Form und Leistung eines festen Adsorptionsmittels aus aktiviertem Aluminiumoxid
1. Form und Leistung von aktiviertem Aluminiumoxid
Feste Adsorbentien werden in Reaktoren mit unterschiedlichen Partikelformen verwendet. Bei früheren Adsorbentien wurde nicht auf die Form geachtet, sondern oft nur das Schüttgut zerkleinert und dann die Partikel mit ungleichmäßiger Partikelgröße und unregelmäßiger Form für die Verwendung ausgesiebt. Aufgrund der unbestimmten Form ist die Verteilung des Luftstroms während der Verwendung sehr ungleichmäßig, und die Adsorptionsreaktion wird beeinträchtigt. Die gesiebten kleinen Partikel und pulverförmigen Materialien können nicht verwendet werden und werden entsorgt, wodurch viel Abfall entsteht. Mit der kontinuierlichen Verbesserung der Leistungsanforderungen an das Adsorptionsmittel und der raschen Entwicklung der Formgebungstechnologie werden die Formanforderungen an das aktivierte Aluminiumoxid-Adsorptionsmittel allmählich mit der praktischen Leistung in Einklang gebracht.
Das feste Sorptionsmittel ist zumindest gleichmäßig körnig oder mikrokugelförmig, um gleichmäßig in den industriellen Reaktor gepackt zu werden. Daher ist die Formgebung ein wichtiger Prozess bei der Herstellung von Adsorbentien geworden. Die Form und der Formprozess des Adsorptionsmittels haben großen Einfluss auf die Leistung des Adsorptionsmittels. Bei kleinen oder partikelförmigen Adsorbentien, die in Wirbelbetten verwendet werden, sind im Allgemeinen nur die Partikelgröße und die Partikelgrößenverteilung des Adsorptionsmittels von Bedeutung, während der Adsorption weniger Aufmerksamkeit geschenkt wird. Die Form des Adsorptionsmittels muss zwar nicht angepasst werden, aber es fehlt an den notwendigen Formgebungsmitteln. Mit der Entwicklung der Formgebungstechnologie sind die Formen von Festbettadsorptionsmitteln mit Partikelgrößen über 4-5 um reichhaltig und vielfältig geworden. Von den frühen amorphen und kugelförmigen Formen bis hin zu zylindrischen, stabförmigen, ringförmigen, blattförmigen, wabenförmigen, innen- und außenverzahnten, kleeblattförmigen und chrysanthemenförmigen Formen ist die Form des Adsorptionsmittels immer enger mit seiner Leistung verbunden.
Form, Größe und Oberflächenrauhigkeit des aktivierten Aluminiumoxid-Adsorptionsmittels wirken sich auf die Aktivität, Selektivität und Festigkeit, den Luftströmungswiderstand und andere Eigenschaften des Adsorptionsmittels aus. Am wichtigsten sind die Auswirkungen auf die Aktivität, den Druckabfall im Bett und die Wärmeübertragung. Die Aktivität des Adsorptionsmittels steht in engem Zusammenhang mit seiner Oberfläche. Solange die mechanische Festigkeit und der Druckabfall des Adsorptionsmittels es zulassen, sollte daher die Oberflächenausnutzung des Adsorptionsmittels so weit wie möglich verbessert werden. Je größer die äußere Oberfläche des Adsorptionsmittels im Einheitsvolumenreaktor ist, desto höher ist die Adsorptionskapazität und desto höher ist die Produktionseffizienz.
2. Die Anforderungen des Reaktors an die Form und Größe der aktivierten Tonerde
Aufgrund der unterschiedlichen Funktionsprinzipien des Reaktors ist auch die für den Betrieb erforderliche Form des Adsorptionsmittels sehr unterschiedlich. Kugelförmige Partikel sind leicht zu rollen, gleichmäßig zu füllen, haben eine hohe Verschleißfestigkeit, einen geringen Verlust an Oberflächenbestandteilen durch Luftspülung und eine große Menge an Reaktorfüllung pro Volumeneinheit, was zur Verbesserung der Produktionskapazität des Reaktors beiträgt und eine häufig verwendete Adsorptionsmittelform für Wirbelschichtreaktoren ist. Zylindrische regelmäßige, glatte Oberfläche, leicht zu rollen, gleichmäßig gefüllt; hohlzylindrische Dichte, obwohl es förderlich für die Diffusion von Substanzen ist, aber die scheinbare Dichte des Adsorptionsmittels wird reduziert, so dass die Masse jedes Adsorptionsmittels reduziert wird, so dass die Oberfläche jedes Adsorptionsmittels entsprechend reduziert wird, was nicht förderlich für die Reinigung und Adsorption ist. Im Gegenteil, wenn die Porengrößenverteilung der Makroporen zu klein ist, erhöht sich der interne Diffusionswiderstand, und obwohl die Oberfläche jedes aktivierten Aluminiumoxid-Adsorptionsmittels vergrößert werden kann, ist dies der Diffusion von Substanzen nicht förderlich.
Daher muss experimentiert werden, um die am besten geeignete Partikeldichte des Adsorptionsmittels zu finden. Das Reinigungsadsorptionsmittel mit doppelter Porenverteilung vereint die Vorteile von Makroporen und kleinen Poren und überwindet ihre jeweiligen Nachteile. Die theoretische Analyse zeigt, dass die Doppelporenverteilung des Reinigungsadsorptionsmittels umso günstiger ist, je kleiner die Porengröße ist. Verglichen mit dem Reinigungsadsorptionsmittel mit einfacher Porenverteilung kann die Effizienz des Reinigungsadsorptionsmittels mit doppelter Porenverteilung um das 3- bis 6-fache erhöht werden, aber die minimale Porengröße sollte in der Nähe von 1/10 der mittleren freien Weglänge des Moleküls liegen. reduzieren. Die große Porengröße beträgt vorzugsweise etwa das 10-fache der mittleren freien Weglänge, da der Diffusionskoeffizient durch die Porengröße kaum beeinflusst wird.
