укажите сколько каждого компонента требуется для крашения 200 кг одежды.

Решение

Рассчитаем процентное содержание компонентов в каждой ванне:

Краситель свежая ванна вторая ванна

Прямой коричневый 46,8 % 82,8 %

Поваренная соль 46,8 % 9,3 %

Кальцинированная сода 6,25 % 7,8 %

Рассчитаем сколько нужно компонентов на 200 кг одежды

Краситель свежая ванна вторая ванна

Прямой коричневый 9375 6631

Поваренная соль 9375 750

Кальцинированная сода 1250 625

Выводы

Качество адсорбционной очистки воздуха зависит от его температуры и влажности. С повышением температуры в адсорбере эффективность очистки снижается. С повышением влажности очищаемого воздуха качество его очистки снижается, содержание влаги в воздухе должно быть не более 80 85 %. Снижение качества очистки происходит также по мере насыщения адсорбента загрязняющими веществами.

Основными промышленными сорбентами являются активированные угли, оксиды алюминия и других металлов, цеолиты, силикагели, алюмогели и другие импрегнированные сорбенты.

Активированный уголь нейтрален по отношению к полярным и неполярным молекулам адсорбируемых соединений. Он менее селективен, чем многие другие сорбенты, но является одним из немногих, пригодных для работы во влажных газовых потоках. Повышение их адсорбционной емкости и расширение спектра поглощаемых вредных веществ достигается за счет введения различных активирующих добавок - импрегнации. Например, импрегнация активированного угля серной кислотой позволяет очищать такие слабо сорбируемые загрязнители как аммиак; сероводород, следы диоксида серы поглощаются щелочным импрегнированным углем.

Недавно для удаления газовых загрязнителей и аэрозолей из воздуха начали использовать угольное волокно. Угольное волокно — это широкий спектр полиэстеров, полимеризированного угольного волокна, а также графитовых волокон, импрегнированных углем и используемых в качестве матрицы пластиков для создания структур, близких структуре волокна.

Оксидные адсорбенты обладают более высокой селективностью по отношению к полярным молекулам в силу собственного неоднородного распределения электрического потенциала. Их недостатком является снижение эффективности в присутствии влаги. К классу оксидных адсорбентов относят силикагели, синтетические цеолиты, оксид алюминия.

Адсорбционные установки очистки воздуха и газа позволяют эффективно удалять многие вредные вещества органической и неорганической природы. Это, уже упоминавшиеся, аммиак, сероводород и другие сернистые соединения, фенолы, оксиды углерода и азота. Существует информация по использованию адсорбции для очистки от мышьякорганических соединений. Исследовалась возможность адсорбции капролактама из производственных сточных вод. Получили распространение адсорбционные методы извлечения из отходящих газов хлорорганических растворителей, обеспечивающие высокую эффективность процесса очистки газов (95-99%), отсутствие химических реакций образования вторичных загрязнителей, быструю окупаемость установок газоочистки (обычно 2-3 года) и длительным (до 10 лет) сроком службы.

Известно, что экономичность сорбционных технологий газоочистки и очистки воздуха зависит от возможности многократного использования используемых сорбентов. В связи с этим важное значение имеет разработка технологии регенерации сорбентов после их использования.

В настоящее время один из перспективных подходов к усовершенствованию адсорбционных систем, используемых для очистки промышленных газов и атмосферного воздуха, основан на применении пространственно упорядоченной упаковки планарных сорбирующих материалов – так называемых “активных фильтров. Меняя пространственное размещение сорбента в аппарате удается снизить диффузионное, термическое и аэродинамическое сопротивления. Адсорбционно-активные фильтры отличаются высокой компактностью и низкой материалоемкостью. Для создания высокопроизводительных адсорберов с регулярной структурой требуется разработка новых планарных адсорбентов (ткани, войлок, вата и т.п.) с оптимальным комплексом адсорбционных, фильтрационных и конструкционных свойств.

Список литературы

1. Банников А.Г., Рустамов А.К., Вакулин А.А. Охрана природы. - М.: Агропромиздат, 1987 – 245 с.