Billiga adsorbenter: exempel och tillämpningar? 

Billiga adsorbenter: exempel och tillämpningar?

När folk pratar om billiga adsorbenter tänker de ofta direkt på låg kvalitet. Detta är inte alltid fallet. Ibland talar vi om prisvärda material som under vissa förhållanden inte fungerar sämre än dyra analoger, men i vissa fall är deras användning det enda ekonomiskt lönsamma alternativet. Nyckeln är att förstå vad som är "billigt" för en specifik tillämpning: lågt pris per kilogram eller låg kostnad per volymenhet förorenat media? Det är olika saker, och förvirring här leder till onödiga utgifter. Jag stötte på det själv när vi köpte ett ton av det mest prisvärda kolet till ett pris, men det visade sig vara lågporöst för våra utsläpp av lösningsmedelsångor, vi var tvungna att byta det tre gånger oftare - besparingarna förvandlades till en förlust.

Vad anses allmänt vara ett billigt adsorbent?

Här måste vi separera. För det första är dessa naturliga material eller biproduktmaterial som kräver minimal bearbetning:aktivt kolbaserad på trä- eller skalavfall, vissa zeoliter, sågspån, torv, aska. Deras pris bestäms ofta av logistiken och inte av själva produktionstekniken. För det andra är dessa regenererbara adsorbenter, där kostnaden per cykel blir låg. Till exempel kiselgel eller några zeoliter som kan torkas. Och för det tredje är det här specialiserade men massproducerade produkter, som aluminiumoxid eller enkla jonbytarhartser för grovrengöring.

En viktig punkt är att tillämpningsområdet omedelbart avskär många alternativ. För att sanera oljespill på plats är det billigare och effektivare att använda torv eller sågspån impregnerat med en hydrofob sammansättning än att använda högporöst syntetmaterial. Men för efterrening av dricksvatten med hjälp av ett kommunalt filter kan billigheten av kol från kokosnötskal vara villkorad - strikta certifikat behövs, och här uppstår frågan om leverantörens tillförlitlighet.

Ibland anses förbrukade adsorbenter från andra industrier också vara billiga. Låt oss säga, en förbrukad katalysatorbärare baserad på aluminiumoxid. Du kan prova att använda den för sorption av tungmetaller från avloppsvatten. Men det här är alltid ett lotteri: du måste veta exakt materialets historia, annars kan du istället för att rengöra sekundär kontaminering. En gång provade vi det med zeolit ​​från avfall - porositeten verkade vara bevarad, men analysen visade kvarvarande klororganiska föreningar, så vi var tvungna att överge denna idé.

Praktiska exempel: vad fungerar och var

Låt oss ta klassikerna -aktivt kolAG-3 eller dess analoger. Kol är billigt och produceras i stora mängder. Idealisk för att fånga upp organiska ångor i ventilationssystem i färgverkstäder, där koncentrationerna inte är oöverkomliga, men kraven på högsta tillåtna koncentrationer är strikta. Dess fördel är att den kan regenereras genom att blåsa med het ånga, men med en förlust av aktivitet. Vi gjorde detta på en av fabrikerna: adsorptionscykeln är 2-3 veckor, sedan regenerering. Efter 5-6 cykler byttes kolet fortfarande, men den totala ägandekostnaden minskade märkbart.

Ett annat exempel är bentonitleror. Ett mycket billigt material för att skapa ogenomträngliga skärmar vid deponier eller för sorption av tungmetalljoner i form av en suspension. Men det finns en nyans: dess sorptionskapacitet beror starkt på miljöns pH. I surt avloppsvatten kanske det knappast fungerar, men i neutralt avloppsvatten kan det visa bra resultat. Det är alltid nödvändigt att först testa på en verklig miljö och inte på en modelllösning.

Flygaska från värmekraftverk. Nästan ett slöseri, kostnaden är billig. Forskning, och vår erfarenhet, visar att den kan absorbera till exempel fenoler eller vissa färgämnen ganska bra. Men problemet är heterogenitet: askans sammansättning varierar beroende på kol som bränns och årstid. Om det inte finns någon stabilitet finns det ingen förutsägbar teknisk process. Därför används den inte för kritiska uppgifter, men för lokal rening av en del tvättvatten med varierande sammansättning används den ibland som en tillfällig lösning.

Begränsningar och dolda kostnader

Det största misstaget är att bara titta på prislappen per påse. En billig adsorbent har ofta låg mekanisk hållfasthet. Samma granulerade kol gjord av valnötsskal är starkare än från trä, men också dyrare. Billigt kol i en flyttbädd eller backspolningsfilter maler snabbt till damm, vilket sedan blir ett problem. Det är nödvändigt att installera ytterligare fällor för detta damm, vilket förnekar de initiala besparingarna.

Den andra punkten är kapacitet. Billigt material kan ha en mindre specifik yta. Det betyder att den behöver vara större i vikt, bytas oftare och en större mängd avfall. Omhändertagande av använt adsorbent är en separat kostnadspost, och om det också klassificeras som farligt avfall (till exempel efter sorption av tungmetaller), kan kostnaden för bortskaffandet av det vara många gånger högre än kostnaden för själva materialet.

Den tredje aspekten är selektivitet. Billiga, bredspektrumadsorbenter "griper" ofta allt, inklusive det som inte behöver sorberas. Som ett resultat sjunker deras kapacitet för målkomponenten kraftigt. Till exempel, vid rening av grundvatten från klorerade kolväten kan billigt aktivt kol snabbt bli igensatt av naturliga organiska ämnen (humater) som finns i vattnet. Och istället för att fakturera månader kommer han att arbeta i veckor.

Fall: applikation vid gasrening

Det fanns ett projekt för att fånga upp ångor av flyktiga lösningsmedel (aceton, toluen) i en liten möbelproduktion. Kunden ville ha det så billigt som möjligt. Vi övervägde alternativet att använda inhemsk NaA-zeolit ​​- priset är attraktivt. Men modellering och passdata visade att för vattenånga, som också fanns rikligt i utsläppen, har den en ännu större affinitet än för organiskt material. Det vill säga att den snabbt blir mättad med fukt och slutar fungera på målkomponenterna.

Vi kom överens om en kompromiss: inte det dyraste importerade impregnerade kolet, utan med en tydligt beräknad cykeltid och ett system för förtorkning av luften med en enkel kylmetod. Ja, vi var tvungna att lägga till en torkenhet, men detta gjorde det möjligt att öka interregenereringen av kol med 4 gånger jämfört med att använda billig zeolit ​​utan torkning. I längden visade sig systemet vara mer ekonomiskt. Detta är ett typiskt exempel där materialets omedelbara billighet leder till en återvändsgränd.

Intressant erfarenhet av företagetChengdu Yizhi Technology Co.. På deras resursyzkjhx.ruJag kom över information om modifierade billiga mineralbaserade sorbenter.Chengdu Yizhi Technology Co., Ltd. är ett designinstitut etablerat av Chengdu Huaxi Chemical Technology Co., Ltd., och de arbetar ofta med att anpassa adsorbenter för specifika utsläpp eller avloppsvatten.