Способ подготовки цеолитов для адсорбции газов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ („)990272

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 29.01.81 (21) 3240398/23-26 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

В 01 Р 53/02! всудзрственный кеннтет

СССР (53) УДК 66.074..7 (088.8) Опубликовано 23.01.83. Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 28.01.83 пв делан нзебретений к еткрнтий

Г. М. Абдуллаев, Т. Х. Курбанов; А. Н. Нуриев, A-.A, Саламов и Т. Х. Мустафаев (72) Авторы изобретения

« зерба йдж а йск ой,-СС Р

Научный центр «Малая химия» (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ЦЕОЛИТОВ ДЛЯ АДСОРБЦИИ

ГАЗОВ

Изобретение относится к подготовке адсорбентов с целью использования в адсорбционной технике для очистки (или осушки) природных и промышленных отходящих газов от кислых компОнентов и влаги, таких как ЯОд,СО2, НаЬ, Н20 и др., и может быть использовано в процессах адсорбционной очистки.

Известен способ адсорбционной очистки воздуха с применением в качестве адсорбента тонкоизмельченного молекулярного сита, нанесенного на поверхность легкосворачиваемого волокнистого материала. Далее волокнистый материал совместно с адсорбционной массой сворачивается в рулоны и помещается в адсорбционную технику !11.

Адсорбент, используемый согласно этому способу, имеет следующие недостатки: невозможно использование адсорбента в адсорбционной технике с движущимся слоем из-за трудности (или невозможности) перемещения по адсорбционной колонке, способности деформироваться и недостаточной механической прочности; рулоны волокнистого материала забиваются механической пылью, что приводит к возрастанию гидравлического сопротивления слоя адсорбента; ме2 тод подготовки адсорбента (рулонов) достаточно трудоемкий процесс; трудоемок так. же процесс отделения адсорбционной массы от волокнистого материала после истечения срока ее службы; из-за низкой термической стойкости волокнистого материала процесс десорбции осуществляется при более низких температурах, что приводит к уменьшению кинетической скорости регенерации адсорбционной массы и др.

Наиболее близким к изобретению по тех о нической сущности и достигаемому результату является способ подготовки цеолита для адсорбции газов, включающий дробление и измельчение j2).

Недостатками известного способа является следующее: в случае применения мелких частиц адсорбента (порядка 1,0 — 5,0 мм для увеличения активной поверхности) гидравлическое сопротивление слоя адсорбента черезмерно возрастает; несмотря на боль2 шую механическую прочность природных цеолитов, в дальнейших процессах очистки газов все же получается значительное количество пыли, особенно в аппаратах с движущимся слоем адсорбента.

990272

Целью изобретения является предотвращение пылеобразования при адсорбции и уменьшение гидравлического сопротивления слоя при сохранении высокой адсорбционной емкости.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу подготовки цеолита для адсорбции газов, включающему измельчение цеолитов, цеолит измельчают до фракции 0,074 — 0,5 мм, смешивают с бентонитовой глиной и водой и набивают во внутренний объем колец Рашига.

Причем бентонитовую глину берут в количестве 5,5 — 6,5 вес

Способ осуществляется следующим образом.

Природные цеолиты измельчаются до фракции 0,074 — 0,5 мм и подготавливается тесто влажности 20 — 24% с применейием воды и связующей добавки — — бентонита в количестве 5,5 — 6,5 вес. %. Увеличение содержания бентонита более 6,5 вес. % приводит к черезмерному повышению количества балласта в составе адсорбента. Уменьшение же содержания бентонита приводит к нарушению связывания частиц адсорбента и тестообразования. Далее влажная масса ручным или механическим способами набивается вовнутрь колец Рашига, высушивается при 105 — 110 С и загружается в адсорбционную технику. Размеры применяемых колец могут колебаться в широких пределах от! = 10мм,d = 10ммдо! = 50мм, d = 50мм.

Степень измельчения цеолитовой породы имеет важное значение, так как тонкое измельчение (0,074 вЂ,5 мм) облегчает тестообразование и увеличивает удельную поверхность адсорбционной массы. Цеолитовая масса дисперсностью более 0,5 мм плохо связывается со связующей добавкой— бентонитом, а после сушки плохо удерживается во внутреннем объеме колец Рашига. Нижний предел измельчения (0,074 мм) обусловлен тем, что в более тонких измельчениях затраты на процесс измельчения сильно возрастает (почти в 2 — 2,5 раза).

Предлагаемый способ подготовки адсорбента и применение последнего в адсорбционной технике позволяют улучшать также аэродинамические характеристики слоя адсорбента, поскольку гидравлическое сопротивление слоя, состоящего из колец Рашига, примерно в 1,6 — 2,0 раза меньше по сравнению с сопротивлением слоя, состоящего из кусков природных цеолитов таких же размеров.

После истечения срока службы адсорбента разделение колец Рашига от отработанного адсорбента осуществляется опусканием адсорбента в емкость с водой. Освобожденные от отработанной адсорбционной массы кольца Рашига возвращаются в процесс подготовки адсорбента для повторного использования.

