Guia 101 para o processo de fabrico de alumina activada

As principais funções deste dessecante, designadas por "adsorção", são a absorção de água e a secagem do ar. As moléculas de humidade no ar podem induzir a corrosão das máquinas e a formação de gelo, ambas perigosas e prejudiciais. Por conseguinte, é essencial eliminar estas moléculas para que o equipamento possa continuar a funcionar normalmente.

A produção de alumina é um processo bastante simples. Agora, se quisermos fabrico de alumina activada nas suas instalações, temos a certeza de que há algumas coisas que devemos informar para que esteja totalmente preparado. Vamos ao que interessa!

O que é a alumina activada?

A alumina activada é uma substância de que pode ou não ter ouvido falar. A alumina activada, por outro lado, muito provavelmente beneficiou-o a si e à sua família. Pode até estar escondida no filtro de água da sua torneira.

A alumina activada é um excelente dessecante para secar uma grande variedade de líquidos e gases. O óxido de alumínio sob a forma de esferas muito permeáveis que foram microscopicamente "esmagadas" é conhecido como alumina activada. Como resultado, podem desempenhar uma vasta gama de funções. Podem, por exemplo, ser utilizadas com gases secos. A transmissão segura de gases voláteis exige frequentemente a secagem dos gases. O propano, por exemplo, deve ser seco antes de ser utilizado para evitar a ferrugem das máquinas, o que também pode resultar em grandes fugas.

Aplicações comuns da alumina activada

Consequentemente, a alumina activada é excecionalmente boa na recuperação de resíduos tóxicos e de fluxos de águas pluviais poluídas. Os poluentes da atividade de produção, como os metais solúveis, podem acumular-se na água da chuva. Podem também lavar contaminantes como o arsénico e o chumbo para as águas subterrâneas em resultado de actividades mineiras. A alumina activada pode ser utilizada para limpar não só acidentes perigosos, mas também regiões tóxicas que foram abandonadas durante um longo período e que só agora estão a ser limpas.

A alumina activada é um forma económica de limpar os arredores. Garante que as substâncias perigosas não voltam a infiltrar-se na área circundante depois de serem eliminadas devido à sua propensão para se ligarem a elas.

O facto de a alumina activada ser excecionalmente estável é uma caraterística importante. Pode criar ligações com uma variedade de substâncias sem alterar a sua química ou estrutura. Devido à sua estrutura permeável, a sua área de superfície é substancialmente maior do que a sua massa, permitindo-lhe ingerir um quantidade considerável de substâncias.

A alumina activada é também uma bom desumidificadoro que significa que pode remover a humidade das condições ambientais e de outros gases. É utilizado para secagem e lustração no fabrico de peróxido de hidrogénio, gás natural e gasolina.

Também é utilizado para limpar a água em fábricas, estações de tratamento de esgotos e casas residenciais. O flúor, o chumbo, o arsénico e outros contaminantes são todos eficientemente removidos da água potável.

Devido à sua excelente tolerância ao choque, capacidade de poros e resiliência química e físicaA alumina activada é um dos materiais mais importantes e úteis no mundo atual da alta tecnologia.

Adsorventes

Sendo um adsorvente extremamente eficaz tanto em gases como em líquidos, a alumina activada é utilizada por uma variedade de indústrias para remover determinados constituintes de outros meios.

A alumina activada é mais conhecida como adsorvente pela sua utilização na filtração de água, na qual é uma adsorção económica para eliminar o flúor da água. Também pode remover uma série de outras impurezas, como o arsénio, o chumbo e o enxofre.

Dessecantes

Indistintamente da sua ação como adsorvente, a alumina activada pode também absorver a água do arA alumina activada, tal como o gel de sílica, pode captar e reter água para manter os materiais secos. A um nível de humidade de 50 por cento, a alumina activada pode absorver até 20 por cento da sua própria massa em água como dessecante.

Os dessecantes, como a alumina activada, são utilizados numa série de utilizações, incluindo a remoção de vapor de gases em instalações fabris. A água adsorvida na alumina activada pode ser dessorvida e a alumina reciclada após tratamentos térmicos.

Catalisadores

A alumina activada é também frequentemente utilizada como catalisador, servindo tanto como catalisador como transportador inerte ou substrato para outros catalisadores.

A alumina activada é mais conhecida como um catalisador Claus e é o catalisador Claus mais utilizado na extração de enxofre em fábricas de petróleo e gás.

