DE2016838A1 - Neuartige zeolithisch« Adsorptionsmittel - Google Patents
Neuartige zeolithisch« AdsorptionsmittelInfo
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- C01B33/2815—Zeolitic silicoaluminates with a tridimensional crystalline structure possessing molecular sieve properties; Isomorphous compounds wherein a part of the aluminium ore of the silicon present may be replaced by other elements such as gallium, germanium, phosphorus; Preparation of zeolitic molecular sieves from molecular sieves of another type or from preformed reacting mixtures of type A (UNION CARBIDE trade name; corresponds to GRACE's types Z-12 or Z-12L)
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Description
Die Erfindung betrifft granulierte, zeolithisch» Adsorptionsmittel
mit verbesserten Adsorptionseigenschaften, ein Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung zum
Trocknen und Reinigen von Gas- und Flüssigkeitsströmen.
Adsorptionsmittel müssen für den praktischen Einsatz in den meisten Fällen in körniger Form bzw. in Form von Strangpreßlingen, Tabletten, Kugeln und ähnlichen Gebilden vorliegen.
Manche Adsorptionsmittel, wie z.B. Kieselgele oder bestimmte Aktivkohlen werden von vorneherein In
körniger Form erzeugt, andere fallen bei der Herstellung
als Pulver an und werden unter Zusatz von Bindemitteln mit Hilfe von Granuliereinrichtungen, wie z.B. Granulierteller,
Granuliertrommeln, Strangpressen usw. nachträglich verformt. Die Gruppe der Molekularsieb-Zeollthe, welche
in den letzten Jahren für die Adsorptionstechnik eine
überragende Bedeutung gewonnen haben, werden als feinkristalline Pulver mit Kristall!tgrößen im Bereich
0,1 bis 10 /Um synthetisiert. Für die Weiterverarbeitung
dieser Kristallpulver zu abriebfesten Granulaten wurden
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Verfahren entwickelt» welche als Bindemittel z.B. Tonsubstanzen
wie Kaoline, Bentonite und Attapulgite oder synthetische Bindemittel wie z.B. Wasserglas, Kieselsäuresole,
Aluminiumhydroxid usw.. verwenden.
Allgemein versteht man unter Zeolithen eine Gruppe von kristallinen, hydratisieren Aluminosilicaten ein- oder
mehrwertiger Basen, die ihr Wasser ohne Änderung der Kristallstruktur
abgeben und andere Verbindungen anstelle des entfernten Wassers aufnehmen können, und die weiterhin zum
Basenaustausch fähig sind (M.H. Hey, Trans. Ceram. Soc. 36>
(1937), Seiten 84 - 97). Zeolithe werden anhand ihrer Kristallstruktur charakterisiert. Aus der Vielzahl der
bekannten natürlichen und synthetischen Zeolithe sind diejenigen vom Typ des Zeolithe A, Paugasit, Mordenit, Chabasit,
Erionit und Olinoptilolith von besonderer Bedeutung. Jede
dieser Typen besitzt eine eigene Kristallstruktur, welche nach der Methode von Debye und Scherrer ein charakteristisches
Röntgenstrahl—Beugungsdiagramm gibt. Substanzen, welche zu ein und demselben Zeolithgittertyp gehören, müssen nicht
unbedingt die gleiche chemische Zusammensetzung aufweisen. Ihrer Natur als Ionenaustauscher zufolge können die Zeolithe
die verschiedensten Kationen in das Kristallgitter aufnehmen. Weiterhin können sich in der anionischen Gerüststruktur SiO,-
und AICL-Tetraeder bis zu einem gewissen Ausmaß gegenseitig
ersetzen; daher kann die Zusammensetzung der Zeolithe innerhalb gewisser Grenzen schwanken, d.h. natürliche
und synthetische Zeolithe weisen in ihrer chemischen Zusammensetzung eine Phasenbreite auf.