15Х 10

4О

278 †3

17,5

Пример 2. Природный углекислый газ очищался от влаги в слое адсорбента, при-. готовленного предлагаемым способом, во внутреннем объеме колец Рашига (1=

1,5 см, d= 1,0 см). Содержание влаги

Следует отметить, что при применении предложенного вида адсорбента в адсорбционной технике масса колец Рашига является балластом, составляющим 20 — 40% общей массы адсорбента, который не .участвует в процессе адсорбционной очистки. Однако это не требует увеличения объема адсорбционных установок по следующим причинам: пбристый адсорбент во внутреннем объеме колец Рашига имеет больше адсорбцион1О ной емкости примерно в 1,5 раза, чем негранулированные куски природных цеолитов; кинетические кривые улавливания показывают,. что пористый адсорбент во внутреннем объеме колец Рашига насыщается в

2 раза быстрее, чем образцы из природных кусков, что позволяет интенсифицировать процессы адсорбции и десорбции.

Коренное предотвращение истирания и пылеобразования, интенсификация ведения процесса очистки и улучшение аэродинамической характеристики слоя адсорбента являются положительными эффектами способа подготовки адсорбента предлагаемым. способом и применения его в адсорбционной технике.

Пример !. Прводилась подготовка адсорбента предлагаемым способом и очистка отходящих $0д-содержащих газов на адсорбционной колонке непрерывного действия с движущимся слоем адсорбента, производительностью 10 — 15 нм /ч.

Результаты испытаний: зп Содержание влаги в адсорбционной массе до процесса сушки, % 22

Размеры применяемых колец Рашига, 1Х d,ìì

Содержание бентонита в массе % 6

Производительность установки по исходному газу, нм3/ч ll

Содержание $0 в очищенном газе, % 0,7

Температура процесса адсорбции, С 27 — 33

Температура процесса, десорбции, С

Содержание $0 в

45 очищаемом Газе,% 0,031

Содержание $0р в газах десорбции, %

Гидравлическое сопротивление слоя адсорбента, мм вод. ст. 120

Запыленность Не замечена

Адсорбционная емкость адсорбента, г/100 г (расчетная) 3,6

:990272

31

89

Не замечена а адистка опизульФормула изобретения

+1 0 — -15

0,035

0,11 — 0,13

Составитель Т. Беренштейн

Редактор О. Половка Техред И. Верес Корректор А. Дзятко

Заказ 11066/10 Тираж бфб Подписное

ВН ИИ ПИ . Государственного ком итета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ж — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 в исходном газе составляло 0,2 — 4,0 / зультаты испытаний

Производительность по исходному газу, имз/ч 8 — 8,5

Содержание бентонита в адсорбционной массе,о/о 6

Содержание влаги в адсорбционной массе до процесса сушки, о

Температура процесса десорбции, С 197 †2

Температура процесса адсорбции, С

Содержание влаги в очищенном газе, % 0,01

Сопротивление слоя, мм вод. ст.

Запыленность

Адсорбционная емкость адсорбента г/100 г (расчетная) 2,9 — 3,0

Пример 3. Проводилась подготовк сорбента по известному способу и оч

SOz-содержащих газов на установке, санной в примерах 1 и 2. Основные ре таты испытаний:

П роиз водитель ность установки, н м з/ч 11

Размеры фракции применяемых кусков цеолита, мм

Содержание SO+ в очищаемом газе, % 0,7

Содержание SOq в очищенном газе, %

Содержание SOq в газах десорбции, % 15,7

Температура процесса адсорбции, С

Температура процесса десорбции, С . 304 — 311

Гидравлическое сопротивление слоя частиц, мм вод. ст. 192

Потеря адсорбционной массы за цикл в виде пыли, %

Адсорбционная емкость адсорбента, г/100 г 3,1

Пример 4. Проводилась подготовка адсорбента и очистка содержащих газов на непрерывно действующей лабораторной установке с адсорбцион ной массой дисперсностью частиц +0,54 — -1,4 мм во внутреннем объеме колец. Были замечены потери адсорбента вследствие рассыпания из объема колец и запыление. Особенно в газах .десорбции содержание пыли сильно возрастало и достигало 8 — 11 г/мз.

Пример 5. Проводилась очистка газов от SO на адсорбенте во внутреннем объеме колец Рашига, содержащем 5,5% бентонита в качестве связующей добавки. Замечено не- . значительное запыление в основном в процессе десорбции.

Пример б. Проводилась очистка газов от.50а на адсорбенте во внутреннем объеме колец Рашига, содержащем 6,5% бентонита в качестве связующей добавки. Запыле- ние не замечено. Адсорбционная емкость апсорбента уменьшилась на 0,05 г/100 г ад20 сорбента по сравнению с первым примером.

l. Способ подготовки цеолитов для ад-. сорбции газов, включающий измельчение цеолитов, отличающийся тем, что, с целью предотвращения пылеобразования при адсорбции и уменьшения гидравлического сопротивления слоя адсорбента при сохранении высокой адсорбционной емкости, цеолит измельчают до фракции 0,074 — 0,5 мм, смешивают с бентонитовой глиной и водой и набивают во внутренний объем колец Рашн га.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что бентонитовую глину берут в количестве

5,5 — 6,5 вес. %.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

40 1. Патент США № 4012206, кл. 55 — 34, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР № 596272, кл. В 01 D 53/02, 1978.