1148441060

6. Impregnowane węgle aktywne

Impregnowane węgle aktywne jonami metali i ich tlenkami, stosowane w wielu procesach adsorpcyjnych zachodzących w fazie gazowej, były i są szeroko stosowane zarówno w przemyśle jak i w ochronie środowiska. Impregnacja materiałów węglowych w znaczący sposób modyfikuje ich strukturę porowatą, pozwala na otrzymanie węgli aktywnych

0    zadanej strukturze porów. Z impregnowanych węgli aktywnych szczególne znaczenie w procesie oczyszczania biogazu mogą mieć adsorbenty impregnowane solami miedzi czy żelaza, wykazujące dobre właściwości sorpcyjne m.in. względem siarkowodoru.

W przypadku oczyszczania biogazu z toksycznych gazów o niskiej temperaturze wrzenia

1    znacznej polarności oraz stosunkowo małej masie cząsteczkowej, zastosowanie tradycyjnych adsorbentów węglowych jest niezadowalające, z powodu niskiej pojemności sorpcyjnej tych gazów i znacznej odwracalności procesu adsorpcji. Natomiast użycie impregnowanych węgli aktywnych, zwiększa wydajność oczyszczania biogazu, w wyniku zachodzących reakcji chemicznych pomiędzy gazami toksycznymi a metalem osadzonym na powierzchni nośnika węglowego. Procesy przemiany chemicznej są poprzedzone procesami adsorpcji fizycznej cząsteczek gazu w mikroporach adsorbentu węglowego.

Impregnacja nośnika węglowego odbywa się najczęściej poprzez kontakt odpowiednich soli metali z roztworów wodnych lub alkoholowych. Po impregnacji w procesie obróbki termicznej układu nośnik - impregnat, sól ulega przekształceniu w tlenek czy nawet w podwyższonej temperaturze w metal. Po takiej obróbce, budowa układu porowatego adsorbentu węglowego może znacznie odbiegać od budowy porowatej nośnika, przy czym wartości parametrów opisujących strukturę porowatą, dla impregnowanych węgli aktywnych ulegają charakterystycznemu obniżeniu: zmniejsza się objętość mikroporów, mezoporów oraz makroporów, obniża się wielkość powierzchni właściwej porów.

Mimo obniżenia wartości parametrów charakteryzujących układ porowaty impregnowanych węgli aktywnych, materiały te wykazują lepsze właściwości sorpcyjne względem toksycznych gazów, w porównaniu do węgli nieimpregnowanych. Zmniejszenie objętości poszczególnych kategorii porów w węglach impregnowanych, jest konsekwencją osadzania się w nich katalizatorów. Istotne, z punktu efektywnego działania impregnowanego węgla aktywnego, jest takie prowadzenie procesu impregnacji, aby zapewnić równomierne rozlokowanie katalizatora i aby zmniejszenie objętości mikro- i mezoporów, a przede wszystkim mikroporów, będące wynikiem wprowadzenia katalizatora było jak najmniejsze.

9