Iskanje po katalogu digitalne knjižnice

Opis: Diplomsko delo je potekalo v sodelovanju s podjetjem Silkem d.o.o v njihovem raziskovalnem laboratoriju. Delo zajema modificiranje zeolitov z namenom, da izboljšamo separacijo plinov, natančneje kisika in dušika iz atmosferskega zraka. Namen diplomskega dela je ugotoviti in laboratorijsko preveriti kateri zeoliti so primerni za molekularna sita za namene adsorpcije pod povišanim tlakom in pod podtlakom. Zeolit Na13X smo modificirali z ionsko izmenjavo s CaCl2 in s tem dobili zeolit Ca13X. Molekularna sita so temeljnega pomena pri separaciji zraka s procesom adsorpcije pod povišanim tlakom (PSA-pressure swing adsorption) in adsropcije pod podtlakom (VPSA-vacuum pressure swing adsorption). PSA in VPSA sta procesa pridobivanja oziroma bogatenja kisika, ki sta energetsko manj potratna kot pridobivanje kisika z uveljavljenimi metodami kot je to utekočinjanje zraka (ohlajevanje zraka), med seboj pa se razlikujeta po obratovalnem tlaku. Zeolitna molekularna sita se uporabljajo za proizvodnjo medicinskega kisika v kisikovih generatorjih. Raziskovali smo kako vplivajo struktura zeolita, obratovalni tlak, višina kolone in zadrževalni čas na učinkovitost adsorpcije. Velja, da je separacija zraka učinkovitejša z večjo aktivno površino zeolita, separacijski učinek pa višji z višjim obratovalnim tlakom. Višja kot je kolona, daljši je zadrževalni čas, z večanje višine pa je tudi večja količina polnila, kar pomeni večjo aktivno površino in s tem boljšo adsorpcijo. Modifikacija zeolita Na13X je potekala tako, da smo omenjen zeolit dodali v raztopino CaCl2 in šaržo intenzivno mešali 48 ur. Šaržo smo nato prefiltrirali in posušili. Ca13X smo granulirali v laboratoriju z Eirichovim granulatorju. Zeolitu Ca13X smo dodali deionizirano vodo in vezivo atapulgit ter granulirali do velikosti, primerne za nasutje. Pred uporabo zeolita smo granule kalcinirali pri 500 °C, saj s kalcininacijo dosežemo aktivacijo zeolita in izparevanje vlage ter drugih adsorbiranih snovi. Z aktiviranimi zeoliti smo napolnili kolono in merili koncentracijo kisika na izhodu s kisikovim merilcem. Ugotovili smo, da je ionsko izmenjan kalcijev zeolit Ca13X bolj primeren za molekularno sito pri separaciji plinov iz zraka. Visoke koncentracije kisika doseže tudi zeolit 5A, vendar je za procesa PSA in VPSA bolj primeren kalcijev zeolit Ca13X.
Ključne besede: ionska izmenjava, zeolit 13X, kalcijev zeolit 13X, adsorpcija, Pressure swing adsorption, Vacuum pressure swing adsorption, separacija zraka.
Objavljeno v DKUM: 10.10.2019; Ogledov: 1639; Prenosov: 186
Celotno besedilo (1,24 MB)