101 Руководство по процессу производства активированного оксида алюминия

Основные функции этого влагопоглотителя, называемые «адсорбцией», заключаются в поглощении воды и осушке воздуха. Молекулы влаги в воздухе могут вызывать коррозию механизмов и образование льда, что опасно и вредно. Как следствие, жизненно важно удалить эти молекулы, чтобы снаряжение и оборудование могли продолжать нормально функционировать.

Производство глинозема – довольно простой процесс. Теперь, если вы хотите производство активированного оксида алюминия в вашем учреждении, мы уверены, что есть несколько вещей, о которых мы должны сообщить вам, чтобы вы были полностью готовы. Давайте приступим к делу!

Что такое активированный оксид алюминия?

Активированный оксид алюминия — это вещество, о котором вы, возможно, слышали или не слышали. С другой стороны, активированный оксид алюминия, скорее всего, принес пользу вам и вашей семье. Он может быть даже спрятан в фильтре для воды в кране.

Активированный оксид алюминия является отличным осушителем для сушки широкого спектра жидкостей и газов. Оксид алюминия в виде очень проницаемых сфер, которые были «расплющены» под микроскопом, известен как активированный оксид алюминия. В результате они могут выполнять широкий спектр работ. Например, их можно использовать с сухими газами. безопасная передача летучих газов часто требует сушки газов. Пропан, например, необходимо высушить перед использованием, чтобы предотвратить ржавление оборудования, что также может привести к серьезным утечкам.

Общие области применения активированного оксида алюминия

Как следствие, активированный глинозем исключительно хорош для регенерации токсичных отходов и загрязненных потоков дождевой воды. Загрязнители от производственной деятельности, такие как растворимые металлы, могут накапливаться в дождевой воде. Он также может вымывать загрязняющие вещества, такие как мышьяк, и привести к попаданию в грунтовые воды в результате горные работы. Активированный глинозем можно использовать для очистки не только опасных происшествий, но и токсичных районов, которые долгое время были заброшены и только сейчас зачищаются.

Активированный оксид алюминия представляет собой экономичный способ очистить окрестности. Это гарантирует, что опасные вещества не проникнут обратно в окружающую среду после того, как их выбросят, из-за их склонности связываться с ними.

Тот факт, что активированный оксид алюминия исключительно стабилен, является важной характеристикой. Он может создавать связи с различными веществами без изменения их химического состава или структуры. Из-за своей проницаемой структуры площадь его поверхности значительно превышает его массу, что позволяет ему проглатывать значительное количество веществ.

Активированный оксид алюминия также хороший осушитель, что означает, что он может удалять влагу из окружающей среды и другие газы. Используется для сушки и люстрации при производстве перекиси водорода, природного газа и бензина.

Он также используется для очистки воды на заводах, очистных сооружениях и в жилых домах. Фтор, свинец, мышьяк и другие загрязнители эффективно удаляются из питьевой воды.

Благодаря отличной устойчивости к сбоям, пористости и химическая и физическая устойчивость, активированный оксид алюминия является одним из самых важных и полезных материалов в современном мире высоких технологий.

Адсорбенты

В качестве чрезвычайно эффективного адсорбента как в газах, так и в жидкостях активированный оксид алюминия используется в различных отраслях промышленности для удаления определенных компонентов из других сред.

Активированный оксид алюминия лучше всего известен как адсорбент из-за его использования в фильтрации воды, в которой он является экономичной адсорбцией для удаления фтора из воды. Он также может удалять ряд других примесей, таких как мышьяк, свинец и сера.

Осушители

Неотличимый от действия адсорбента, активированный оксид алюминия также может поглощать воду из воздуха, что делает его осушителем; активированный оксид алюминия, такой как силикагель, может улавливать и удерживать воду, чтобы материалы оставались сухими. При уровне влажности 50 процентов активированный оксид алюминия может поглощать до 20 процентов своей массы в воде в качестве осушителя.

Осушители, такие как активированный оксид алюминия, используются в различных целях, включая удаление паров из газов в заводских условиях. Воду, адсорбированную на активированном оксиде алюминия, можно десорбировать, а оксид алюминия использовать повторно после термической обработки.

Катализаторы

Активированный оксид алюминия также часто используется в качестве катализатора, выступая как в качестве катализатора, так и в качестве инертного переносчика или субстрата для других катализаторов.

