Goedkope adsorbentia: voorbeelden en toepassingen? 

Goedkope adsorbentia: voorbeelden en toepassingen?

Als mensen het hebben over goedkope adsorbentia, denken ze vaak meteen aan lage kwaliteit. Dit is niet altijd het geval. Soms hebben we het over betaalbare materialen die onder bepaalde omstandigheden niet slechter werken dan dure analogen, maar in sommige gevallen is het gebruik ervan de enige economisch haalbare optie. De sleutel is om te begrijpen wat 'goedkoop' is voor een specifieke toepassing: lage prijs per kilogram of lage kosten per volume-eenheid van verontreinigde media? Dit zijn verschillende dingen, en verwarring leidt hier tot onnodige kosten. Ik kwam het zelf tegen toen we een ton van de meest betaalbare steenkool tegen een prijs kochten, maar het bleek weinig poreus te zijn voor onze uitstoot van oplosmiddeldampen, we moesten het drie keer vaker vervangen - de besparing veranderde in een verlies.

Wat wordt over het algemeen als een goedkoop adsorbens beschouwd?

Hier moeten we scheiden. Ten eerste zijn dit natuurlijke of bijproductmaterialen die minimale verwerking vereisen:actieve koolop basis van hout- of schelpenafval, sommige zeolieten, zaagsel, turf, as. Hun prijs wordt vaak bepaald door de logistiek, en niet door de productietechnologie zelf. Ten tweede zijn dit regenereerbare adsorbentia, waarbij de kosten per cyclus laag worden. Bijvoorbeeld silicagel of sommige zeolieten die kunnen worden gedroogd. En ten derde zijn dit gespecialiseerde maar in massa geproduceerde producten, zoals aluminiumoxide of eenvoudige ionenuitwisselingsharsen voor ruwe reiniging.

Een belangrijk punt is dat het toepassingsgebied meteen veel opties afsnijdt. Voor het opruimen van olievlekken ter plaatse is het goedkoper en effectiever om turf of zaagsel te gebruiken dat is geïmpregneerd met een hydrofobe samenstelling dan om zeer poreus synthetisch materiaal te gebruiken. Maar voor de nazuivering van drinkwater met behulp van een gemeentelijk filter kan de goedkoopheid van steenkool uit kokosnootschalen voorwaardelijk zijn - er zijn strikte certificaten nodig, en hier rijst de vraag naar de betrouwbaarheid van de leverancier.

Soms worden gebruikte adsorbentia uit andere industrieën ook als goedkoop beschouwd. Laten we zeggen een gebruikte katalysatordrager op basis van aluminiumoxide. Je kunt het proberen te gebruiken voor de sorptie van zware metalen uit afvalwater. Maar dit is altijd een loterij: je moet de geschiedenis van het materiaal precies weten, anders kun je in plaats van schoonmaken secundaire besmetting krijgen. We hebben het ooit geprobeerd met zeoliet uit afval - de porositeit leek behouden te blijven, maar de analyse toonde resterende organochloorverbindingen aan, dus we moesten dit idee laten varen.

Praktijkvoorbeelden: wat werkt en waar

Laten we de klassiekers nemen -actieve koolAG-3 of zijn analogen. Steenkool is goedkoop en wordt in grote hoeveelheden geproduceerd. Ideaal voor het afvangen van organische dampen in ventilatiesystemen van lakwerkplaatsen, waar de concentraties niet onbetaalbaar zijn, maar de eisen voor maximaal toelaatbare concentraties wel streng zijn. Het voordeel is dat het kan worden geregenereerd door met hete stoom te blazen, zij het met verlies aan activiteit. We hebben dit in een van de fabrieken gedaan: de adsorptiecyclus duurt 2-3 weken, daarna regeneratie. Na 5-6 cycli werd de steenkool nog steeds vervangen, maar de totale eigendomskosten daalden merkbaar.

Een ander voorbeeld zijn bentonietkleisoorten. Een zeer goedkoop materiaal voor het maken van ondoordringbare schermen op stortplaatsen of voor de sorptie van zware metaalionen in de vorm van een suspensie. Maar er is een nuance: het sorptievermogen is sterk afhankelijk van de pH van de omgeving. In zuur afvalwater werkt het misschien nauwelijks, maar in neutraal afvalwater kan het goede resultaten opleveren. Het is altijd nodig om eerst te testen op een echte omgeving, en niet op een modeloplossing.

