ставляют собой различные водные силикаты магния, железа, кальция и натрия.

Малогидратированный (голубой) асбест обладает высокой жаропрочностью, легко подвергается обработке, устойчив к химическим воздействиям, имеет развитую поверхность (до 150 м2/г). Перед пропиткой его очищают от нежелательных примесей растворами кислот. Асбест применяют сравнительно редко в качестве носителя тонкодисперсных металлов.

Диатомит (кизельгур, инфузорная земля) — горная порода, состоящая преимущественно из панцирей диатомовых водорослей

128

[125], что обеспечивает носителю большую пористость и легкость. Состав, % (масс):

Si02 70—90

FeaOs 2—10

СаО + MgO 4

Пористость 50—80 %, удельная площадь поверхности 10— 50 м2/г.

Диатомит механически не прочен, используется в виде крупных зерен.

Металлокерамика [126] — спрессованные микросферические шарики металла с высокой теплопроводностью. Регулируемая пористая структура зависит от размера исходных микрошариков и давления прессования. Пористость ее — до 40 %, поверхность невелика. Основной недостаток — трудно наносить на нее активные соединения. Однако ввиду большой прочности металлокерамика может быть использована для катализаторов кипящего слоя.

Активный уголь (АУ) [127]. Применение АУ в различных отраслях промышленности в качестве сорбентов, катализаторов, носителей обусловлено их высокой пористостью (около 60—70 %), значительной электрической проводимостью и химической природой поверхности. Технический АУ содержит в зависимости от исходного сырья и условий приготовления 88—98 % углерода.

Активные угли, выпускаемые промышленностью, в зависимости от областей их применения делят на три основные группы: 1) осветляющие; 2) рекуперационные; 3) угли газового типа. Наибольшее применение в качестве катализаторов и носителей нашли угли третьей группы. Ниже приведены основные марки и характеристики этих углей (табл. 3.2).

В общем случае угли обладают мультидисперсной пористой структурой, имеющиеся в ней разновидности пор образуют единую древовидную систему [128]. Их готовят из различного вида органического сырья: твердого топлива различной степени метаморфизма (торф, антрацит, бурый и каменный уголь), древесины,

отходов кожевенной промышленности, скорлупы орехов, костей и др.

Вначале получают уголь-сырец термообработкой сырья без доступа воздуха. Далее уголь-сырец активируют водяным паром, диоксидом углерода и некоторыми другими соединениями (карбонатами, сульфатами, хлоридом цинка). Активацию диоксидом углерода ведут при температурах около 900 "С. При этом часть углерода выгорает: С + ОЭ2 = 2СО. Долю угля, выгоревшего нри активации, называют «степенью обгара». Наиболее часто в качестве носителя активной составляющей используют гранулированный уголь хлорцинковой активации, получающийся по следующей схеме (рис. 3.13) 1127]. Раствор ZnCl2 плотностью 1,8 г/см3 и пылевидный уголь-сырец перемешивают в течение 3 ч при 90 °С в смесителе 1, следя, чтобы отношение массы безводного активатора к массе сухого исходного углеродистого материала (коэффициент пропитки) лежало в пределах 1,04-1,4.

130

Пластичную пасту после охлаждения формуют методом экструзии в формовочной машине 2. Полученные цилиндрические гранулы (размер которых может колебаться от 2 до 6 мм) сушат при 180 °С во вращающейся печи 3. Далее уголь активируют во вращающейся печи 4 при 600—700 "С в противотоке с бескислородным газом. Отходящие газы содержат пары и аэрозоль ZnCl2, которые частично рекуперируют после охлаждения газа. Доля увлекаемого с газами хлорида цинка составляет 30—60 % от исходного количества. Для увеличения степени улавливания соли после конденсатора 11 устанавливают абсорбционные колонны 12, орошаемые разбавленным раствором ZnCl2, и электрофильтры 13.

Насыщенный хлоридом цинка уголь поступает в вертикальный экстрактор 5, через который циркулирует разбавленный раствор ZnCl2, подкисленный НО. В нижней части аппарата остаток соли вымывают горячей соляной кислотой. Рекуперированный ZnCIa возвращают в процесс. Экстракция продолжается несколько часов, далее уголь промывают водой в аппарате 6 до требуемой кислотности промывных вод. Отмытые гранулы сушат во вращающейся печи 7 и подвергают дополнительной активации водяным паром в печи 8. В процессе активации из угля удаляются остатки соляной кислоты. Продукт рассеивают по фракциям на классификаторе 9 и загружают в тару 10.

Силикагель [129] — аморфный оксид кремния, характеризуется высокой устойчивостью структуры, возможностью в широких пределах регулировать пористую структуру, негорючестью. Наибольшее применение как носители получили: силикагель и высокодисперсные порошки — аэросилы или белая сажа.

По химической природе это слабые кислоты. Гель построен из тетраэдров (SiO,), образующих непрерывную трехмерную сетку, в которой каждый атом кремния связан с четырьмя атомами кислорода, каждый атом кислорода — с двумя атомами кремния [129 ].

Превращения геля протекают по механизму поликонденсации: nSi (ОН)4—Si„02„_m и (2п—т) Н20. Поликонденсация п