Caraterísticas e vantagens da alumina activada

• A redução do atrito implica uma menor agitação durante a descompressão ou o carregamento da coluna, bem como uma diminuição da pressão e uma menor probabilidade de bloqueio do pós-filtro.
• A utilização de folhas de alumina activada em processos de secagem regenerativa tem uma longa experiência.
• A dimensão uniforme dos grânulos de alumina activada assegura uma queda de baixa pressão, reduzindo a canalização e permitindo a utilização de toda a coluna de leito.
• Para reduzir a formação de poeiras, deve ser utilizado um dessecante de elevada robustez de trituração nas torres de secagem. Esta propriedade permite que a alumina activada seja utilizada como ingrediente de pré-leito quando são necessários outros tipos de desumidificadores.
• A alumina activada não murcha, não incha, não amolece nem se desintegra quando imersa em água. A estagnação da água não tem qualquer efeito sobre as pérolas de alumina. A capacidade de adsorção significativa do dessecante pode ser recuperada após um remodelação completa.

Máquina e materiais necessários

• Temperatura de 1000°C
• A pressão de 0,3 MPa
• AlCl3
• Água
• Forno de tubos
• Nitrogénio
• Reactores
• Válvulas de controlo de fluxo
• Cloreto de alumina

Fabrico de alumina activada

• Produção de hidróxido de alumínio
• Calcinação de alumina
• Aglomeração de alumina
• Ensaios

Produção de hidróxido de alumínio

Na maior parte dos casos, a alumina activada começa como hidróxido de alumínio (gibbsita, boemita, etc.) - uma substância formada por uma sequência de reacções químicas durante o processo Bayer, que converte o minério de bauxite em alumina.

Ativar a calcinação da alumina

Uma vez criado, o hidróxido de alumínio é processado termicamente num forno rotativo. Esta fase de calcinação é aplicada para desidratar ou remover a humidade ligada ao hidróxido de alumínio, de modo a formar alumina ou óxido de alumínio.

A estrutura de alumina torna-se muito permeável durante a ativação, que ocorre dentro de um intervalo de temperatura definido, com parâmetros do procedimento tais como o tempo de permanência e o perfil de temperatura utilizados para influenciar as qualidades do produto acabado. As caraterísticas do produto final podem também ser influenciadas pela composição da origem inicial do bauxite.

Aglomeração de alumina activada

A aglomeração é normalmente desejada com base na aplicação final desejada da alumina activada. Quando se trata de adsorventes e catalisadores, isto é particularmente verdadeiro.

A aglomeração de alumina activada permite um grande nível de personalização para satisfazer as necessidades de aplicações únicas. A aglomeração é frequentemente utilizada para regular os seguintes atributos:

• Distribuição dimensional das partículas
• Densidade a granel
• Resistência à fratura
• Quantidade de atrito/produção de pó Capacidade
• Capacidade de fluido

Há uma variedade de métodos para fazer "esferas" de alumina activada, incluindo a utilização de um aglomerador, misturadores de pinos, peletizador de disco ou uma mistura destes métodos.

Ensaios de alumina activada

O teste é normalmente um passo vital no desenvolvimento de uma produção de alumina activada que funciona como esperado para uma variedade de fins. Os fornos à escala piloto e por lotes são frequentemente utilizados para testar os componentes do processo térmico de fabrico de alumina activada. Além disso, é frequentemente sugerido o teste de várias técnicas de aglomeração, bem como de possíveis aglutinantes, a fim de obter os dados de processo necessários para desenvolver um aglomerado com as caraterísticas desejadas.

Jalon fornece um instalação de ensaio onde podem ser efectuados ensaios térmicos e de aglomeração em lotes e à escala-piloto. Também é possível testar circuitos de procedimento contínuo que integrem a térmica e a aglomeração. Este ambiente de teste único permite a recolha de dados sobre procedimentos e materiaisbem como a simulação de circunstâncias de fabrico, a fim de desenvolver um procedimento que gere um produto adequado ao fim a que se destina.

Avaliação termodinâmica do resultado da alumina activada a várias temperaturas

Na face do cristal, ocorrem os principais padrões de difração do Al2O3 típico. Os picos caraterísticos do Al2O3 surgem nas faces do cristal quando as temperaturas de pirólise do cristal de AlCl3 atingem 900°C. Isto é devido às temperaturas de transição do estágio cristalino da alumina de 900°C. Como o Al2O3 é a fase primária da alumina activada, as temperaturas de pirólise devem ser inferiores a 1000°C.