Zeolithe vom Typ A besitzen vollkommen einheitliche Poren mit
Durchmessern im Bereich von 3 bis 5 Ä, wobei der genaue
Wert für den Porendurchmesser von Art und Menge der jeweils im Kristallgitter vorhandenen Kationen abhängt. Sie werden
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als "engporige Zeolithe" bezeichnet. Im Gegensatz dazu
haben Zeolithe vom Faujasit-Typ Porendurchmesser von etwa"
8 bis 9 Ä und werden als "weitporige Zeolithe" bezeichnet.
Unter Faujasit im Sinne der vorliegenden Erfindung werden
Zeolithe der allgemeinen Formel
O5 . XSiO
(R = Metall der Wertigkeit η oder H, NH4, GH3-NH5 usw;
χ = 2 - 6; y = 0 - 8;) verstanden. Sie besitzen die Struktur des Minerals Faujasit, dessen genaue Strukturanalyse von Bergerhoff et al durchgeführt wurde.(Min. Monatsk.
(1958), S. 193).
Unter Zeolith A im Sinne der vorliegenden Erfindung werden
Zeolithe der Formel -
1,0 + 0,2 R2/n0 · Al2O5 . XSiO2 . yH20
(R = Metall der Wertigkeit η; χ = 1,,85 ±0,5; y = 0 bis 6)
verstanden, mit einer Gitterkonstante der Natriumform
von ca. 12,3 S, die z.B. nach den in den deutschen
Patentschriften Nr. 1.038.016 und 1.038.017 beschriebenen Verfahren hergestellt werden können. Die einzelnen Porendurchmesser
eines bestimmten Zeolithe sind, bedingt durch die Kristallstruktur, untereinander vollkommen identisch,
so daß man aufgrund dieser Tatsache äußerst selektive
Adsorptionstrennungen nach Größe und Gestalt der zu
trennenden Moleküle durchführen kann. Das bekannteste Beispiel hierfür ist die Trennung von n- und i-Kohlenwasserstoffen
an Zeolithen mit 5 1 Porendurchmeseer, wobei
nur die geradkettigen Kohlenwasserstoffe vom Zeolith aufgenommen werden und die verzweigten, sperrigen Moleküle
nicht durch die Zeolithporen in das Innere der Kristalle eindringen können. Bei der Mehrzahl der Anwendungen von
Zeolithen in der Adsorptionstechnik wird jedoch von diesem
interessanten Prinzip kein Gebrauch gemacht, sondern die Zeolithe dienen dank der polaren Struktur ihrer inneren
Oberfläche als Adsorptionsmittel zur bevorzugten Aufnahme
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von polaren, polarisierbaren oder "ungesättigten Verbindungen.
Die weitporigen Zeolithe vom Faujasittyp sind aufgrund
ihrer Porengröße in der Lage, praktisch alle bei der adsorptiven Reinigung und Aufbereitung von Gas- und
Flüssigkeitsströmen in Frage kommenden Moleküle in ihr Hohlraumsystem aufzunehmen. Die wichtigsten hierher gehörenden
Verbindungen, die häufig aus Produktströmen entfernt
werden müssen, wie z.B. H2O, CO2, HgS, Stickstoffoxide
und niedere Kohlenwasserstoffe, haben so kleine Molekülquerschnitte,
daß sie bereits von den engporigen Zeolithen vom Typ A adsorbiert werden können. Die erzielbaren Gleichgewi
chtsbeladungen und insbesondere die Adsorptions- und
Desorptionsgeschwindigkeiten dieser Verbindungen an Zeolithen vom Typ Faujasit und vom Typ A weisen jedoch
beträchtliche Unterschiede auf. Einerseits sind die statischen Gleichgewichtsbeladungen bei niederen Partialdrücken
an Zeolithen vom Typ A im allgemeinen höher, andererseits zeichnen sich die weitporigen Zeolithe durch
wesentlich höhere Adsorptions- und Desorptionsgeschwindigkeiten aus, was sich beim praktischen Einsatz in einem
Adsorber in einer kurzen Massenübergangszone und einem steilen Verlauf der Durchbruchskurve widerspiegelt.
