3.2 Силикагели
Силикагели по своей химической природе представляют собой гидратированные аморфные кремнеземы (SiO2 *nН2 О), являющиеся реакционноспособными соединениями переменного состава, превращения которых происходят по механизму поликонденсации:
nSi(ОН)4 > Sin O2 n - m +(2n-m)Н2 O.
Поликонденсация ведет к формированию структурной сетки сфероподобных частиц коллоидных размеров (2*10-9 -2*10-8 м), сохраняющейся при высушивании гидрогеля кремневой кислоты и образующей жесткий кремнекислородный каркас. Зазоры между частицами образуют пористую структуру силикагеля. Для получения силикагелей в промышленности обычно используют метод осаждения аморфного кремнезема из силикатов щелочных металлов минеральными кислотами. Выпускают силикагель в виде шариков, таблеток или кусочков неправильной формы. Размеры их зерен составляют от 0,1 до 7,0 мм. Адсорбционные и химические свойства силикагелей существенно зависят от наличия на их поверхности групп ? Si--ОН.
По характеру пористой структуры силикагеля классифицируют на крупно-, средне- и мелкопористые, к которым относят кусковые и гранулированные материалы, характеризующиеся средним радиусом пор, составляющим соответственно ?5*10-9 , (5-1,5)*10-9 и (1,5-1,0)* 10-9 м. По размеру зерен кусковые силикагели широкого использования делят на 4 марки (7,0- 2,7; 3,5-1,5; 2,0-0,25; 0,5-0,2 мм), а гранулированные -- на 2 марки (7,0- 2,7 и 3,5-1,0 мм).
Для их обозначения используют буквенные сочетания:
КСК -- крупный силикагель крупнопористый,
КСС -- крупный силикагель срсднепористый,
МСМ -- мелкий силикагель мелкопористый и т. п.
Средние фракции силикагелей называют шихтой и обозначают соответственно как ШСК, ШСС и ШСМ. Гранулированный мелкопористый силикагель содержит 4--10% Аl2 O3 в качестве добавки, предупреждающей растрескивание его гранул.
Объем пор силикагелей составляет 0,3-1,2 см3 /г, их удельная поверхность находится в пределах 300-750 м3 /г, а гравиметрическая плотность заключена в интервале 0,4-0,9 г/см3 . Последний показатель может служить косвенной характеристикой пористой структуры силикагелей: для мелкопористых силикагелей он составляет 0,7-0,8 г/см3 , а для крупнопористых - 0,4 - 0,5 г/см3 . Теплоемкость силикагелей -- 0,92 кДж/(кг-К), теплопроводность при 30 °С равна 0,11 кДж/(м*ч*К).
Силикагели служат для поглощения полярных веществ. Мелкопористые силикагели используют для адсорбции легкоконденсируемых паров и газов, крупнопористые и частично среднепористые силикагели служат эффективными поглотителями паров органических соединений. Высокое сродство поверхности силикагелей к парам воды обусловливает широкое их использование, а качестве агентов осушки разнообразных газовых сред. Силикагели негорючи и характеризуются низкой температурой регенерации (110--200 °С) и достаточно высокой механической прочностью. В то же время они разрушаются под действием капельной влаги, что необходимо учитывать при их использовании в системах газоочистки.
- Методы очистки газа и характеристика поглотителей
- 56 В. Адсорбционная очистка газов от so2
- 64.Адсорбционные методы очистки газов.
- 50. Абсорбционные и адсорбционные методы очистки газов
- 2.2. Адсорбционная очистка газов
- 18. Адсорбционные методы очистки отходящих газов от диоксида серы, оксидов азота, галогенов и сероводорода.
- Функции атмосферы. Методы защиты атмосферы( методы очистки отходящих газов).
- 40. Аб(ад)сорбционные методы очистки газов