Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Способы и материалы для очистки технологических газов и жидкостей. Состояние проблемы 17
1.1. Способы переработки природного газа 17
1.1.1. Способы «осушки» газов 18
1.1.2. Сорбционные способы дегидратации газов 20
1.2. Способы очистки технологических газов от соединений хлора 25
1.3. Способы очистки технологических растворов 30
1.3.1. Реагентные методы 30
1.3.2. Адсорбционные методы 31
1.3.3. Извлечение тяжелых металлов из технологических растворов 32
1.4. Структура, свойства и синтез цеолитов 35
1.4.1. Взаимосвязь структуры цеолитов и сорбционных свойств 35
1.4.2. Синтез цеолитов 54
1.4.2.1. Термодинамические и кинетические особенности синтеза цеолитов 54
1.4.2.2. Промышленные методы синтеза цеолитов 57
1.4.3. Синтез сорбентов на основе соединений Al, Ca, Zn, Mg 66
1.5. Методы интенсификации твердофазных процессов синтеза 68
1.5.1. Механохимическая активация 69
1.5.2. Ультразвуковая обработка 71
Заключение к главе 1 72
Глава 2. Синтез сорбентов с использованием методов механохимической активации 75
2.1. Использование механохимической активации для интенсификации синтеза цеолитов 75
2.1.1. Использование механохимической активации исходного сырья для синтеза цеолита NаA 77
2.1.2. Исследование стадии термической обработки механохимически активированных смесей для синтеза цеолита NаA 92
2.1.3. Исследование стадии гидротермальной кристаллизации цеолита NаA 109
2.1.4. Получение катионнозамещенных форм цеолита типа A 115
2.1.5. Схема процессов синтеза низкомодульных цеолитов посредством механохимической активации 117
2.2. Механохимический синтез многокомпонентных смесей на основе соединений Al, Ca, Zn 119
Заключение к главе 2 148
Глава 3. Синтез сорбентов с использованием ультразвуковой обработки 152
3.1. Кавитационные процессы и их влияние на синтез материалов 152
3.2. Использование ультразвука в процессах синтеза цеолитов 156
3.2.1. Влияние ультразвуковой обработки на синтез низкомодульных цеолитов из природного сырья 156
3.2.2. Исследование стадии термической активации смесей после 167
ультразвуковой обработки для синтеза низкомодульных цеолитов из природного сырья 167
3.2.3. Исследование кинетики образования цеолитов с использованием ультразвуковых воздействий 179
3.2.4. Исследование стадии гидротермальной кристаллизации цеолита NаA при использовании ультразвуковой обработки 193
3.2.5. Оптимальные условия синтеза цеолита NaA с использованием ультразвуковой активации 196
3.2.6. Схема процессов синтеза низкомодульных цеолитов с использованием ультразвуковой обработки 198
3.2.7. Синтез низкомодульных цеолитов из искусственного сырья с использованием ультразвуковой обработки 199
3.3. Использование ультразвуковой обработки в процессах синтеза сложных металлооксидных систем 216
Заключение к главе 3 223
Глава 4. Экструзионное формование сорбентов 226
4.1. Некоторые положения реологии формовочных масс для экструзии 226
4.2. Свойства формовочных масс на основе цеолитов 231
4.2.1. Свойства формовочных масс для синтеза цеолита NaA с использованием предварительной механохимической активации 231
4.2.2. Свойства формовочных масс для синтеза цеолита NaA с использованием предварительной ультразвуковой обработки 238
4.2.3. Сравнительный анализ механохимической активации и ультразвуковой обработки на свойства формовочных масс 244
4.3. Свойства формовочных масс для синтеза цеолита NaP 247
4.4. Свойства формовочных масс для экструзии сорбентов для тонкой очистки технологических газов 254
Заключение к главе 4 259
Глава 5. Физико-химические свойства гранулированных сорбентов 261
5.1. Свойства гранулированных цеолитов 262
5.1.1. Пористая структура гранул цеолитов 262
5.1.2. Адсорбция–десорбция паров воды на гранулированных цеолитах 271
5.1.3. Катионообменные свойства гранулированных цеолитов 285
5.2. Свойства сорбентов для поглощения паров соляной кислоты 298
5.2.1. Пористая структура поглотителей 299
5.2.2. Поглощение паров соляной кислоты на хемосорбентах 304
Заключение к главе 5 321
Глава 6. Основы технологии гранулированных сорбентов 324
6.1. Схемы производства гранулированных адсорбентов на основе низкомодульных цеолитов 325
6.1.1. Синтез гранулированных цеолитов с использованием механохимической технологии 325
6.1.2. Синтез гранулированных цеолитов с использованием ультразвуковой обработки 327
