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商用吸附劑種類和應(yīng)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(yīng)用于商業(yè)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(jì)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(yīng)用廣泛的吸附劑，它是“憎水性的”。最早應(yīng)用的例子是，1794年英國(guó)蔗糖工業(yè)中第一次利用木炭脫除食糖糖漿顏色。活性炭的蓬勃發(fā)展主要是在第一次世界大戰(zhàn)時(shí)，用于除去空氣中的化學(xué)物質(zhì)。商業(yè)活性炭出現(xiàn)于20世紀(jì)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(fā)明的合成沸石是四種典型吸附劑中最晚發(fā)明的。今天我們所使用的商業(yè)沸石分子篩類型主要是Milton發(fā)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(gè)單一的發(fā)明，沸石分子篩特有的表面活性和晶體空間結(jié)構(gòu)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(yè)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(yōu)于活性炭，因此在水凈化中聚合樹脂的應(yīng)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(zhì)油。這里，原料中吸附質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于10%時(shí)的吸附分離過程稱為大容量分離，而吸附質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于2%的吸附過程則通常定義為凈化。沸石分子篩對(duì)液相大容量分離是在模擬移動(dòng)床中完成的，其中不包括在制藥和食品工業(yè)中利用色譜實(shí)現(xiàn)的液相生物分離過程。

吸附劑的應(yīng)用

 

1、吸附劑在大容量氣體分離中的應(yīng)用：

正構(gòu)烷烴和異構(gòu)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(jī)物和聚合物樹脂

2、吸附劑在氣體凈化中的應(yīng)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

CO₂/C₂H₄、天然氣等凈化→沸石分子篩、碳分子篩

 

烴類、鹵代有機(jī)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(nèi)空氣污染物—揮發(fā)性有機(jī)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(yīng)用：

正構(gòu)烷烴/異構(gòu)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(gòu)體混合分離→沸石分子篩
果糖/葡萄糖分離→沸石分子篩

 

色譜分析分離→許多無機(jī)物、聚合物和親合劑

4、吸附劑在液體凈化的應(yīng)用：

H2/有機(jī)物、氧化有機(jī)物、鹵代有機(jī)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(jī)物、鹵代有機(jī)物、氧化有機(jī)物等/H₂O水凈化→活性炭、硅沸石、樹脂
無機(jī)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(jī)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(fā)酵產(chǎn)物/發(fā)酵排出物凈化→活性炭、親合劑

機(jī)體的藥物解毒凈化→活性炭

 

商用吸附劑的未來

       對(duì)于很多分離過程來說，分離是通過加入質(zhì)量分離劑完成的，對(duì)于吸附來說質(zhì)量分離劑就是吸附劑。因此，吸附劑的性能直接決定每一個(gè)吸附分離或凈化過程的效果。由于吸附劑和吸附過程的發(fā)展，吸附工藝已經(jīng)成為工業(yè)上普遍運(yùn)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(jìn)行的。與其他的分離過程相比，色譜分離具有的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)是其能夠在一個(gè)吸附柱里達(dá)到高效的分離能力。這種高效的分離能力是由于流動(dòng)相和吸附相間持續(xù)不斷地接觸并達(dá)到平衡所致。在不考慮擴(kuò)散限制的條件下，對(duì)于每一次接觸都能達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，即為理論塔板。通常在一個(gè)短短的吸附柱中能達(dá)成幾百至幾千個(gè)這樣的平衡階段。因此,對(duì)于物質(zhì)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(shù)特有的優(yōu)勢(shì)，吸附劑在未來能源和環(huán)境技術(shù)發(fā)展中扮演了極其重要的角色。