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对干燥空气用的吸附剂有哪些要求?
虽然许多固体物质表面对水蒸气都具有一定的吸附作用,但作为工业规模脱水用、性能良好的吸附剂应满足下列条件。
1.比表面积大,要求吸附剂颗粒内部要有具有发达的网络结构形式的毛细管通道;
2.动态吸附量大,对工艺上实行“吸附——再生循环操作”的吸附剂,动态吸附量越大,意味着可以减少吸附剂充填量,这对缩小吸附装置体量,节约生产成本是有利的。
3.吸附力小,一般来讲吸附力小的吸附剂再生温度相应较低,而且再生后被吸附的水蒸气残余量也较小;
4.吸附热小,可降低吸附剂再生时的能耗成本;
5.与吸附物之间物破坏作用,即吸附剂与吸附质(水分)接触后,吸附剂本身不应出现强度降低、晶格破坏及颗粒解体等现象;
6.吸附速度快,较易达到吸附的动态平衡;
7.比热容小,传导性好,可加速吸附、脱附过程的进行时间并降低再生能耗;
8.机械强度高,耐瞬间冲击,耐挤压摩擦,使用中不掺水粉末碎粒,与水接触后不破碎,不分解;
9.颗粒形状以球形较好,堆积要有足够的气流通道,以降低气流阻力;
10.能经受住反复再生温度和压力交替变化的冲击,工作寿命长、性能稳定。此外工业上大规模应用的吸附剂比武来源充足、价格便宜、排放或遗弃物对环境补早餐污染等;
什么叫比表面积?为什么吸附剂必须要有足够大的比表面积?
每单位质量吸附剂所具有的颗粒表面积总和称为比表面积,所谓颗粒表面积已包括空隙通道的内表面积,单位是m2/g。比表面积是评价颗粒吸附材料表面活性及吸附能力的重要物理指标。比表面积大小与颗粒粒径及表面微孔发达程度有关,颗粒粒径越小、表面微孔越小、分布越密,则比表面积越大。工业上常用吸附剂颗粒的表面具有非常发达的蜂窝状微孔结构,所以其比表面积都很大。下表列举了常用吸附剂的比表面积。
气体吸附过程是纯物理吸附,即是所谓的范德华吸附,由于这种吸附剂通常只发生再固体表面1个到几个分子直径的厚度区域,单位面积固体表面所能吸附的气体量非常小,因此作为工业上使用的吸附剂,必须要有足够大的比表面积来弥补这一不足。
压缩空气干燥和净化流程中常采用的吸附剂均为多孔物质,如硅胶、活性氧化铝、沸石分子筛及活性碳等。
吸附剂种类 | 硅胶 | 活性氧化铝 | 活性炭 | 沸石分子筛 |
比表面积 m2/g | 500-600 | 250-300 | 500-1000 | 800-1000 |