Forme et performance de l'adsorbant solide d'alumine activée
1. Forme et performance de l'alumine activée
Les adsorbants solides sont utilisés dans les réacteurs avec différentes formes de particules. Les premiers adsorbants ne tenaient pas compte de la forme et se contentaient souvent de broyer le matériau en vrac, puis de trier les particules de taille inégale et de forme irrégulière pour les utiliser. En raison de la forme indéterminée, la distribution du flux d'air pendant l'utilisation est très inégale et la réaction d'adsorption est affectée. Les petites particules tamisées et les matériaux en poudre ne peuvent pas être utilisés et sont mis au rebut, ce qui génère beaucoup de déchets. Avec l'amélioration continue des exigences de performance de l'adsorbant et le développement rapide de la technologie de moulage, les exigences de forme de l'adsorbant d'alumine activée sont progressivement cohérentes avec les performances pratiques.
Le sorbant solide est au moins uniformément granulaire ou sous forme de microsphères afin d'être uniformément placé dans le réacteur industriel. Le moulage est donc devenu un processus important dans la fabrication des adsorbants. La forme et le processus de moulage de l'adsorbant influencent grandement ses performances. Pour les adsorbants de petite taille ou particulaires utilisés dans les lits d'ébullition, seules la taille et la distribution de la taille des particules de l'adsorbant sont généralement prises en compte, et l'adsorption fait l'objet de moins d'attention. En fait, il n'est pas nécessaire d'ajuster la forme de l'adsorbant, mais les moyens de moulage nécessaires font défaut. Avec le développement de la technologie du moulage, les formes des adsorbants à lit fixe dont la taille des particules est supérieure à 4-5 um sont devenues riches et variées. Des premières formes amorphes et sphériques aux formes cylindriques, barres, anneaux, feuilles, nids d'abeilles, engrenages internes et externes, trèfles et chrysanthèmes, la forme de l'adsorbant est de plus en plus étroitement liée à ses performances.
La forme, la taille et la rugosité de la surface de l'adsorbant d'alumine activée affectent l'activité, la sélectivité et la résistance, la résistance à l'écoulement de l'air et d'autres propriétés de l'adsorbant. Le plus important est d'affecter l'activité, la perte de charge du lit et le transfert de chaleur. L'activité de l'adsorbant est étroitement liée à sa surface. Par conséquent, tant que la résistance mécanique et la perte de charge de l'adsorbant le permettent, le taux d'utilisation de la surface de l'adsorbant doit être amélioré autant que possible. Plus la surface externe de l'adsorbant contenu dans le réacteur à volume unitaire est grande, plus la capacité d'adsorption et l'efficacité de la production sont élevées.
2. Exigences du réacteur en matière de forme et de taille de l'alumine activée
En raison des différents principes de fonctionnement du réacteur, la forme de l'adsorbant nécessaire au fonctionnement est également très différente. Les particules sphériques sont faciles à rouler, se remplissent uniformément, ont une grande résistance à l'usure, une faible perte de composants de surface par décapage à l'air, et une grande quantité de remplissage du réacteur par unité de volume, ce qui permet d'améliorer la capacité de production du réacteur, et c'est une forme d'adsorbant couramment utilisée pour les réacteurs à lit fluidisé. La densité cylindrique creuse, bien qu'elle favorise la diffusion des substances, réduit la densité apparente de l'adsorbant, la masse de chaque adsorbant est donc réduite, de sorte que la surface de chaque adsorbant est réduite en conséquence, ce qui n'est pas favorable à la purification et à l'adsorption. Au contraire, si la distribution de la taille des pores des macropores est trop petite, la résistance à la diffusion interne augmentera, et bien que la surface de chaque adsorbant d'alumine activée puisse être augmentée, elle n'est pas propice à la diffusion des substances.
Il est donc nécessaire d'expérimenter pour trouver la densité de particules d'adsorbant la plus appropriée. L'adsorbant de purification à double distribution de pores conserve les avantages des macropores et des petits pores, et surmonte leurs inconvénients respectifs. L'analyse théorique montre que plus la taille des pores est petite, plus la distribution à double pore de l'adsorbant de purification est favorable. Par rapport à l'adsorbant de purification à distribution de pores unique, l'efficacité de l'adsorbant de purification à distribution de pores double peut être multipliée par 3 à 6, mais la taille minimale des pores doit être proche de 1/10 du libre parcours moléculaire moyen. La taille des pores est de préférence égale à environ 10 fois le libre parcours moléculaire moyen, car le coefficient de diffusion est peu affecté par la taille des pores.
