有機廢氣吸附劑-硅膠、沸石分子篩
源和小編前面為您介紹了有機廢氣吸附劑之活性氧化鋁,今天為您介紹另外兩種吸附劑-硅膠、沸石分子篩。
1、硅膠
將水玻璃(硅酸鈉)溶液用無機酸處理后所得凝膠,經老化、水洗去鹽,于398~408K下干燥脫水,即得到堅硬多孔的固體顆粒硅膠。硅膠是一種無定形鏈狀和網狀結構的硅酸聚合物,其分子式為SiO2?nH2O。硅膠的孔徑分布均勻,親水性極強、吸收空氣中的水分可達自身質量的50%,同時放出大量的熱,使其容易破碎。硅膠在應用上有很大一部分是用作吸濕劑(干燥劑),在用作干燥劑時常加入氯化鉆或溴化銅,以指示吸濕程度硅膠是一種極性吸附劑,可以用來吸附SO2、NOx等氣體,但難于吸附非極性的有機物。硅膠還可用作催化劑的載體。硅膠的主要物理性質見表3-2。
2、沸石分子篩
最早的分子篩是從自然界中發現的,自1756年到現在已陸續發現36種之多。這種天然分子篩是一種結晶的鋁硅酸鹽,因將其加熱熔融時可起泡“沸騰”,因此又稱沸石( Zeolite或泡沸石,又因其內部微孔能篩分大小不ー的分子,故又名分子篩或沸石分子篩。目前人工合成的沸石分子篩已超過百種。最常用的有A型、X型、Y型、M型和ZSM型等。
沸石分子篩具有多孔骨架結構,其化學通式為Mex/n[(Al2O3)x(SiO2)y]?mH2O,其中Me主要是K+、Nat、Ca2+等金屬陽離子,x/n為價數為n的可交換金屬陽離子Me的個數,m是結晶水的分子數。
分子篩在結構上有許多孔徑均勻的孔道與排列整齊的洞穴,這些洞穴由孔道連接。洞不但提供了很大的比表面積,而且它只允許直徑比其小的分子進入,從而對大小及形狀不同的分子進行篩分。根據孔徑大小不同和SiO2與Al2O3分子比不同,分子篩有不同的型號。如3A(鉀A型)、4A(鈉A型)、5A(鈣A型)、10X(鈣X型)、13X(鈉X型)、Y(鈉Y型)、鈉絲光沸石型等。常用沸石分子篩的一般特性見表3-2。
分子篩與其他吸附劑相比有一下優點:①吸附選擇性強。這是由于分子篩的孔徑大小整齊均一,又是一種離子型吸附劑,因此它能根據分子的大小及極性的不同進行選擇性吸附。
如它可有效地從飽和碳氫化合物中把乙烯、丙烯除去,還可有效地把乙快從乙烯中除去,這點是由它的強極性決定的。②吸附能力強。即使氣體的組成濃度很低,仍然具有較大的吸附能力。③在較高的溫度下仍有較大的吸附能力,而其他吸附劑卻受溫度的影響很大,因而在相同溫度條件下,分子篩的吸附容量大。正是由于上述優點,分子篩成為一種十分優良的吸附劑,廣泛用于基本有機化工、石油化工的生產上,在污染氣體的治理上,也常用于含SO2、NOュ、CO、CO2、NH3、CCl4、水蒸氣和氣態碳氫化合物廢氣的凈化。
目前,沸石分子篩在揮發性有機物治理領域得到了廣泛的應用。沸石分子篩轉輪在大風量、低濃度的揮發性有機物治理方面,發揮著越來越大的作用,它可以把濃度只有每立方米幾十毫克的VOCs進行10~20倍的濃縮,使之成為可以進行回收或燃燒處理的氣體。
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