6.2. Схемы производства гранулированных адсорбентов на основе металлооксидных систем 330
6.3. Принципы организации производства гранулированных сорбентов по механохимической технологии 336
Заключение к главе 6 338
Заключение 340
Литература 344
Приложения 404
- Способы очистки технологических газов от соединений хлора
- Механохимический синтез многокомпонентных смесей на основе соединений Al, Ca, Zn
- Свойства формовочных масс для синтеза цеолита NaP
- Схемы производства гранулированных адсорбентов на основе металлооксидных систем
Способы очистки технологических газов от соединений хлора
Газовые выбросы, содержащие в своем составе хлористые соединения, характерны для множества производств в различных отраслях промышленности, сюда также можно отнести и выбросы, образующиеся при сжигании мусора [107]. Поражают масштабы хлорной промышленности. Для демонстрации экономического значения данных объемов, приведем несколько цифр. Согласно [108] общие мировые объемы получения хлористых соединений в 2018 году составляли -5109 кг в год. Там также отмечается, что 55% европейского химического оборота зависит от соединений хлора; 85% фармацевтических препаратов производится с использованием производных хлора; 98% питьевой воды очищается хлорированием. Кроме того, соединения хлора образуются в результате работы катализаторов, в частности, AuCl2, используемых при переработке углеводородов.
Хлорсодержащие газы относятся к агрессивным химическим веществам. Соединения хлора относятся ко II классу опасности. Из-за вредности для здоровья человека и окружающей среды, совершенствование процессов и устройств, связанных с проблемой удаления производных хлора из выхлопных газов, является актуальной.
Методы, применяемые для очистки от хлористых соединений аналогичны тем, что применяются и для очистки природного газа, описаны в разделе 1.1 данной работы. Рассмотрим более подробно именно вопросы сорбционной очистки в разрезе анализа и сравнительной характеристики типов сорбентов, применяемых при сорбционной очистке от хлора и его производных.
Соединения хлора обладают высокой реакционной способностью, поэтому в промышленных условиях широко распространены именно абсорбционные методы очистки газов. К наиболее известным хемосорбентам относят щелочи и гид-роксиды щелочноземельных металлов, а также соли, например, карбонаты щелочных металлов и др [109-115].
2NaOH + Cl2 = NaCl + NaOCl + H2O; (1.I)
2Ca(OH)2 + 2Cl2 = CaCl2 + Ca(OCl)2 +2H2O; (1.II)
Na2CO3 + H2O + Cl2 = NaCl + NaOCl +CO2 + H2O. (1.III)
Еще одним известным поглотителем является тиосульфат натрия Na2S2O3, однако вследствие образования сернистого ангидрида, его возможно применять лишь при реализации схемы двухступенчатой очистки, где на второй стадии из газов будет удаляться SO3 [116].
Работы многих исследователей посвящены изучению кинетики абсорбции хлористых соединений различными щелочными поглотителями (NaOH, Na2CO3, Ca(OH)2) [116, 117], где выделяют 3-и области протекания процесса очистки. Первая стадия лимитируется диффузией абсорбируемого вещества в газовой фазе к поверхности раздела фаз, вторая - процессом диффузии хлора в газе к поверхности раздела фаз и химической емкостью сорбента и на третьей стадии движущей силой процесса является химическая емкость сорбента. Недостатками абсорбционных методов являются:
неполное улавливание (от 75 до 90%);
большой расход реагентов и их невосполнимые потери;
образование большого количества сточных вод;
забивка насадочного оборудования (образование оксихлоридов)
газовые выбросы (гипохлориты и хлораты, хлориды).
Альтернативой абсорбционной очистке служит адсорбционная. Наиболее часто используемые материалы для данных целей: активированные угли, молекулярные сита на основе углерода и углеродные нанотрубки [118, 119]. Их использование обусловлено упорядочностью структуры, большой площадью поверхности. Цеолиты - это наиболее перспективный материал для удаления хлора, во-первых, процесс адсорбции хлора обратим, во-вторых, они эффективно работают даже в условиях глубокого вакуума, а, в-третьих, очистка на цеолитах - это тонкая очистка, позволяющая добиться степени очистки на уровне 99,99%, что значительно расширяет спектр их возможного использования, при этом цеолиты обладают высокой стабильностью.