A alumina activada tem uma forma lamelar quando sinterizada a 700°C, mas os resultados a outras temperaturas têm uma estrutura granular. Os reagentes sólidos precipitam-se inicialmente do estado líquido, sendo depois convertidos em grânulos redondos no processo de pirólise por pulverização. Os resultados da pirólise tornam-se irregulares à medida que a temperatura aumenta, resultando em exteriores rugosos. A criação da estrutura lamelar, por outro lado, não é notada. Estes resultados mostram que a sinterização a temperaturas mais elevadas transforma a arquitetura final de lamelar em irregular com superfícies irregulares.

Abaixo das diferentes temperaturas, as áreas de superfície particulares dos produtos variam de 94 a 52,4 m2/g, os diâmetros dos poros de 12,12 a 17,78 nm e os volumes dos poros de 0,2655 a 0,2128 cm3/g. À medida que as temperaturas de pirólise aumentam, as áreas de superfície específicas dos subprodutos de alumina diminuem, o que é congruente com os dados SEM. As áreas superficiais específicas dos resultados do processo de pirólise por pulverização são inferiores às da alumina tipicamente activada (>100 m2/g) devido às caraterísticas específicas do AlCl3 e à pressão superficial restrita do líquido. As áreas de superfície específicas dos resultados, os diâmetros dos poros e os volumes dos poros satisfazem as exigências do suporte do catalisador de Al2O3 de elevada pureza, grandes dimensões dos poros e grande volume dos poros (>0,1 cm3/g).

O Specific Surface Area Profiler foi utilizado para analisar as isotermas de adsorção-dessorção de N2 dos produtos de pirólise a 700°C e 900°C. Quando a pressão absoluta ultrapassa 0,5, o volume de adsorção dos produtos de pirólise aumenta rapidamente. Uma vez que a condensação capilar, a isoterma de adsorção e a isoterma de dessorção não se sobrepõem, surge um ciclo de histerese substancial. A linha de isoterma cai na quarta categoria da categorização de isotermas de adsorção-dessorção do BDDT. Os resultados revelam que os microporos e mesoporos são distribuídos uniformemente pelos grânulos de saída da pirólise.

Além disso, de acordo com a categorização do ciclo de histerese de Boer, quando a pressão comparativa é de 0,9, a velocidade de histerese da linha de dessorção quebra muito, e quando a pressão relativa é de 0,5, a velocidade de histerese da linha de dessorção muda notavelmente. Podem ser encontrados laços de histerese distintos em duas saídas de pirólise. O ciclo de histerese da saída da pirólise por pulverização produzida a 700°C é assim caracterizado como um ciclo de histerese do tipo Hidrogénio com orifícios em forma de garrafa de tinta e de placa paralela, o que é consistente com os resultados do SEM.

A 900°C, o ciclo de histerese do item é caracterizado como tipo H3, que está ligado a aberturas em forma de fenda. O resultado também revela que, quando a temperatura aumenta, o método de pirólise por pulverização melhora a área de superfície específica da alumina activada e aumenta o tamanho dos poros. Estes resultados mostram que a abordagem proposta para a produção de adsorventes de alumina activada com poros de grandes dimensões é viável.

Alumina activada regeneradora

Na secagem de alumina activada, é necessária a regeneração da alumina ativa. Normalmente, é utilizado azoto quente para purgar a renovação do dessecante. Devido à forte interação entre a água e a alumina activada, vários procedimentos convencionais não conseguem dessorver completamente o líquido adsorvido. Os procedimentos de aquecimento e dessorção são divididos em três fases: aquecimento, limpeza e arrefecimento. 

Quanto mais elevada for a temperatura de aquecimento, mais extensa será a regeneração por dessorção. As temperaturas variam entre 180 e 350 graus Celsius para a restauração por aquecimento da alumina activada. Durante 4 horas, a temperatura da coluna de alumina activada é normalmente aumentada para 280 graus Celsius. A temperatura aumenta a um ritmo de cerca de 50 graus Celsius por hora.

Devido ao facto de uma elevada concentração de vapor de água a altas temperaturas poder degradar drasticamente a estrutura da alumina activada, o leito de alumina ativa deve ser lavado com azoto, ar, gás do produto ou outro gás adequado durante o aquecimento.

A água não deve ser incorporada no gás de lavagem porque a quantidade de humidade presente tem um impacto significativo na eficácia da regeneração. Após a regeneração do leito de alumina ativa, este deve ser refrigerado antes do método de adsorção, sendo o gás de arrefecimento utilizado para limpar o leito e eliminar a água de retenção, e o gás de arrefecimento e o ciclo de sorção fluindo no mesmo caminho.