Активированный оксид алюминия наиболее известен как катализатор Клауса и является наиболее широко используемым катализатором Клауса для извлечения серы на нефтегазовых предприятиях.

Особенности и преимущества активированного оксида алюминия

• Меньшее истирание подразумевает меньшее просеивание во время разжатия или загрузки колонки, а также меньшее падение давления и меньшую вероятность засорения фильтра после очистки.
• Использование листов активированного оксида алюминия в процедурах регенеративной сушки имеет многолетний опыт.
• Равномерный размер шариков активированного оксида алюминия обеспечивает низкое падение давления, уменьшая образование каналов и позволяя использовать всю часть колонны слоя.
• Для уменьшения пылеобразования в сушильных башнях следует использовать влагопоглотитель с высокой устойчивостью к раздавливанию. Это свойство позволяет использовать активированный оксид алюминия в качестве ингредиента перед засыпкой, когда требуются другие типы осушителей.
• Активированный оксид алюминия не увядает, не набухает, не размягчается и не распадается при погружении в воду. Застой воды не влияет на гранулы глинозема. Значительная адсорбционная способность осушителя может быть восстановлена ​​после полный ремонт.

Необходимые машины и материалы

• Температура 1000 ° C
• Давление 0.3 МПа
• AlCl3
• Вода
• Трубчатая печь
• Азот
• Реакторы
• Клапаны управления потоком
• хлорид алюминия

Производство активированного глинозема

• Производство гидроксида алюминия
• Прокаливание глинозема
• Агломерация глинозема
• Тестирование

Производство гидроксида алюминия

В большинстве случаев активированный глинозем начинается с гидроксида алюминия (гиббсита, бемита и т. д.) — вещества, образующегося в результате последовательности химических реакций во время процедуры Байера, которая превращает бокситовую руду в глинозем.

Активировать кальцинирование глинозема

Гидроксид алюминия затем термически обрабатывается во вращающейся печи после его создания. Эта стадия прокаливания применяется для обезвоживания или удаления связанной влаги из гидроксида алюминия с целью образования оксида алюминия или оксида алюминия.

Каркас из оксида алюминия становится очень проницаемым во время активации, которая происходит в определенном диапазоне температур с параметры процедуры такие как время выдержки и температурный профиль, используемые для влияния на качество готового продукта. На свойства конечного продукта также может влиять состав исходного боксита.

Агломерация активированного оксида алюминия

Агломерация обычно желательна в зависимости от желаемого конечного применения активированного оксида алюминия. Особенно это касается адсорбентов и катализаторов.

Агломерация активированного оксида алюминия обеспечивает высокий уровень настройки для удовлетворения потребностей уникальных приложений. Агломерация часто используется для регулирования следующих атрибутов:

• Размеры распределения частиц
• Плотность в массе
• Сопротивление разрушению
• Количество истирания/пылеобразования Производительность
• Жидкая способность

Существует множество способов изготовления «гранул» из активированного оксида алюминия, в том числе с использованием агломератора, штифтовых смесителей, дискового гранулятора или комбинации этих методов.

Тестирование активированного глинозема

Тестирование, как правило, является жизненно важным шагом в разработке активированного оксида алюминия, который работает, как ожидается, для различных целей. Периодические и опытные печи часто используются для проверки термических технологических компонентов производства активированного глинозема. Кроме того, часто предлагается тестирование различных методов агломерации, а также перспективных связующих для получения данных о процессе, необходимых для получения агломерата с желаемыми характеристиками.

Джалон предоставляет испытательный центр где можно проводить серийные и пилотные термические и агломерационные испытания. Также возможно тестирование непрерывных технологических циклов, объединяющих термическую обработку и агломерацию. Эта единственная в своем роде среда тестирования позволяет собирать данные процедуры и материала, а также моделирование производственных условий, чтобы разработать процедуру, которая позволит создать продукт, подходящий для намеченной цели.

Термодинамическая оценка выхода активированного оксида алюминия при различных температурах

На грани кристалла возникают основные дифракционные картины типичного Al2O3. Характерные пики Al2O3 появляются на гранях кристалла, когда температура пиролиза кристалла AlCl3 достигает 900°C. Это связано с тем, что температура перехода кристаллической стадии оксида алюминия составляет 900°C. Поскольку Al2O3 является первичной стадией активированного оксида алюминия, температура пиролиза должна быть ниже 1000°C.

