Газдарды күкірт диоксиінен адсорбциялық тазалау

Газ қоспаларынан газды (буды) немесе ерітіндіден еріген затты сіңіру процесі адсорбция деп аталады. Сіңірілетін зат адсорбтив немесе адсорбат беп аталады.Адсорбция процесі өндірісте газдарды құрғатуда және тазалауда, ерітінділерді тазалауда және мөлдірлендіруде, булы немесе газды қоспаларды ажыратуда (мысалы, ауадағы ұшқыш еріткіштерді немесе газдарды) және т.б кеңінен қолданылады. Адсорбция процесі химия өндірісінде аммиакты тазалауда, табиғи газды құрғатуда синтетикалық каучук өндірісінде мономерлерді тазалауда және ажыратуда, коксты газдан ароматты көмірсутектерін бөліп алуда және т.б мақсаттарда пайдаланады.

Адсорбция екі түрлі болады: физикалық және химиялық (хемосорбция). Физикалық адцорбция адсорбат және адсорбент молекуларының арасындағы Ван-дер-ваальс күші әсерінен өзара тартылуы нәтижесінде өтеді де, химиялық әрекеттеспейді. Химиялық адсорбцияда сіңірілетін зат молекулары мен сіңіргіштің беттік молекулалары арасында химиялық байланыс болады.

Адсорбент ретінде заттың массасының бірлігінде үлкен меншікті бетке ие болатын кеуекті қатты заттар пайдаланылады. Адсорбенттердің кеуектерінің диаметрі бойынша макро кеуектер (d>2*10^-4мм) өтпелі кеуектер (d=6*10^-6 – 2*10^-4мм) және микрокеуектер (d<6*10^-6мм) болып бөлінеді. Адсорбция процесі кеуектер өлшемдерімен анықталады. Макрокеуектердің меншікті беті аз, сондықтан олардың қабырғасына өте аз зат сіңіріледі. Олар сіңірілетін молекулалар үшін тасымалдау канал ролін атқарады. Өтпелі кеуектердің өлшемдері сіңірілетін молекулалар өлшемдерінен үлкен болады және адцорбция процесінде сіңірілген заттың қабаттары пайда болады. Қабаттың қалыңдығы бір молекулаға (мономолекулалық адцорбция) немесе бірнеше молекулаға (полимолекулалықадцорбция) тең болуы мүмкін. Микроекеуектердің өлшемдері сіңірілетін заттың молекуласына жақын болады және адсорбцияда олардың көлемі толтырылады. Адсорбенттер олардың масса немесе көлем бірлігіндегі адсорбтивтің концентрациясымен анықталатын сіңіргіштік қабілетімен (активтілігімен) сипатталады. Сіңіргіштік қабілеті температураға, қысымға және сіңірілетін заттың концентрациясына байланысты болады.

Өндірісте кеңінен қолданылатын адсорбенттер:

Силикагель (кремний қышқылының гелі). Меншікті беті- 400-770 м²/г. Түйіршіктер өлшемі 0,2-7мм. Үйінді тығыздығы 100-800 кг/м³. Силикагель негізінен газдарды құрғату үшін қолданылады. Артықшылығы: жанбайтындығы, механикалық беріктігі. Активті(әрекеттігі) көмір – құрамында көмірі бар заттарды(қазінды көмір, ағаш, сүйектер және т.б) құрғақ айдау жолымен алынады.

Меншікті беті 600-1700 м²/г; түйіршіктер өлшемі 1-5 мм; үйіндісінің тығыздығы 350-450 кг/м³ әрекетті көмірлер органикалық заттарды жақсы сіңіреді. Кемшілігі: жанғыштығы, сондықтан жоғарғы температураларда пайдалануға болады.

Адсорбент ретінде негізінен синтетикалық (жасанды) цеолиттер қолданылады. Цеолиттердің кеуектері жұқа оның қимасы молекула өлшеміне жақын болады; кеуектерінің өлшемі біркелкі. Цеолиттердің суды сіңіргіштік қабілеті жоғары, сондықтан газдарды және сұйықтарды құрғатуда, тазалауда қолданылады. Түйіршіктер өлшемі 2-5 мм.(диатомат, перлит).