Aus dieser Sicht kann in bestimmten Fällen die Verwendung der letztgenannten Adsorptionsmittel im dynamischen Einsatz
trotz ihrer geringeren Gleichgewichtekapazität günstiger sein·
In der Technik werden In besonderen Fällen zwei oder mehrere
Adsorptionsmittel mit unterschiedlicher Charakteristik in einem Adsorber entweder in, getrennten Schichten angeordnet
oder in Form eines Mischbettes als mechanisches
Gemenge von Granulaten der einzelnen Typen verwendet.
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Es wurde auch schon vorgeschlagen, pulverförmige engporige
Zeolithe mit pulverförmigen weitporigen Adsorptionsmitteln und Bindemitteln zu vermischen und gemeinsam zu Granulaten
zu verformen. Diese Granulate werden besonders zur gleichzeitigen
Adsorption von Wasserdampf und Lösungsmitteldampf en aus Luft verwendet.
Pur die Herstellung von Zeolith-Granulaten ist normalerweise
ein Zusatz von 15 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf das aktivierte Granulat, an inerten Bindemitteln nötig, welche
nicht zur Adsorptionskapazität beitragen. Da in jedem Falle eine möglichst hohe Adsorptionskapazität angestrebt wird,
wurden schon Verfahren ausgearbeitet, welche die Herstellung
von nur aus einem bestimmten Zeolith bestehenden, einheitlichen
Formkörper ermöglichen. Diese Verfahren beruhen darauf, daß Ausgangsstoffe, welche für die Synthese von
Zeolithen geeignet sind, zu Granulaten verformt und die Rohstoffe erst innerhalb der Granalien zu Zeolithen kristallisiert
werden. Bei einem anderen Verfahren wird das bei der Synthese anfallende kristalline Zeolithpulver, z.B. Zeolith
Α-Pulver, mit einem Bindemittel zu Granulaten verformt und
das Bindemittel dann in diesen Granulaten zu der gleichen Zeolithtype umgesetzt, wobei die ursprünglich eingearbeiteten
Zeolithkristalle als Keime wirken. Ebenso wurden auch schon bindemittelhaltige Faujasitgranulate
in nur aus Faujasit bestehende Formkörper umgewandelt.
Die vorliegende Erfindung betrifft granulierte, abriebfeste
bindemittelfreie Molekularsiebzeolithe, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie gleichzeitig Zeolith vom
Typ Faujasit und vom Typ A in feinster Verteilung enthalten.
Die neuartigen Zeolithgranulate sind hervorragend für die
Reinigung und Trocknung von Gas- und Flüssigkeitsströmen geeignet.
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Das Herstellungsverfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß
pulverförmige Zeolithe vom Typ Faujasit, gegebenenfalls
zusammen mit pulverförmigen Zeolithen vom Typ A, zu kieselgelgebundenen
Granulaten verformt werden, und daß nachfolgend das SiO2-Bindemittel in diesen Granulaten durch
Behandeln hei Temperaturen von 15 his 100°C mit einer wäßrigen Lösung, welche Je Mol SiOp-Bindemittel mindestens 0,7 Mol
Al2O- als Aluminat und soviel Natriumhydroxid enthält, daß
das H«O/NaρO-Verhältnis, ausgedrückt in Molen, 15 bis 60
beträgt, in Zeolith Ä umgewandelt wird. In Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden
zunächst bindend ttelhaltige Granulate hergestellt, welche außer dem SiOg-Bindemittel entweder nur Zeolithkristalle
vom Faujasittyp oder bereits ein mechanisches Gemenge von
Faujasit- und Zeolith-A-Kristallen enthalten, Je nachdem,
ob die aus dem Bindemittel-SiO2 beim Verfahren zusätzlich
gebildete Menge von Zeolith A für die vorgesehene Verwendung ausreicht, oder ob im Endprodukt ein höherer Gehalt an
Zeolith A gewünscht wird.