Активированный оксид алюминия имеет пластинчатую форму при спекании при 700°C, но результаты при других температурах имеют гранулированную структуру. Твердые реагенты сначала осаждаются из жидкого состояния, а затем превращаются в круглые гранулы в процессе распылительного пиролиза. Выходы пиролиза становятся неравномерными по мере повышения температуры, что приводит к шероховатости внешнего вида. Создание пластинчатой ​​структуры, с другой стороны, не замечается. Эти результаты показывают, что спекание при более высоких температурах превращает окончательную архитектуру из пластинчатой ​​в неровную с неровной поверхностью.

При различных температурах удельная поверхность продуктов составляет от 94 до 52.4 м2/г, диаметр пор от 12.12 до 17.78 нм и объем пор от 0.2655 до 0.2128 см3/г. По мере повышения температуры пиролиза удельные площади поверхности побочных продуктов оксида алюминия уменьшаются, что согласуется с данными СЭМ. Конкретные площади поверхности продуктов распылительного пиролиза меньше, чем у обычно активированного оксида алюминия (>100 м2/г) из-за особенностей AlCl3 и ограниченного поверхностного давления жидкости. Конкретные площади поверхности, диаметры пор и объемы пор удовлетворяют требованиям носителя катализатора, предъявляемым к высокой чистоте Al2O3, большим размерам пор и большому объему пор (>0.1 см3/г).

Профилометр удельной поверхности использовали для анализа изотерм адсорбции-десорбции N2 продуктов пиролиза при 700°C и 900°C. Когда абсолютное давление превышает 0.5, объем адсорбции продуктов пиролиза быстро увеличивается. Поскольку капиллярная конденсация, изотерма адсорбции и изотерма десорбции не перекрываются, возникает значительный цикл гистерезиса. Линия изотермы относится к четвертой категории изотерм адсорбции-десорбции BDDT. Полученные данные показывают, что микропоры и мезопоры равномерно распределяются по всему объему гранул продукта пиролиза.

Кроме того, в соответствии с классификацией цикла гистерезиса де Бура, когда сравнительное давление составляет 0.9, гистерезисная скорость десорбции сильно снижается, а когда относительное давление составляет 0.5, гистерезисная скорость линии десорбции заметно изменяется. На двух выходах пиролиза можно обнаружить отчетливые петли гистерезиса. Таким образом, цикл гистерезиса выхода распылительного пиролиза, полученного при 700°C, характеризуется как петля гистерезиса для водорода с отверстиями в форме бутылки с чернилами и параллельными пластинами, что согласуется с выводами СЭМ.

При 900°С гистерезисный цикл изделия характеризуется типом Н3, что связано с щелевидными отверстиями. Результаты также показывают, что при повышении температуры метод распылительного пиролиза улучшает удельную площадь поверхности активированного оксида алюминия и увеличивает размер пор. Эти результаты показывают, что предложенный подход к производству крупнопористых адсорбентов из активированного оксида алюминия является жизнеспособным.

Регенерация активированного оксида алюминия

При сушке активированного оксида алюминия необходима регенерация активного оксида алюминия. Горячий азот обычно используется для продувки адсорбента. Из-за сильного взаимодействия между водой и активированным оксидом алюминия некоторые традиционные процедуры не позволяют полностью десорбировать адсорбированную жидкость. Процедуры нагрева и десорбции разделены на три этапа: нагрев, очистка и охлаждение. 

Чем выше температура нагрева, тем обширнее десорбционная регенерация. Температуры варьируются от 180 до 350 градусов Цельсия для восстановления нагрева активированного оксида алюминия. В течение 4 часов температура колонки с активированным оксидом алюминия обычно повышается до 280 градусов Цельсия. Температура повышается со скоростью около 50 градусов по Цельсию каждый час.

Из-за того, что высокая концентрация водяного пара при высоких температурах может резко разрушить каркас активированного оксида алюминия, слой активного оксида алюминия необходимо промыть азотом, воздухом, газообразным продуктом или другим подходящим газом во время его нагревания.

Вода не должна быть включена в промывочный газ, так как количество влаги в нем оказывает значительное влияние на эффективность регенерации. После того, как активный слой оксида алюминия был регенерирован, его следует охладить перед методом адсорбции, при этом охлаждающий газ используется для очистки слоя и удаления удерживаемой воды, а охлаждающий газ и цикл сорбции протекают по одному и тому же пути.

