Quais são as diferenças entre a alumina activada e o crivo molecular?
A alumina activada e as peneiras moleculares são adsorventes muito utilizados na produção industrial, desempenhando papéis insubstituíveis. No entanto, há uma questão que sempre nos intrigou: qual é a diferença entre a alumina activada e as peneiras moleculares? Quais são as suas diferentes funções? Hoje, vamos analisar as suas diferenças específicas em termos de estrutura, desempenho de adsorção e aplicação.
Diferenças na estrutura da alumina activada e dos crivos moleculares
A alumina activada e as peneiras moleculares são ambos materiais sólidos com elevada porosidade e elevada dispersão, e têm uma grande área de superfície específica. No entanto, a diferença entre a alumina activada e as peneiras moleculares pode ser vista a partir da distribuição das suas estruturas de poros. A distribuição da estrutura de poros da alumina activada é relativamente desordenada, e a relação de distribuição do tamanho dos poros é geralmente: microporos, mesoporos e macroporos. A distribuição dos poros da alumina activada é desigual.
Mas as peneiras moleculares são diferentes. Existem muitos poros de tamanho uniforme e ordenados na estrutura da peneira molecular. As peneiras moleculares com diferentes tamanhos de poros são obtidas com base nas diferentes proporções moleculares de sílica e alumina. Os seus modelos incluem: Peneira molecular 3A, peneira molecular 4A, peneira molecular 5A, peneira molecular 13X e assim por diante. Por conseguinte, podemos compreender basicamente as diferenças entre a alumina activada e as peneiras moleculares a partir da distribuição das suas estruturas de poros.
Diferenças no desempenho de adsorção entre alumina activada e peneiras moleculares
A alumina activada tem uma distribuição desigual do tamanho dos poros e uma fraca seletividade, mas tem uma resistência mecânica mais elevada do que as peneiras moleculares, uma área de superfície específica maior e uma polaridade de adsorção especial para a água. Por conseguinte, na produção industrial diária, a alumina activada é frequentemente utilizada como dessecante e pode também ser utilizada como transportador de catalisador para fazer com que o catalisador tenha as características de resistência à pressão e resistência a altas temperaturas.
A alumina activada tem uma forte atividade devido à sua estrutura porosa, elevada área de superfície específica e estado de transição instável. Após a saturação da adsorção, pode ser aquecida a cerca de 175-315°C para remover a água e pode ser recuperada várias vezes. Além de ser utilizado como dessecante, também pode absorver oxigénio, hidrogénio, dióxido de carbono, gás natural e vapor de óleo lubrificante.
O desempenho de adsorção e separação das peneiras moleculares depende do tamanho e do volume dos poros. Os poros uniformemente distribuídos das peneiras moleculares tornam as suas propriedades de adsorção selectiva muito melhores do que as da alumina activada. A adsorção de peneiras moleculares é um processo de mudança física. A principal razão para a adsorção de peneiras moleculares é uma "força de superfície" produzida pela gravidade das moléculas na superfície sólida. Quando o fluido passa, algumas moléculas do fluido colidem com a superfície da peneira molecular devido ao movimento irregular, provocando uma diminuição da concentração das moléculas na superfície da peneira molecular, reduzindo assim o número dessas moléculas no fluido e atingindo o objetivo de separação e remoção. De facto, em termos gerais, podemos compreender que as peneiras moleculares são como uma peneira para moléculas de gás e de líquido, determinando se são absorvidas com base no seu tamanho. Após a saturação, tanto as peneiras moleculares como a alumina activada podem ser aquecidas para regeneração. A adsorção e a regeneração podem ser utilizadas várias vezes até que o desempenho da adsorção e a atividade diminuam para um determinado intervalo.
Diferenças de aplicação entre alumina activada e peneiras moleculares
A alumina activada pode ser designada por dessecante industrial. Mais de 80% dos equipamentos de secagem por pressão de ar normalmente utilizados na indústria são de alumina activada, que pode geralmente atingir -40°C. As peneiras moleculares só são utilizadas quando a profundidade de secagem é maior. Os gases que podem ser secos utilizando dessecantes de alumina activada são principalmente acetileno, gás de craqueamento, gás de coqueria, hidrogénio, oxigénio, ar, etano, cloreto de hidrogénio, propano, amoníaco, etileno, sulfureto de hidrogénio, propileno, árgon, metano, dióxido de enxofre, dióxido de carbono, gás natural, hélio, azoto, cloro, etc.
Os crivos moleculares têm fortes propriedades hidrofílicas. Na produção industrial, por vezes é necessário controlar o teor de humidade dos gases a um nível muito baixo. Neste momento, a profundidade de secagem da alumina activada não pode satisfazer os requisitos, mas as peneiras moleculares podem adsorver a níveis de humidade muito baixos, e a profundidade de secagem das peneiras moleculares pode atingir -70°C. Neste ponto, surge um problema. A profundidade de secagem das peneiras moleculares é muito alta. Porque não utilizar apenas peneiras moleculares? Não podemos entender que o custo da primeira peneira molecular é demasiado elevado. Se não tivermos requisitos tão elevados, por vezes, isso causará desperdício. A segunda é a diferença nas condições de adsorção entre os dois. Quando o teor de humidade do gás é elevado, a taxa de absorção de água da alumina activada é muito superior à das peneiras moleculares. Sob as mesmas condições, não há alumina activada na peneira molecular, o que é obviamente devido à estrutura molecular. No entanto, quando o teor de humidade é muito baixo, a taxa de absorção de água da peneira molecular é mais forte do que a da alumina activada. De facto, por vezes, podemos combinar alumina activada e crivos moleculares para utilização, o que permite tirar o máximo partido das respectivas vantagens, utilizá-los de forma razoável e obter o dobro do resultado com metade do esforço.