Für die Verformung der pulverförmigen Zeolithkristalle zu Kieselgel-gebundenen Granulaten können verschiedene
Verfahren benutzt werden. Beispielsweise werden Zeolithe mit Kieselsäureestern angeteigt, zu Granulaten verformt
und die Ester anschließend zu Kieselsäure hydrolysiert. Nach einem anderen Verfahren wird zum Binden wäßrige
Natriumsilioatlö'sung verwendet, die außerdem noch ein
Säureamid, insbesondere Harnstoff, bzw. ein Säurechlorid, ein Nitril, einen Ester oder ein Gemisch derartiger Verbindungen
enthält. Die Bindemittellösung wird mit dem pulverförmigen Zeolith vermischt, die Mischung auf Strangpressen
verformt und die Granulate dann bei Temperaturen von 60 - 30Q0€ getrocknet* Bei einem weiteren Verfahren
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wird stabiles, wäßriges Kieselsäuresol mit dem pulverförmigen
Zeolith angeteigt und die Mischung auf Strangpressen verformt. Vorzugsweise stellt man jedoch
nach dem Verfahren der deutschen Patentschrift Nr. 1.165.252 kieselgelgebundene Granalien in Perlform
her. Danach werden pulverförmige Molekularsiebzeolithe
mit wäßrigem, stabilem Kieselsäuresol zu einer fließfähigen
Suspension verrührt, die Suspension nach Zusatz eines
Gelierkatalysators in einer mit Wasser nicht mischbaren
Flüssigkeit zu Tropfen der gewünschten Größe verteilt und schließlich die durch Sol-Gel-Umwandlung entstandenen
Perlgranulate aus der Flüssigkeit entfernt, getrocknet
und aktiviert. Es wurden stabile Kieselsäuresole mit
einem Si0o-Gehalt von mindestens 10 Gew.-# und mit
2 spezifischen Oberflächen von 150 bis 4OO m /g gemäß
BET verwendet. Als Gelierkatalysator eignet sieh z.B. feinteiliges in Wasser aufgeschlämmtes MgO. Feinteiliges
MgO kann z.B. durch vorsichtiges Calcinieren von basischem Magnesiumcarbonat erhalten werden.
Es wurde nun gefunden, daß das SiOg-Bindemittel in Granulaten,
welche entweder nur Faujasitkristalle oder gegebenenfalls
schon ein Gemenge von Faujasit- und Zeolith Α-Kristallen
enthalten, bei der Behandlung mit wäßrigen Lösungen von Natriumhydroxid und Natriumaluminat, je nach den Reaktionsbedingungen, entweder zu Faujasitkristallen oder zu Zeolith A-Kristallen
umgesetzt werden kann. Es hat sich jedoch überraschenderweise gezeigt, daß bedeutend härtere Granulate
entstehen, wenn die Zeolith-Bildung aus dem SiOg-Bindemittel
in Richtung Zeolith A gelenkt wird. Faujasitgebundene Faujasitgranulate sind welch, im Gegensatz zu den äußerst
harten und abriebfesten Zeolith A-gebundehen Taujasitgranulaten.
Eine theoretisch begründete Erklärung für diese
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Erscheinung kann derzeit nicht angegeben werden. Es wird jedoch vermutet, daß die gegenüber der Faujasitkristallisation
wesentlich höhere Wachstumsgeschwindigkeit der Zeolith A-Kristalle
dafür verantwortlich ist, daß eine feste Bindung zwischen den im Granulat primär vorhandenen Kristallen
zustande kommt, noch bevor durch weitgehendes Inlösunggehen der nichtkristallinen Anteile zwischenzeitlich eine Lockerung
des Verbandes eintritt.
Es ist überraschend, daß die im Granulat vorhandenen Faujasitkristalle
unter den Reaktionsbedingungen der Zeolith A-Bildung nicht zerstört und in Zeolith A umgewandelt werden. Es wurde
lediglich beobachtet, daß ein SiOg-reicherer Faujasit im Laufe der Granulatbehandlung durch SiOp-Entzug in einen
etwas SiOp-ärmeren Faujasit - allerdings in engen Grenzen umgewandelt
wird. Man erkennt dies in den Debye Scherrer-Aufnahmen an einer geringfügigen Erhöhung der Gitterkonstanten.
