分(fèn)子筛吸附

概述:是(shì)分子(zǐ)筛是(shì)一(yī)种硅铝酸盐,主要由硅(guī)铝通过氧桥(qiáo)连(lián)接组成空旷的骨架结构,在结(jié)构中有(yǒu)很多孔径均匀的孔道和排列整齐、内表面积很大的空穴(xué)。此外还含有电价较低而离子半径较大的金属离子和化合态的水。由于水分子在加热后连续(xù)地失去,但晶体骨架(jià)结构(gòu)不变,形成(chéng)了许多大小相同的空腔,空腔又有许多直径相(xiàng)同的微孔相连,比(bǐ)孔(kǒng)道(dào)直径小(xiǎo)的物(wù)质分子(zǐ)吸附在空腔内部,而(ér)把比(bǐ)孔道大(dà)得(dé)分子排(pái)斥在外,从而(ér)使不同大小(xiǎo)形状的分子分(fèn)开,直到筛分(fèn)分子的作用,因而称作分子筛。

分子(zǐ)筛主要用于各种气体、液体的深度干燥,气体、液(yè)体的分(fèn)离和提纯,催化(huà)剂(jì)载体(tǐ)等(děng)

是指具有均匀的微孔,其孔径与一般(bān)分子大小相当的(de)一类物质。分子筛的应用非(fēi)常(cháng)广泛,可以作高效干燥剂、选择(zé)性吸附剂、催(cuī)化剂、离子(zǐ)交(jiāo)换剂等,但(dàn)是使用(yòng)化学原(yuán)料合成分子筛的成本很高。常用分子筛为结(jié)晶态(tài)的(de)硅酸盐或硅铝酸盐,是由硅氧四面体或铝氧四面(miàn)体通过氧桥键相连而形成(chéng)分子(zǐ)尺寸大小(通常为0.3~2 nm)的孔道和(hé)空腔体系,因吸附分子大小和形状不(bú)同而具有筛分大小(xiǎo)不同的流(liú)体分子的能力(lì)。

作用:可以区分粒径不同的(de)分(fèn)子以及吸附不(bú)饱和分子和极性分子。

工(gōng)作原理:

首吸(xī)附功能:分子筛对物质(zhì)的吸附来源于(yú)物(wù)理(lǐ)吸附(fù)(范(fàn)德华力),其晶体孔穴(xué)内部(bù)有很强的极性(xìng)和(hé)库仑场(chǎng),对极性分子(zǐ)(如水)和不饱和分子表现出(chū)强(qiáng)烈(liè)的吸附(fù)能力。筛分功能:分子筛的孔径分布非常(cháng)均一,只有分子(zǐ)直径小于孔穴直径的物质才可能进入(rù)分子(zǐ)筛的(de)晶穴内(nèi)部。通(tōng)过吸(xī)附的优先顺序和尺寸大(dà)小来区分不同物(wù)质的分子,所以(yǐ)被形(xíng)象的称为(wéi)“分子筛”。

 

结构:

由此构成的蛋白(bái)多糖聚合(hé)体曲折盘(pán)绕,形(xíng)成多微孔的筛状结构(gòu),称为(wéi)分子筛。分(fèn)子筛只(zhī)允许(xǔ)小于其微孔(kǒng)的物质通过,对大(dà)于其(qí)微孔的大分子物质、细(xì)菌等则具有屏障作用(yòng)。使基质(zhì)成为限制细菌等(děng)有害物质(zhì)扩散的防御屏障。

 

沸石分子(zǐ)筛的应用类型

沸石分(fèn)子筛在VOCs治理中,主要以(yǐ)盘式转轮、筒式(shì)转轮和固定床分子筛的(de)形式进(jìn)行应用。

1)盘式转轮

盘式沸(fèi)石转轮结构分区为吸(xī)附区、再生区及冷却区(qū)三个(gè)部分(fèn),一般都是按10:1:1的(de)分区(qū)比例(lì)。

吸附区:废气迎风(fēng)面,一般风速控制在2-4Nm/s,净化效率一般在(zài)90-97%,净化气进入烟囱。

冷(lěng)却(què)区:一般采用制程气进行冷却,一方面(miàn)降低了(le)冷却区沸石的温度,使得其具(jù)有吸(xī)附性,另外(wài)也顺利实(shí)现了热能回收。

脱附(fù)区:将经过热(rè)回收的气体,再进行(háng)加热温度到200℃左右,进入(rù)脱附区(qū)进行冷却。脱附再生的风量一般是进气的10-20倍。当进行高温再生,最高温度可达到300℃左(zuǒ)右(yòu),需要在设计时选择高(gāo)温再生型转轮。

2)筒式(shì)转轮

筒(tǒng)式沸石转轮除了材料加工上(shàng)的差异,从结构上和盘式有(yǒu)很(hěn)大的区别(bié),利用模(mó)块化沸石材料填充成筒状结构,来实(shí)现VOCs的吸(xī)附浓缩。结构(gòu)分区上没(méi)有了盘式的冷却区,当浓缩倍率一样的话,其脱附能耗高于盘式转轮。筒式转轮的(de)浓缩倍率(lǜ)最高可以做到50倍,浓缩(suō)倍率越高其搭配的燃烧装置(zhì)或其他就规(guī)格越小,其模块(kuài)化沸石便于安装和维护也是设备的一大特点。

3)固(gù)定床沸石(shí)分(fèn)子筛(shāi)

不论筒式转轮(lún)或盘式转轮(lún),其应用场景都要求(qiú)工况(kuàng)具有连续性。因此在固定床活性炭发(fā)展(zhǎn)的基础上,通过改变吸附材(cái)料,形成了固定床的蜂窝沸石分子筛吸附床。

由于沸(fèi)石分子筛的特性(xìng),其动态吸附容(róng)量(liàng)远小于活性炭(tàn),且脱附温度高(250℃左右(yòu))。采用固(gù)定床系统对阀门的(de)气密性、固定床的保(bǎo)温、脱附温升的(de)控制等方(fāng)面都(dōu)加大了(le)系统复杂。固定床(chuáng)沸石系统的应(yīng)用(yòng),还需要积累经验和优化难(nán)点解(jiě)决方案。

  • 新利
    电话:0311-87335018
  • 新利
    邮(yóu)箱:634805526@qq.com
  • 新利
  • 新利
    返回顶部(bù)

新利

新利