Данных по использованию цеолитов в качестве адсорбентов хлора в литературе ограниченное количество [120, 121]. Достаточно широко представлены работы по адсорбции Ar, Xe, Kr, N2 и др. газов на цеолитах [48, 49, 122-124], в которых показывается, что на адсорбционную способность данных материалов влияет температура, давление, площадь поверхности, объем пор, размер канала, отношение SiO2 / А1203.
Среди имеющихся работ по адсорбции хлора можно отметить труды Jian-Wei Xue и его коллег [120]. Ими были проведены исследования адсорбционных характеристик цеолитов NaX, NaY и морденита по отношению к хлору. Адсорбционные емкости по хлору измеряли при варьировании температуры в диапазоне 273…323 К и давления 0…0,35 МПа. Как и в случае углеродных материалов, адсорбционные способности цеолитов по хлору определяются внешними (температура и давление) и внутренними (каркасные и апертурные) факторами. Максимальные значения адсорбционной емкости наблюдались при 273 К и 0,317 МПа. Для цеолита NaY составили 29,02%, для морденита 28,96% и 21,03% для цеолита NaX [120]. R.V.Siriwardane и др. [118] исследовали объемную адсорбцию CO2, N2 или H2 на молекулярном сите 13X, молекулярном сите 4A и активированном угле под действием давления.
В работах M.-B. Hgg [125-127], Eikeland и др. [128] и Lindbra и др. [129-130] исследовались мембранные технологии при разделении газовых смесей, содержащих хлор. Основное внимание уделялось использованию стеклянных мембран в качестве альтернативы существующим методам разделения. Получены данные о производительности мембран для газов Cl2, N2, O2, а также стабильность мембран по отношению к хлору с течением времени.
Еще одной группой перспективных материалов, используемых для тонкой очистки газов являются сложные металлооксидные композиции на основе соединений цинка, алюминия, кальция и др. [131, 132]. Композиции на основе данных соединений отличает высокая механическая стойкость, высокая термическая стабильность, низкотемпературная спекаемость, низкая кислотность поверхности и высокие диффузионные показатели. Однако сведений о процессах, протекающих при формировании структуры этих поглотителей, практически нет.
Все приведенные материалы позволяют не только определиться с оптимальным методом очистки от хлора и его соединений, основываясь на том, какого результата требуется достичь на выходе, но и, например, зная основные кинетические закономерности, прогнозировать структуру и состав адсорбентов.
Механохимический синтез многокомпонентных смесей на основе соединений Al, Ca, Zn
Соединения таких металлов как Al, Ca и Zn нашли широкое применение и в каталитических и в сорбционных системах [50, 117, 408-417], в которых они представлены в виде сложных композиций оксидов, гидроксидов, карбонатов, алюминатов и т.д. Как уже отмечалось в разделе 1.4.3 основными способами получения обозначенных систем являются: осаждение, гидротермальные, золь-гель методы [313, 315-317], основные недостатки которых, образование большого количества стоков и коррозионно-агрессивные компоненты синтеза (минеральные кислоты, аммиак и т.д.). В настоящее время в литературе имеется огромное количество данных о процессах МХС металлических сплавов и интерметаллидов, позволяющих уйти от выше означенных проблем. Однако вопросы синтеза с использованием приемов механохимии многокомпонентных оксидных систем представлены недостаточно [337, 338]. Большинство имеющихся исследований проводились либо для двухкомпонентных смесей, либо в качестве предсинтезовых обработок с целью смягчения условий последующего синтеза, либо с целью получения наноразмерного целевого продукта с использованием процессов газ–твердое или через твердофазные редокс-реакции [331, 332]. С теоретической точки зрения, возможность протекания твердофазного синтеза с образованием новых фаз и на-норазмерных композитных частиц в процессе механохимической обработки порошков обусловлена увеличением площади контакта между твердыми частицами и взаимным деформационным перемешиванием на кластерном уровне [418].
Наиболее перспективным сырьем для многокомпонентных смесей в условиях МХС являются гидратированные соединения (твердые кислоты и основания, кислые и основные соли, кристаллогидраты). Они создают, так называемые, «мягкие» условия синтеза [331, 371, 419], твердость данных соединений в 3-4 раза ниже, чем у оксидных материалов, а, следовательно, влечет за собой меньшие потребности в количестве механических воздействий, необходимых для протекания синтеза. Ранее уже отмечалось, что подход к описанию твердофазных взаимодействий базируется на силе связей и их кинетической стабильности [201], определяющими факторами будут разница электроотрицательностей и кислотно-основные свойства ингредиентов.
