Способ подготовки цеолитов для адсорбции газов

О П И С А Н И Е 11990272ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликОпубликовано 23.01.83. Бюллетень3 Дата опубликования описания 28.01.83 пв делан каебретений к аткрнткй(72) Авторы изобретения зерба йдж а йскбй,-СС Р Научный центр Малая химия(54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ЦЕОЛИТОВ ДЛЯ АДСОРБЦИИ ГАЗОВ1Изобретение 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 50 г,СОг, НгЬ, НгО 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; ме 2тод подготовки адсорбента (рулонов) доста.точно 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 12. 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 чрезмерно возрастает; несмотря на боль 2 о шую механическую прочность природныхцеолитов, в дальнейших процессах очистки газов все же получается значительное количество пыли, особенно в аппаратах с движущимся слоем адсорбента.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,Г 1 ричем 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 чрезмерному 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 = 1 Омм,д = 10 ммдо = 50 мм, с = 50 мм.Степень измельчения цеолитовой породы имеет важное значение, так как тонкое измельчение (0,074 в ,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 ад. сорбента, 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.15 Х 10 40 278 в 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, д= 1,0 см). Содержание влагиСледует отметить, что при применениипредложенного вида адсорбента в адсорбционной технике масса колец Рашига являетсябалластом, составляющим 20 - 40% общеймассы адсорбента, который не .участвует в5 процессе адсорбционной очистки. Однакоэто не требует увеличения объема адсорбционных установок по следующим причинам:пбристый адсорбент во внутреннем объемеколец Рашига имеет больше адсорбцион 10ной емкости примерно в 1,5 раза, чем негранулированные куски природных цеолитов; кинетические кривые улавливания показывают, что пористый адсорбент во внутреннем объеме колец Рашига насыщается в2 раза быстрее, чем образцы из природныхкусков, что позволяет интенсифицироватьпроцессы адсорбции и десорбции.Коренное предотвращение истирания ипылеобразования, интенсификация веденияпроцесса очистки и улучшение аэродинамицеской характеристики слоя адсорбента яв 20 ляются положительными эффектами способа подготовки адсорбента предлагаемым,способом и применения его в адсорбционной технике.Пример . Прводилась подготовка адсорбента предлагаемым способом и оцисткаотходящих ЬО-содержащих газов на адсорбционной колонке непрерывного действия с движущимся слоем адсорбента, производительностью 10 - 15 нм/ч.Результаты испытаний:з 0 Содержание влаги вадсорбционной массе допроцесса сушки, % 22Размеры применяемыхколец Рашига, 1 Х с(,ммСодержание бентонита в35 массе,% 6Производительность установки по исходному газу,н з/ц 11Содержание 50 в очищенном газе, % 0,7Температура процессаадсорбции,С 27 - 33Температура процесса,десорбции, ССодержание 50 вочищаемом газе,% 0,031Содержание Юр вгазах десорбции, %Гидравлическое сопротивление слоя адсорбента,мм вод. ст. 120Запыленность Не замеченаАдсорбционная емкостьадсорбента, г/100 г+1 0 - -15 0,7 0,035 15,7 31 304 в 3 192 0,11 - 0,13 3,1 Составитель Т. Беренштейн Редактор О. Половка Техред И. Верес Корректор А. Дзятко Заказ 11066/1 О Тираж 646 Подписное ВНИИПИ. Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4в исходном газе составлялозультаты испытанийПроизводительность поисходному газу, имз/чСодержание бентонитав адсорбционной массе,о/оСодержание влаги вадсорбционной массе допроцесса сушки, %Температура процессадесорбции,СТемпература процессаадсорбции,ССодержание влаги вочищенном газе, %Сопротивление слоя,мм вод. ст.ЗапыленностьАдсорбционная емкостьадсорбента г/100 г(расчетная)Оример 3, Проводиласьсорбента по известному спо50 з-содержащих газов насанной в примерах 1 и 2. Отаты испытаний:Производительностьустановки, н м з/чРазмеры фракцииприменяемых кусковцеолита, ммСодержание 502 вочищаемом газе, %Содержание 502 в очищенном газе, %Содержание 50 вгазах десорбции, %Температура процессаадсорбции, СТемпература процессадесорбции, СГидравлическое сопротивление слоя частиц,мм вод. ст.Потеря адсорбционноймассы за цикл в видепыли, %Адсорбционная емкостьадсорбента, г/100 г Пример 4. Проводилась подготовка адсорбента и очистка содержащих газов на непрерывно действующей лабораторной установке с адсорбционной массой дисперсностью частиц +0,54 в -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 тф от 50 г на адсорбенте во внутреннем объемеколец Рашига, содержащем 5,5% бентонита в качестве связующей добавки. Замечено не- .значительное запыление в основном в процессе десорбции.Пример б. Проводилась очистка газов 15от 502 на адсорбенте во внутреннем объеме колец Рашига, содержащем 6,5% бентонита в качестве связующей добавки. Запыле- ние не замечено. Адсорбционная емкость адсорбента уменьшилась на 0,05 г/100 г ад- О сорбента по сравнению с первым примером. 1. Способ подготовки цеолитов для ад-.сорбции газов, включаюгций 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 Рашига.2. Способ по и. 1, отличающийся тем, З 5 что бентонитовую глину берут в количестве5,5 - 6,5 вес. %. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе