Сорбенты

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Сорбенты (от лат. sorbens — поглощающий) — твердые тела или жидкости, избирательно поглощающие (сорбирующие) из окружающей среды газы, пары или растворённые вещества. В зависимости от характера сорбции различают абсорбенты — тела, образующие с поглощённым веществом твёрдый или жидкий раствор, адсорбенты — тела, поглощающие (сгущающие) вещество на своей (обычно сильно развитой) поверхности, и химические поглотители, которые связывают поглощаемое вещество, вступая с ним в химическое взаимодействие. Отдельную группу составляют ионообменные сорбенты (иониты), поглощающие из растворов ионы одного типа с выделением в раствор эквивалентного количества ионов другого типа. Широко используют активированный уголь, силикагель, оксид алюминия, диоксид кремния, различные ионообменные смолы, дибутилфталат и др.

Твердые сорбенты подразделяются на гранулированные и волокнистые. Волокнистые сорбенты обладают более высокой кинетикой сорбции за счет более высокой удельной поверхности и большей доступности функциональных групп. Кроме того, волокнистые сорбенты обладают большими показателями по регенеративной способности возможность повторного применения, что особенно актуально для промышленной сферы применения устранение последствий от аварийного разлива нефти, нефтепродуктов, иных агрессивных веществ.

Следует учесть, что волокнистые сорбенты являются горючими, то есть пожаровзрывоопасными.

На рынке присутствует достаточное количество сорбентов для сбора нефтепродуктов, мазута, дизтоплива, масла или жира, но не каждый из них может обеспечить требуемую безопасность, удобство применения и качество. Так например, сорбент мазута, дизтоплива, масла не должен гореть сам по себе, понижая тем самым температуру воспламенения, поэтому применение сорбента на основе мха, опилок, синтепона, пенопласта, резины создает пожароопасную ситуацию. Некоторые токсичные жидкости начинают разъедать структуру сорбента, что так же не допустимо. Немаловажным свойством сорбента, является его дальнейшая утилизация. Как правило, утилизация производится через захоронение, сжигание или размещение на специальных полигонах. Сжигание возможно только сорбентов, которые, впитав в себя нефтепродукты, остались рассыпчатыми и не образовали сгустков. Такими свойствами сорбенты на основе полимерных, синтетических, угольных волокон, полипропилена, пенопласта не обладают. При нагревании они плавятся, забивают систему подачи сжигающей установки, образуют сгустки, что делает невозможным их утилизацию.

Применение в промышленности[править | править вики-текст]

Применяются сорбенты для устранения последствий нефтеразливов. Применение технологии щадящего устранения последствий аварий с помощью волокнистых сорбентов, позволяют снизить отрицательные последствия для окружающей среды. Применение волокнистых сорбентов приводит к снижению стоимости затрат, снижая прямо и косвенно уровень вреда для окружающей среды. Кроме этого, сорбенты применяются и в качестве штатных средств для экологической безопасности на АЗС, для очистки технической воды, применяемой в промышленности.

Сорбент на основе волокон является одним из самых эффективных фильтрующих компонентов, который применяется в ливневой канализации.


Учитывая всемирную проблему с пресными водоемами, выбросами технических, сточных вод, технология применения инновационных сорбентов для очистки показала чрезвычайную эффективность.

Современная экосистема пресных водоемов, проблема доступа к чистым источникам воды, формирует положительные условия для модификации ливневых систем. Наиболее активно сорбенты на основе полипропиленовых волокон применяются в США и Европе. В России же использование сорбента на основе полипропиленовых волокон только набирает обороты. Уже сейчас, в условиях мирового кризиса, бизнес стал задумываться об эффективности и экономической целесообразности. Применение волокнистых сорбентов позволяет достичь обеих целей. Причина в высоком уровне химической аморфности, отличном КПД, самых высоких значений по регенеративной способности. Не менее важным фактором является и методика утилизации волокнистых синтетических сорбентов, которые могут применяться в качестве компонента к нефтебитуму. В результате, инновационные сорбенты последнего поколения — это серьёзный шаг в дело экологического и экономического благополучия в мире.


Современные тенденции на рынке сорбентов нефти[править | править вики-текст]

В условиях вступления России в ВТО и растущей на этом фоне конкуренции, на рынке сорбентов возникла сумятица в характеристиках сорбентов. Проблема настолько запутала конечных потребителей сорбентов, что ни мнения экспертов, ни анализы испытательных лабораторий не позволяют сделать правильный выбор. Если раньше аналитика осуществлялась по четкому алгоритму, то теперь каждый эксперт руководствуется собственным инструментарием и методом анализа.

Таким положением незамедлительно воспользовались производители сорбентов и, не опасаясь ответственности, начали приписывать показатели емкости. В результате сорбент с емкостью 0,6 неожиданно обрел емкость 40. Дать объяснение такому фокусу научными методами просто невозможно, а вот коммерческий интерес позволяет понять причины такой тенденции.

Одной из самых опасных тенденций в этих условиях стало отношение потребителя, который теперь руководствуется данными от производителей и этим подвергает риску себя, свое предприятие, экологию региона.

Формула расчета емкости сорбентов.[править | править вики-текст]

В условиях всеобъемлющего ложного представления на рынке, о средствах экологической безопасности представляется в открытый доступ для последующего применения метод расчета реальной емкости сорбента исходя из его физических характеристик. Учитывая данные процесса поглощения углеводородов можно говорить, что в случае полой структуры сорбентов и двойного действия — адсорбции и адгезии, его показатели насыпной плотности будут достаточно высоки, в свою очередь, если присутствует только адгезия, то плотность будет маленькой. В этих условиях можно сделать расчет объективной емкости сорбента по его насыпной плотности, гидрофильности (смачиваемости), что повлияет на правильное решение в выборе сорбента. Делается это по формуле: X = ((0, 1 × Y) + (Y ÷ 16)) ÷ Z; где X-емкость сорбента, Y-насыпная плотность (уплотненная), Z-процент гидрофильности. Вероятность погрешности +/- 5 %

Пример расчета емкости сорбента[править | править вики-текст]

Исходные данные: насыпная плотность в уплотненном состоянии — 125 кг./м3, процент гидрофильности — отсутствует (так, как 100 % отсутствия гидрофильности нет, то за расчетные показатели принимаем 1). В итоге получаем показатели емкости 20,31 кг, на 1 кг сорбента.

К сожалению, данные по гидрофильности сорбента недоступны, но их можно определить по сырьевому составу. Плотность же рассчитывается в уплотненном состоянии, при давлении 50 кг, что характеризует плотность укладки после 24 часов эксплуатации в водной среде. Если плотность сорбента представлена в неуплотненном состоянии, то можно ее привести в соответствии с требованием по уплотненности умножив показатель плотности укладки на коэффициент 0,4, затем отнять от представленной производителем плотности, полученные от умножения плотности на коэффициент данные.

Пример расчета плотности сорбента в уплотненном состоянии[править | править вики-текст]

Плотность сорбента в неуплотненном состоянии равна 300. Для получения данных по плотности в уплотненном состоянии умножим 300 на коэффициент 0,4 и получим 120. Затем от 300 отнимаем 120 и получаем средние показатели по плотности укладки в уплотненном состоянии 180 с погрешностью +/- 2 %.

Применение в медицине[править | править вики-текст]

Сорбенты и энтеросорбенты применяются также в профилактике и лечении различных заболеваний. Предупреждают развитие атеросклероза и ишемической болезни сердца. Связывая на своей поверхности желчные кислоты, препятствует перевариванию жиров и способствует их выведению — не ярко выраженный эффект «голодания без голодания». Эффективен при лечении острых пищевых отравлений, отравлений различными ядами, лекарственными и наркотическими веществами, алкогольно-пищевой перегрузке, абстинентном синдроме, обусловленном наркоманией и алкоголизмом, острых и хронических заболеваниях почек, печени, поджелудочной железы, желудочно-кишечного тракта, аллергических и иммунозависимых заболеваниях (бронхиальная астма, ревматизм, пищевая аллергия, рассеянный склероз, псориаз).

Принятый до застолья или сразу после употребления алкоголя сорбент способен предотвратить похмельный синдром за счёт связывания избытков этанола и выработавшихся в результате приёма алкоголя токсинов[источник не указан 884 дня]. Уже наступившее похмелье можно облегчить приёмом сорбента.

При нехирургическом лечении онкологических заболеваний используется трансартериальная химиоэмболизация микросферами, состоящими из адсорбента-полимера, насыщенного цитостатическим препаратом, который постепенно десорбируется в ткань, поражённую опухолью.