В своей работе Kumar S. [327] представляет данные твердофозных превращений гидроксидов алюминия и кальция в ходе процесса МХС диалюмината кальция. Так, измельчения смеси Al(OH)3 и Ca(OH)2 в молярном соотношении СА2 (где C–CaO, A– Al2O3) приводит к образованию промежуточного соединения состава CAH10, перекристаллизация которого в CA2 происходит при температуре 1000C. Указывается, что данное соединение по своим прочностным характеристикам превосходит аналоги, полученные из растворов.
Подобные системы рассматривались и в работе Прокофьева В.Ю. и соавт. [419]. Где было показано, что определяющим фактором маршрута синтеза и соответственно конечного продукта при МХС в алюмо-, кальцийсодержащих системах, являются кислотно-основные свойств исходных ингредиентов и их физические свойства, в частности, твердость кристаллов. Так, при использовании смеси СаО и А1(ОН)3 превалирует процесс образования гидроалюминатов кальция, вследствие наибольшей разности кислотно-основных свойств ингредиентов. Тогда как замена СаО на СаС03 приводит к тому, что доминирующим становится процесс диспергирования А1(ОН)3 до размера частиц порядка 60 нм Са(СОз)2, обладающий высокой твердостью кристаллов, способствуют деформированию и разрушению частиц гидроксида алюминия. При использовании Са(ОН)2 оба выше описанных процесса имеют быть в равной степени (рисунок2.22). Все полученные данные достаточно предсказуемы, т.к. описанный процесс является характерным представителем «ковалентного синтеза», а, следовательно, согласно Davis М. Е. [205], для его успешной реализации необходимо использовать гидратированные исходные компоненты с большой разностью значений электроотрицательности и кислотно-основных свойств.
Попытка обобщения данных по МХС различных систем и создания универсальной феноменологической модели, проведенная нами в работе [393], не увенчалась успехом в связи с тем, что нельзя обойти фактор влияния типа измельчающего устройства, вносящего не только свою специфику в процесс синтеза, но и носящего импульсный характер [409]. Во главе моделей находятся представления о том, что в процессе деформационного перемешивания компонентов на атомном и кластерном уровнях происходит ускорение твердофазных взаимодействий, что способствует низкотемпературному синтезу новых соединений и других процессов [331, 393]. Основными факторами МХС являются твердость кристаллов и особенности строения структуры решетки исходных компонентов.
Рассмотрим два частных случая МХА компонентов с различной твердостью (рисунок 2.23): 1– твердости компонентов примерно равны, примером является МХА смеси CaO и гидраргиллита; 2 – с большой разностью твердостей кристаллов (исходные ингредиенты Al(OH)3 и Ca(CO3)2). В первом случае изначально при соударении частиц под действием мелющих тел происходит взаимное разрушение поверхностных слоев до наноразмерных кристаллитов и кластеров и их перемешивание (рисунок 2.23, а) [331, 393], из-за чего на последующих стадиях МО в результате пластических деформаций образуются новые фазы, при этом реакции протекают внутри вторичных агрегатов на контактах между частицами.
Во втором случае [409] при МХА происходит намол более мягких компонентов на частицы более твердых материалов (рисунок 2.23, б). Изначально химические процессы начинают протекать во внешнем сильнодеформированном слое с последующим распространением во внутренние слои за счет деформационного перемешивания.
Остановимся более подробно на исследовании процессов, протекающих при синтезе 2-х компонентных металлооксидных систем, а именно, ZnO/Al(OH)3 и Zn4CO3(OH)6/Al(OH)3. Как и в случае исследования кинетики синтеза цеолитных систем, при работе с 2-х компонентными системами прибегнем к анализу энергетических аспектов процессов, полученных путем обработки данных термического анализа, подробно описанных в пункте 2.1.2 данной главы.
Результаты РФА исходной смеси ZnO/Al(OH)3 представлены на рисунке 2.24, 1a, где после измельчения образование новых фаз не обнаружено (рисунок 2.24, 1б). Отмечено лишь незначительное уменьшение рефлексов гиббсита (Гб). Снижение интенсивности дифракционных рефлексов и их уширение после измельчения (особенно в ударно-сдвиговых мельницах) являются закономерными явлениями, на что указывают авторы, занимающиеся изучением данных процессов [331, 332, 393, 408, 419, 420]. Все это следствие механической активации гиб-бсита, которая ведет к частичному разрушению кристаллической структуры Al(OH)3. Анализ рентгенограмм системы Zn4CO3(OH)6/Al(OH)3 показывает (рисунок 2.24, 2 a, б), что как исходная смесь, так и смесь после совместного измельчения имеют идентичный фазовый состав. Можно только отметить, что после измельчения интенсивность рефлексов гиббсита (Гб) (в частности, в интервале 18…21 град 2) увеличивается, а их полуширина уменьшается.