Vliegas van thermische elektriciteitscentrales. Bijna zonde, de kosten zijn goedkoop. Uit onderzoek en onze ervaring blijkt dat het bijvoorbeeld fenolen of sommige kleurstoffen vrij goed kan absorberen. Maar het probleem is de heterogeniteit: de samenstelling van de as varieert afhankelijk van de verbrande steenkool en het seizoen. Als er geen stabiliteit is, is er geen voorspelbaar technologisch proces. Daarom wordt het niet gebruikt voor kritische taken, maar voor lokale zuivering van een deel van het waswater met een variabele samenstelling wordt het soms als tijdelijke oplossing gebruikt.

Beperkingen en verborgen kosten

De grootste fout is om alleen naar het prijskaartje per tas te kijken. Een goedkoop adsorbens heeft vaak een lage mechanische sterkte. Dezelfde korrelige houtskool gemaakt van walnootschalen is sterker dan van hout, maar ook duurder. Goedkope houtskool in een bewegend bed of terugspoelfilter vermaalt snel tot stof, wat dan een probleem wordt. Het is noodzakelijk om extra opvangers voor dit stof te installeren, wat de initiële besparingen teniet doet.

Het tweede punt is capaciteit. Goedkoop materiaal kan een kleiner specifiek oppervlak hebben. Dit betekent dat het een groter gewicht moet hebben, vaker moet worden vervangen en een grotere hoeveelheid afval moet bevatten. Het afvoeren van verbruikt adsorbens is een aparte kostenpost, en als het ook als gevaarlijk afval wordt geclassificeerd (bijvoorbeeld na sorptie van zware metalen), kunnen de kosten van de afvoer ervan vele malen hoger zijn dan de kosten van het materiaal zelf.

Het derde aspect is selectiviteit. Goedkope breedspectrumadsorbentia ‘grijpen’ vaak alles, ook wat niet hoeft te worden gesorbeerd. Als gevolg hiervan neemt hun capaciteit voor de doelcomponent scherp af. Bij het zuiveren van grondwater van gechloreerde koolwaterstoffen kan bijvoorbeeld goedkope actieve kool snel verstopt raken met in het water aanwezige natuurlijke organische stoffen (humaten). En in plaats van maanden te factureren, gaat hij wekenlang werken.

Case: toepassing bij gasreiniging

Er liep een project om dampen van vluchtige oplosmiddelen (aceton, tolueen) af te vangen in een kleine meubelproductie. De klant wilde het zo goedkoop mogelijk. We hebben de optie overwogen om binnenlandse NaA-zeoliet te gebruiken - de prijs is aantrekkelijk. Maar modellering en paspoortgegevens lieten zien dat waterdamp, die ook overvloedig aanwezig was in de emissies, een nog grotere affiniteit heeft dan voor organisch materiaal. Dat wil zeggen dat het snel verzadigd raakt met vocht en niet meer aan de doelcomponenten werkt.

We kwamen tot een compromis: niet de duurste geïmporteerde geïmpregneerde kolen, maar met een duidelijk berekende cyclustijd en een systeem om de lucht voor te drogen via een eenvoudige koelmethode. Ja, we moesten een droogeenheid toevoegen, maar dit maakte het mogelijk om de inter-regeneratierun van steenkool vier keer te vergroten in vergelijking met het gebruik van goedkoop zeoliet zonder droging. Op de lange termijn bleek het systeem zuiniger te zijn. Dit is een typisch voorbeeld waarbij de onmiddellijke goedkoopheid van het materiaal tot een doodlopende weg leidt.

Interessante ervaring met het bedrijfChengdu Yizhi Technologie Co.. Op hun bronyzkjhx.ruIk kwam informatie tegen over gemodificeerde, goedkope, op mineralen gebaseerde sorptiemiddelen.Chengdu Yizhi Technology Co., Ltd. is een ontwerpinstituut opgericht door Chengdu Huaxi Chemical Technology Co., Ltd., en ze werken vaak aan het aanpassen van adsorbentia voor specifieke emissies of afvalwater.