活性氧化铝的固体吸附剂形状及使用性能

(1)活性氧化铝形状与使用性能

固体吸附剂是要以不同颗粒形状在反应器中使用的，早期的吸附剂不注意形状，往往仅仅将大块物质破碎，然后筛分出粒度不均、形状不规则的颗粒使用。因形状不定，使用时气流分布很不均匀，吸附反应受到影响。而筛分出的小颗粒

及粉末物质无法利用被抛弃，因而造成很大浪费。随着对吸附剂使用性能要求的不断提高，及成型技术的迅速发展，吸附剂的形状要求逐渐与实用性能一-致了。市售的固体吸附剂至少是均匀颗粒或微球状的，以便均匀的填充到工业反应器中。因而成型便成了吸附剂制造中的一-个重要工序。吸附剂的形状和成型工艺在很大程度上影响着吸附剂的使用性能，沸腾床等使用的小颗粒或微粒吸附剂，- -般只关心吸附剂的粒径和粒径分布问题，不太注重吸附剂的形状，其实并不是不需要调节吸附剂的形状，只是缺少必要的成型手段。随着成型技术的发展，粒径大于4~5 u m的固定床吸附剂形状丰富多样起来。由早期无定形和球形为主而发展到圆柱形、条形、环形、片形、蜂窝形、内外齿轮形、三叶草形和菊花形等多种形状，吸附剂的形状与使用性能越来越密切。吸附剂的形状、尺寸及表面粗糙度都会影响吸附剂的活性、选择性和强度、气流阻力等性能。最主要是影响活性、床层压力降和传热。吸附剂的活性与其表面积关系极大，为此只要吸附剂机械强度和压降允许，应尽量提高吸附剂的表面利用率，单位体积反应器内容纳的吸附剂外表面积越大，则吸附性越高，生产效

率越高。

(2)反应器对活性氧化铝形状及大小的要求

由于反应器工作原理不同，工作时需要的吸附剂形状也有很大区别。球形颗粒易滚动，充填均匀，耐磨性高，表面成分被气流冲刷损失小而且单位体积反应器装填量多，有利于提高反应器的生产能力，是流化床反应器常用的吸附剂形状。圆柱形有规则的、光滑的表面，易于滚动，充填均匀;空心圆柱形表现密度小，大，虽有利于物质的扩散，但吸附剂的表观密度将会减小，因而每粒吸附剂的质量将减小，致使每粒吸附剂的表面积也将相应地减小，这就不利于净化吸附作用的进行。反之，如果大孔的孔径分布太小，将造成内扩散阻力增加，这时虽可增加每粒吸附剂的表面积，但不利于物质的扩散”。因此，要通过试验找出最合适的吸附剂颗粒密度。双孔分布型净化吸附剂保留了大孔和小孔的优点，克服了各自的缺点。理论分析认为，孔径越小，净化吸附剂双孔分布越有利。与单- ~孔分布的净化吸附剂相比，双孔分布型净化吸附剂的效率可提高3~6倍，但最小孔径应以趋于分子平均自由行程的1/10为宜，太小使利用率降低[8。而大孔径以约分子平均自由行程的10倍为宜，因为这时扩散系数受孔径的影响很小。