Quando a alumina activada é utilizada para regenerar líquidos secos, como o propileno, é necessário fazer circular o líquido através do leito de alumina ativa sem quaisquer impasses. Consequentemente, quando aquecido, o líquido residual reagiria ou carbonizaria, limitando a eficácia e o tempo de funcionamento do circuito de adsorção.

Se a alumina activada for de boa qualidadeA regeneração do dessecante, por mais horrível ou espantosa que seja, deve ser utilizada em futuras utilizações. A regeneração do dessecante, por mais horrível ou espantosa que seja, deve ser utilizada em utilizações futuras. A eficácia da alumina activada de alta qualidade, por outro lado, pode prolongar a vida e melhorar as condições de secagem.

Qual é o objetivo da regeneração de alumina activada?

A capacidade máxima de adsorção de fluoreto da alumina activada é influenciada pelas propriedades físicas e químicas da alumina, bem como pela água a ser filtrada. Após um certo período de tempo, a alumina activada fica concentrada com iões de flúor e diminui a sua capacidade de eliminar iões de flúor da água. Este grau de Alumina Activada é conhecido como "Alumina Activada Esgotada".

Os utilizadores têm duas opções à sua disposição. Substituir a Alumina Activada antiga por uma nova. Também é possível repor a Alumina Activada que se esgotou. Uma vez que as despesas de regeneração são 1/15 do valor da substituição de uma Alumina Activada esgotada por uma mais recente, é uma opção rentável e a melhor opção a escolher, uma vez que reduz as despesas gerais de funcionamento e o tempo necessário para esperar pela chegada de uma nova.

Requisitos

• Química

1. Hidróxido de sódio:- também conhecido como soda cáustica de qualidade comercial
2. Ácido sulfúrico concentrado de qualidade comercial
3. Cal
4. Base fraca (vulgarmente conhecida como bicarbonato de sódio)
5. Ácido fraco (ácido acético)
6. SIM/NÃO teste de fluoretos com reagente

• Equipamento

1. Balança de equilíbrio

• Outros artigos essenciais 

1. Balde de plástico com graduações
2. Recipiente de plástico (200L)
3. Tira de pH (intervalo de 2-10,5)
4. Cilindro de medição de plástico(100ML(2), 1000ML(2))
5. Luvas de borracha
6. Avental de borracha
7. Vareta de plástico
8. Óculos de proteção

A metodologia da regeneração:

Alt-Text:Notas adesivas no quadro

• Carregar o saco de nylon com a quantidade exacta de AA do filtro doméstico que foi drenado (malha de 0,106 mm). Assegurar que não há derrames durante o transporte da Alumina Activada.
• Com luvas de borracha, esmagar 100 g de soda cáustica granulada num prato ou garrafa de plástico.
• Em 10 litros de água, dissolver suavemente a soda cáustica. Misturar os flocos com uma vareta de plástico para os dissolver. A mistura alcalina resultante é 1 por cento NaOH.
• Atar o saco de nylon à volta do pescoço da AA cansada. Colocar o saco de nylon no balde com a mistura enfraquecida de soda cáustica (NaOH). Agitar o saco no balde de 2 em 2 horas para assegurar que a solução de soda cáustica e a alumina activada esgotada estão em contacto. Após 8 horas, retire o saco do barril e drene qualquer álcali restante para o balde. Vale a pena mencionar que a combinação de soda cáustica só precisa de ser utilizada uma vez para curar 5 kg de AA.
• Encher até meio o tanque de decantação com a solução de soda cáustica do barril que foi utilizado.
• Introduzir o saco de nylon num barril de plástico cheio com 10 litros de água limpa. Este é o ponto de partida para o processo de lavagem. Bata o saco de nylon na vertical e na horizontal algumas vezes, como indicado no passo 4. Repetir o procedimento de lavagem pelo menos mais duas vezes, de cada vez utilizando água nova. Pode ser utilizada água bruta com flúor para esta fase de limpeza.
• Com luvas, transferir 100 ml de ácido sulfúrico concentrado do recipiente do ácido para uma proveta graduada. Verter lentamente o ácido para um balde de plástico de 15 litros que foi enchido com 10 litros de água. Ao adicionar o ácido, utilizar uma vareta de plástico para agitar a água. A combinação ácida obtida é o ácido sulfúrico 0,4 N (H2SO4). Nunca utilize água quando estiver a trabalhar com ácidos. Pode provocar um acidente grave.
• Antes de transferir o saco de nylon cheio de alumina activada para o balde cheio de solução ácida, absorva qualquer excesso de água. Deslize a alumina activada no saco de nylon verticalmente e horizontalmente, conforme indicado no passo 4 acima, para garantir um bom contacto com a solução ácida. Após 4 horas, levantar o saco e deitar fora qualquer excesso de ácido, de preferência durante a noite.