Für die Umsetzung des Bindemittels zu Zeolith A werden Lösungen verwendet, welche je Hol SiOp-Bindemittel mindestens
0,7 Mol Al2O, als Aluminat enthalten. Zweckmäßig werden
Aluminatmengen im Bereich von 0,7 bis 2,0 Mol eingesetzt. Ein Angebot von noch mehr Al2O, ist nicht schädlich, kommt
jedoch aus wirtschaftlichen Erwägungen kaum in Betracht. Das H20/tfa20-Verhältnis in der Lösung soll ausgedrückt in
Molen, 15 "bis 60 betragen. Niedrigere Verhältnisse als 15 begünstigen
die Entstehung unerwünschter Nebenprodukte, während höhere Verhältnisse als 60 zu unnötig langen Reaktionszeiten
führen.
Die Menge der Reaktionslösung ist, da es sich um eine Umsetzung im heterogenen System zwischen einem Feststoff und
einer Lösung handelt, an sich nicht kritisch, sofern nur
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die erforderliche, oben angegebene Mindestmenge an g
enthalten ist. Selbstverständlich soll die Reaktionslösung
die Granulate ausreichend bedecken. Zweckmäßig wird die Lösung durch eine in einem Behälter mit Siebboden ange- .
ordnete Schicht der Granulate umgepumpt, wobei auch die Regelung einer über den Behälterquerschnitt gleichmäßigen
Temperatur durch einen in die Umpumpleitung eingebauten Wärmeaustauscher mit einfachen Mitteln erreicht wird.
Es ist zweckmäßig, insbesondere bei Granulaten von größerem
Durchmesser, z.B. solchen im Korngrößenbereich von 3 bis 6 mm, die Reaktionslösung zunächst einige Stunden bei Umgebungstemperatür
einwirken zu lassen, damit die Aluminationen die langen Diffusionswege bis zum Kern der Granalien zurücklegen ·
können, bevor in der Randzone die Kristallisation von Zeolith A einsetzt. Zeiten von 3 bis 5 Stunden sind hierfür ausreichend,
längere Zeiten sind nicht schädlich. Anschließend
wird zur Beschleunigung der Kristallisation auf Temperaturen von 50 bis 80 C erhitzt. Die im speziellen Fall erforderliche
Mindest-Kristallisationszeit bei bestimmten Temperaturen und Zusammensetzungen der Reaktionslösungen bzw. Granulate
läßt sich anhand von Adsorptionsmessungen mit den erhaltenen Produkten, z.B. durch Bestimmung ihres H2O-AufnähmeVermögens,
ungefähr festlegen; um einige Stunden zu lange Kristallisationszeiten sind nicht schädlich.
Nach beendeter Reaktion werden die Granulate mit mehrfach zu erneuernden Wassermengen ausgewaschen, was wegen der Nachdiffusion
der alkalischen Lösung aus dem Innern der Granalien einige Stunden in Anspruch nimmt. Danach werden die Granalien
getrocknet und in bekannter Weise z.B. im Heißluftstrom
aktiviert.
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Die erfindungsgemäß hergestellten, bindemittelfreien
Granulate weisen gegenüber den bekannten Granulaten folgende wesentliche Vorteile auf. IPaujasitgranulate, auch solche,
welche unter Zusatz von !Eonmineralien als Bindemittel hergestellt weräenf sind verhältnismäßig weich» Die nach
dem neuen Verfahren hergestellten Granulate, Insbesondere die in Perlform, zeichnen sich demgegenüber durch
hervorragende Bruchhärte, Abriebfestigkeit und Elastizität aus. Bin weiterer Vorteil ist die bei der erfindungsgemäßen
Umsetzung eintretende Erhöhung des Schiittgewichts. Fau^asitgranulate
zeigen nämlieh allgemein gegenüber Zeolith Α-Granulaten niedrigere Schüttgewichte. Dies hängt mit
der Tatsache zusammen, daß bei der Synthese von Faujasit
wesentlich kleiner© Kristalle erhalten werden als bei der Zeolith-A-Synthese, welche sich bei der Verformung
zu Granulaten nicht so stark verdichten lassen.