Когда активированный оксид алюминия используется для регенерации сухих жидкостей, таких как пропилен, необходимо циркулировать жидкость через слой активного оксида алюминия без каких-либо тупиков. Следовательно, при нагревании остаточная жидкость будет реагировать или науглероживаться, что ограничивает эффективность и срок службы адсорбционного контура.

Если активированный оксид алюминия Хорошее качество, срок службы материала будет продлен. Регенерация осушителем, какой бы ужасной или удивительной она ни была, должна использоваться в будущем. С другой стороны, эффективность высококачественного активированного оксида алюминия может продлить срок службы и улучшить условия сушки.

Какова цель регенерации активированного оксида алюминия?

На максимальную адсорбционную способность активированного оксида алюминия по фтору влияют физические и химические свойства оксида алюминия, а также фильтруемая вода. Через некоторое время активированный оксид алюминия концентрируется с ионами фтора и снижает его способность удалять ионы фтора из воды. Эта степень активированного глинозема известна как «исчерпанный активированный глинозем».

У пользователей есть два варианта. Замените старый активированный оксид алюминия на новый. Вы также можете пополнить любой активированный глинозем, который был истощен. Поскольку затраты на регенерацию составляют 1/15 стоимости замены израсходованного активированного глинозема на более новый, это экономически эффективный вариант, и его лучше выбрать, поскольку он снижает общие эксплуатационные расходы и время, необходимое для ожидания нового один, чтобы прибыть.

Требования

• Поставщик

1. Гидроксид натрия: также известный как каустическая сода промышленного класса.
2. Концентрированная серная кислота товарного сорта
3. известь
4. Слабое основание (широко известное как пищевая сода)
5. Слабая кислота (уксусная кислота)
6. ДА/НЕТ тест на фторид с реагентом

• Подобрать оборудование

1. Балансировочная шкала

• Другие основы 

1. Пластиковое ведро с градуировкой
2. Пластиковый контейнер (200 л)
3. Полоска pH (диапазон 2-10.5)
4. Пластиковый мерный цилиндр (100 мл (2), 1000 мл (2))
5. Резиновые перчатки
6. Резиновый фартук
7. Пластиковый стержень
8. Темные очки

Методика регенерации:

Alt-Text: заметки на доске

• Загрузите в нейлоновый мешок точное количество AA из слитого бытового фильтра (размер ячеек 0.106 мм). Убедитесь, что во время транспортировки активированный глинозем не пролился.
• В резиновых перчатках растолочь 100 г гранул едкого натра в пластиковой тарелке или бутылке.
• В 10 литрах воды аккуратно растворить едкий натр. Смешайте хлопья пластиковой палочкой, чтобы растворить их. Полученная щелочная смесь представляет собой 1-процентный раствор NaOH.
• Повяжите нейлоновый мешок на шею усталого АА. Поместите нейлоновый мешок в ведро с разбавленной смесью едкого натра (NaOH). Переворачивайте пакет в ведре каждые 2 часа, чтобы убедиться, что раствор едкого натра и истощенный активированный оксид алюминия соприкасаются. Через 8 часов снимите пакет с бочки и слейте остатки щелочи в ведро. Стоит отметить, что комбинацию каустической соды нужно использовать только один раз для отверждения 5 кг AA.
• Наполовину заполните отстойник раствором едкого натра из использованной бочки.
• Вставьте нейлоновый мешок в пластиковую бочку, наполненную 10 литрами чистой воды. Это точка, с которой начинается процедура стирки. Покачайте нейлоновый мешок несколько раз по вертикали и горизонтали, как указано в шаге 4. Повторите процедуру промывки как минимум дважды, каждый раз используя новую воду. Для этого этапа очистки можно использовать сырую фторсодержащую воду.
• Надев перчатки, перелейте 100 мл концентрированной серной кислоты из сосуда с кислотой в мерный цилиндр. Медленно налейте кислоту в 15-литровое пластиковое ведро, наполненное 10 литрами воды. При добавлении кислоты используйте пластиковую палочку для перемешивания воды. Полученная кислотная комбинация представляет собой 0.4 N серную кислоту (H2SO4). Никогда не используйте воду при работе с кислотами. Он может стать причиной крупной аварии.
• Перед переносом нейлонового мешка, наполненного активированным оксидом алюминия, в ведро, наполненное кислотным раствором, адсорбируйте излишки воды. Вставьте активированный оксид алюминия в нейлоновый мешок вертикально и горизонтально, как указано в шаге 4 выше, чтобы обеспечить хороший контакт с раствором кислоты. Через 4 часа поднимите пакет и выбросьте лишнюю кислоту, желательно на ночь.