Aspectos a ter em conta na regeneração de aluminas activadas

Ao trabalhar com soda cáustica e ácido, deve ter-se especial cuidado. Se não forem tomadas as devidas precauções, o utilizador e outras pessoas podem sofrer ferimentos graves. Para evitar ferimentos, respeite rigorosamente as medidas a seguir indicadas:

• Os produtos químicos devem ser mantidos fora do alcance das crianças e num local seguro, como uma despensa fechada.
• Ao transportar as garrafas, é essencial ter muito cuidado. Se segurar a garrafa pelo gargalo, esta pode fraturar, culminando numa terrível tragédia. Agarrar a base da garrafa com as duas mãos. Normalizar o uso de um transportador de garrafas, como um balde, para transferir uma garrafa do armário de armazenamento para o espaço de trabalho. Tirar partido de recipientes compactos e fáceis de manusear.
• Quando a soda cáustica contém humidade, perde a sua eficácia. Por conseguinte, a garrafa de soda cáustica deve ser bem tapada.
• Usar sempre luvas de borracha e óculos de proteção quando se lida com ácidos ou álcalis.

Dicas de fabrico

1. Avaliação pormenorizada

Outro item a considerar antes de lançar a instalação é um avaliação exaustiva. Deve ter uma boa ideia de quanto dinheiro vai gastar em gestão de stocks e aprovisionamento. Também deve saber de quantos empregados vai precisar para gerir a fábrica de forma eficiente. Deve conhecer os seus custos para os poder gerir eficazmente.

O fabrico de alumina activada requer a intervenção de especialistas em todo o processo de produção.

2. Priorização do retorno do investimento

Quando se trata de estabelecer uma unidade de produção, é preciso ser extremamente claro sobre aquilo em que se está disposto a investir e o que se pretende que a empresa traga. Antes de avançar, certifique-se de que o retorno do investimento é a sua principal prioridade. 

Curiosamente, muitos investidores adiam durante anos a realização de uma auditoria completa por considerarem que é demasiado morosa. Deixe de lado essas ideias e concentre-se em obter os números corretos. Deve também efetuar uma pesquisa sobre as áreas que necessitam de ser desenvolvidas, a fim de aumentar o retorno do investimento.

3. Utilize sugestões de progressão para o seu pessoal

Após o lançamento da sua fábrica, terá de fazer vários ajustes ao longo do tempo. Pode ser difícil ter novas ideias sozinho. No entanto, ao envolver o seu pessoal no processo, pode fazer com que tudo corra melhor. Faça uma reunião de estratégia de brainstorming com os seus colegas de trabalho e ficará surpreendido com a sua utilidade. De facto, a maioria dos empregados gosta de participar em tais actividades, uma vez que lhes permitem contribuir para a empresa de uma forma especial.

4. Investir na automatização

Vivemos na era da informação em que quase tudo pode ser mecanizado e controlado por máquinas. Pode sempre fazer algum estudo para ver que tipo de maquinaria seria mais benéfico para a eficiência da sua empresa. Tenha em conta a automatização de trabalhos repetitivos para poupar dinheiro na folha de pagamentos.

5. Negociar com transportadores de carga e fornecedores para obter o melhor preço possível

Quando contactar uma empresa de transporte de mercadorias para o ajudar a transportar os seus produtos, esta irá propor-lhe um custo que não deve aceitar sem regatear um pouco. Tenha sempre em mente que ambos estão no comércio e cabe-lhe a si negociar um contrato que vos beneficie a ambos. É também uma boa ideia fazer o mesmo com os seus fornecedores. Demonstre que também valoriza o seu negócio, recusando-se a aceitar os preços pelo seu valor nominal.

A linha de fundo

E pronto, está tudo pronto para fazer a sua Alumina activada. Por falar nisso, se achar que todo o processo é intimidante, tem a opção de contratar Jalon, especialista do sector para o ajudar. Esta é a nossa área de especialização. Contactar-nos e estamos confiantes de que seremos capazes de satisfazer as suas necessidades de adsorvente e alumina activada.