Данные СЭМ смеси ZnO/Al(OH)3 показывают (рисунок 2.25, a), что исходная композиция представляла собой полидисперсную систему, которая состоит из частиц неправильной формы с размером 0,5…2 мкм. В ряде случаев эти частицы образуют агломераты 5…10 мкм. После измельчения композиции частицы принимают форму близкую к шарообразной. Преобладающий размер частиц составляет 0,2…0,3 мкм. Эти частицы слипаются в результате образования слабых ван-дер-ваальсовских взаимодействий и образуют более крупные агрегаты. При использовании карбонатных соединений (рисунок 2.25, 2a, б), на СЭМ изображениях размеры частиц после измельчения увеличивается с 0,5…2 мкм до 2… 10 мкм, что происходит вследствие агрегации частиц.
На кривых, полученных методом DSC (рисунок 2.26, а) для смеси ZnO/Al(OH)3 присутствуют 3 эндо эффекта. Первый эффект (до 100 С) соответствует удалению адсорбционной влаги. Сильный эндо эффект 200…400С соответствует дегидратации гиббсита до бемита в две стадии. При 450…550С происходит термолиз бемита до оксида алюминия. В этих же температурных интервалах на кривой m имеются соответствующие потери массы (рисунок 2.26, а). Результаты предварительной обработки m и ДСК кривых для различных скоростей нагрева представлены в таблице 2.6.
Свойства формовочных масс для синтеза цеолита NaP
Для экструзионного формования гранул цеолита NaP использовалась смесь на основе метасиликата натрия 2Na2SiO35H2O: Al2O3. Формовочная масса, приготовленная из указанной смеси, имеет преимущественное развитие эластических деформаций и принадлежит II-му структурно-механическому типу (рисунок 4.10, обр. 1). Отметим также сравнительно высокое значение периода релаксации , которое составляет 4330 с (табл. 4.5, обр. 1). Вместе с тем эта масса обладает прочной коагуляционной структурой N, значение которой превышает 32 МВтм-3 (табл. 4.6, обр. 1). По совокупности этих свойств формуемость этой массы можно охарактеризовать как удовлетворительную.
После УЗО смеси 2Na2SiO35H2O: Al2O3 масса, приготовленная на основе этой системы, имеет резиноподобный вид. В этой массе преобладают упруго-эластические деформации, и она принадлежит I-му структурно-механическому типу (рисунок 4.10, обр. 2). Кроме того, эта формовочная масса имеет высокие значения структурно-механических констант (табл. 4.5, обр. 2).
Наряду с указанными особенностями структурно-механических свойств необходимо отметить очень высокую прочность коагуляционной структуры N, которая составляет около 90 МВт/м3, и очень низкое значение индекса течения n порядка 0,1 (табл. 4.6). Кроме того, в несколько раз увеличивается протяженность участка на реологической кривой, соответствующего течению с разрушающейся структурой (рисунок 4.11, обр. 2). Плохо развитая пластичность, чрезмерно высокая прочность коагуляционной структуры, а также резиноподобная консистенция массы существенно усложняют процесс экструзии.
Высокая прочность коагуляционной структуры N и высокие значения структурно-механических констант объясняются тем, что метасиликат натрия в системе выполняет роль связующего агента.
Формовочная масса, приготовленная из смеси 2Na2SiO35H2O: Al2O3: 2SiO2 без предварительной обработки, имеет примерно равномерное распределение всех видов деформаций и принадлежит II-му структурно-механическому типу (рисунок 4.10, обр. 3). Для этой массы также характерны достаточно высокие значения структурно-механических констант (табл. 4.5, обр. 3) и прочности коагуляцион-ной структуры N (табл. 4.6, обр. 3). Набор указанных структурно-механических и реологических свойств этой массы позволяет говорить о хорошей формуемости.