На что следует обратить внимание при регенерации активированного оксида алюминия

При работе с едким натром и кислотой необходимо соблюдать особую осторожность. Если вы не примете необходимые меры предосторожности, вы и другие люди можете получить серьезные травмы. Во избежание травм строго соблюдайте меры, перечисленные ниже:

• Химические вещества следует хранить в недоступном для детей месте в безопасном месте, например, в закрытой кладовой.
• При транспортировке бутылок необходимо соблюдать крайнюю осторожность. Если держать бутылку за горлышко, она может треснуть, что приведет к ужасной трагедии. Возьмитесь за основание бутылки обеими руками. Нормализуйте использование транспортера для бутылок, например ведра, для переноса бутылки из шкафа для хранения в рабочее пространство. Воспользуйтесь удобными в обращении компактными контейнерами.
• Когда каустическая сода содержит влагу, она теряет свою эффективность. Как следствие, бутылка с едким натром должна быть плотно закрыта крышкой.
• Всегда надевайте резиновые перчатки и защитные очки при работе с кислотами или щелочами.

Советы по производству

1. Подробная оценка

Еще один момент, который необходимо учитывать перед запуском объекта, — это всесторонняя оценка. У вас должно быть хорошее представление о том, сколько денег вы будете тратить на управление запасами и снабжение. Вы также должны знать, сколько сотрудников вам потребуется для эффективной работы завода. Вы должны осознавать свои расходы, чтобы эффективно управлять ими.

Производство активированного глинозема требует, чтобы специалисты работали над всем производственным процессом.

2. Приоритизация возврата инвестиций

Когда дело доходит до создания производственного предприятия, вы должны четко понимать, во что вы готовы инвестировать и что вы хотите, чтобы фирма привнесла. Прежде чем двигаться дальше, убедитесь, что окупаемость инвестиций является вашим главным приоритетом. . 

Интересно, что многие инвесторы годами откладывают проведение полного аудита, считая, что это занимает слишком много времени. Избавьтесь от таких мыслей и сконцентрируйтесь на правильном вычислении чисел. Вы также должны проводить исследования в областях, которые требуют развития, чтобы повысить общую отдачу от инвестиций.

3. Используйте предложения по продвижению для ваших сотрудников

После запуска вашего завода вам нужно будет внести несколько корректировок с течением времени. Самостоятельно придумывать новые идеи может быть сложно. Тем не менее, вовлекая своих сотрудников в процедуру, вы можете сделать ее более гладкой. Проведите со своими коллегами обсуждение стратегии мозгового штурма, и вы удивитесь, насколько полезными они могут быть. Фактически, большинству сотрудников нравится участвовать в таких мероприятиях, поскольку они позволяют им вносить особый вклад в развитие фирмы.

4. Инвестируйте в автоматизацию

Мы живем в век информации, когда почти все можно механизировать и контролировать с помощью машин. Вы всегда можете провести некоторое исследование, чтобы увидеть, какое оборудование будет наиболее полезным для эффективности вашей компании. Примите во внимание автоматизацию повторяющихся заданий, чтобы сэкономить деньги на заработной плате.

5. Торгуйтесь с грузоперевозчиками и поставщиками, чтобы получить лучшую цену.

Когда вы связываетесь с перевозчиками грузов, чтобы помочь вам с транспортировкой вашей продукции, они предложат вам стоимость, которую вы не должны принимать без небольшого торга. Всегда имейте в виду, что вы оба занимаетесь торговлей, и вы должны бороться с контрактом, который выгоден вам обоим. Это также хорошая идея сделать то же самое с вашими поставщиками. Продемонстрируйте, что вы также цените свой бизнес, отказываясь принимать цены за чистую монету.

Нижняя линия

Итак, у вас все готово для изготовления активированного глинозема. Кстати говоря, если вас пугает вся процедура, у вас есть возможность нанять отраслевые эксперты Jalon чтобы помочь вам. Это наша область знаний. Свяжитесь с нами и мы уверены, что сможем удовлетворить ваши требования к адсорбентам и активированному оксиду алюминия.