Предварительная УЗО смеси 2Na2SiO35H2O: Al2O3: 2SiO2 позволяет увеличить долю пластических деформаций, и точка, отвечающая этой массе, на диаграмме перемещается в V-ый структурно-механический тип (рисунок 4.10, обр. 4). Также обработка ультразвуком приводит к росту структурно-механических констант (табл. 4.5, обр.4) и прочности коагуляционной структуры N (табл. 4.6, обр. 4). На реологических кривых наблюдается увеличение протяженности участка, отвечающего течению с разрушающейся структурой (рисунок 4.11, обр. 4). Все описанные выше свойства формовочной массы свидетельствуют о хорошей ее пригодности к экструзии гранул.
Описанные выше различия в структурно-механических и реологических свойствах формовочных масс, приготовленных на основе метасиликата натрия, объясняются не только составом исходных смесей. Большое влияние оказывает морфология твердой фазы. Так, в исходной смеси 2Na2SiO35H2O: Al2O3 присутствуют частицы размером 15–20 мкм, покрытые мелкими частицами с размером 1…2 мкм (рисунок 4.12, А).
После ультразвуковой обработки масса становится резиноподобной и представляет собой сплошную непрерывную среду (рисунок 4.12, Б). Подобная структура в полной мере объясняет преимущественное развитие медленных эластических деформаций и очень высокую прочность коагуляционной структуры N, о чем шла речь выше.
Формовочная масса из смеси 2Na2SiO35H2O: Al2O3: 2SiO2 без предварительной обработки состоит из частиц, имеющих грани с размером около 5 мкм, которые покрыты мелкими частицами 1…2 мкм (рисунок 4.12, В). Обработка этой смеси в ультразвуковом диспергаторе приводит к измельчению крупных частиц до 1…2 мкм, которые объединяются в агрегаты шарообразной формы размером 15…20 мкм (рисунок 4.12, Г). Изменение формы частиц позволяет улучшить пластические свойства системы с одновременным увеличением прочности коагуля-ционной структуры.
Из формовочной массы, приготовленной из смеси 2Na2SiO35H2O: Al2O3: 2SiO2 с использованием предварительной ультразвуковой обработки, были экс-трудированы черенки, имеющие привлекательный коммерческий вид с достаточно гладкой поверхностью, из которых затем были получены гранулированные цеолиты NaP (рисунок 4.13).
Схемы производства гранулированных адсорбентов на основе металлооксидных систем
Принципиальные схемы реализации производства сорбента на основе соединений Ca, Al, Zn для тонкой очистки технологических и отходящих газов, в том числе хлорсодержащих, представлены на рисунке 6.4 и 6.5. Простота реализации и возможность использования типового химического оборудования, обеспечивают широкий спектр предприятий, где возможно ее воплощение.
Как и в разделе 6.1 способы можно поделить в соответствии с методом активации исходного сырья (МХА (рисунок 6.4) и УЗО (рисунок 6.5)).
На примере получения 3-х компонентных Al, Сa, Zn систем рассмотрим реализацию подобной технологии. В качестве исходного сырья используется гид-роксид алюминия, оксид кальция, основной карбонат цинка (оксид цинка) в различном мольном соотношении в пересчете на оксиды ZnO:CaO:Al2O3 = 1:1:1 и ZnO:CaO:Al2O3 = 1:1:2.
Для МХА (рисунок 6.4) используют вибрационную мельницу. Время диспергирования составляет 20…30 мин, с энергонапряженностью мельницы 5…10кВт/кг. После мельницы, полученную шихту направляют в Z-образный смеситель, куда подают воду до получения однородной пластичной массы с оптимальной формовочной влажностью 20…30 мас.%. Массу формуют на экструдере в гранулы сложной формы, а затем гранулированные изделия сушат на ленточной сушилке дымовыми газами при температуре 110…120 С в течение 4 ч.
В случае использования УЗО (рисунок 6.5), как стадии активации, схема реализуется во многом подобно МХА, за исключением того, что изначально смесь исходных компонентов направляют в Z-образный смеситель, туда же подается вода, в количестве, обеспечивающим соотношение Т:Ж (2…4). Перемешивание проводится до образования однородной массы. Готовую суспензию направляют в ультразвуковое устройство с частотой колебаний 22±1 кГц и амплитудой 20±1,5 мкм на 5…15 мин. Затем на экструдере осуществляют формовку гранул, которые затем сушат в сушилке ленточного типа при температуре 110…120С в течение 4-х часов.
Сорбенты на основе сложных металлооксидных систем не подлежат регенерации, они утилизируются, в частности, могут быть использованы на металлургических производствах.
Способы получения сорбентов на основе сложных металлооксидных систем запатентованы [552, 553].