Die Bruchhärte der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Granulate liegt im allgemeinen
zwischen 2 und 8 kg, die Schüttgewichte zwischen 600
und 750 g/l.
Nach dem neuen Verfahren lassen sich Je nach dem angestrebten
Verwendungszweck Granulate in einem weiten Zusammensetzungsbereich hinsichtlich der Gehalte an Zeolith A
und Faujasit herstellen. Geht man nur van Fau^asitkristallen
aus, welche zu SiOg-gebundenen Granulaten verformt
und dann mit Aluminatlösung umgesetzt werden, so erhält man je nach angewandtem SiOg-Bindemittelgehalt
Granulate, welche zwischen 10 und 30 # Zeolith A und als
Rest ferajasit enthalten. Umgekehrt kann man bei der
Verarbeitung von Mischungen pulverförmiger Zeolithe von z.B. 10 J* Paujasit und 90 # Zeolith A Endprodukte
here teilen, welche über 90 # Zeolith A uad als Rest
Faujasit enthalten. Überraschenderweise bewirken schon
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niedrige Gehalte an Faujasit, in homogener Verteilung
in Zeolith A eingebettet, wegen der relativen Feinheit
der Faujjasitkristaile ein weniger dichtes Gefüge der
Granaliensubstanz, so daß gleichmäßig poröse Formlinge
mit relativ geringem Biffusionswiderstand entstehen.
Diese Tatsache ist für die Adsorptionstechnik wegen
des günstigen dynamischen Verhaltens solcher Granulate, insbesondere der Ausbildung kurzer Massenübergangszonen,
außerordentlich bedeutungsvoll. ·
Im allgemeinen werden Granulate mit einem Gehalt an
Zeolith A von 20 bis 95 und einem Gehalt von Faujasit
von 5 bis 80 Gewichtsprozent hergestellt. Sehr vorteilhaft sind Granulate mit einem Gehalt an Zeolith A von 80 bis
50 und einem entsprechenden Faujasit-Gehalt von 20 bis
50 Gewichtsprozent.
Es wurde gefunden, daß die Granulate nach der Erfindung mit ihrem gleichzeitigen Gehalt an Zeolith A und Faujasit
in völlig homogener Verteilung bei zahlreichen Anwendungen in der Adsorptionstechnik wesentliche Vorteile gegenüber
Granulaten aus den einzelnen Komponenten aufweisen. Weiterhin zeichnen sich die erfindungsgemäßen Granulate
auch dadurch aus, daß sie keinerlei inerte, nichtzeolithische
Bindemittel enthalten, welche die Adsorptionskapazität herabsetzen und unter Umständen sogar noch unerwünschte
katalytische Nebenwirkungen entfalten können. Schließlich
ist hervorzuheben, daß die erfindungsgemäßen Granulate
bei Einsatzgebieten, wo bisher die Verwendung reiner Faujasitgranulate erforderlich war, nicht nur eine technische
Verbesserung, sondern auch einen wirtschaftlichten Vorteil
ermöglichen, da für ihre Herstellung der relativ teure
Faujasit-Zeolith im Gegensatz zu den reinen Faujasit-Granulaten
nur anteilmäßig benötigt wird.
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Die Granulate wurden für die Reinigung der Luft vor Luftzerlegungsantlagen
getestet. Bei diesem Anwendungsgebiet werden Wasserdampf und Kohlendioxid zusammen mit eventuell
vorhandenen Kohlenwasserstoffspuren gleichzeitig an Molekularsiebzeolithen
bei Umgebungstemperatur adsorbiert. Die in der Luftzerlegungstechnik früher üblichen Verfahren der
Adsorption von Wasserdampf an Kieselgel bei Umgebungstemperatur und von CO2 an Kieselgel in getrennten. Adsorbern
bei tiefer Temperatur sowie die COp-Entfernung durch. Natronlaugewäsche
werden in immer steigendem Umfang durch das genannte Verfahren der 1-stufigen Adsorption an Molekulafsiebzeolithen
verdrängt. Dabei werden heute in der Praxis Zeolithe vom Typ Na-A, Ca-A und Na-Faujasit (z.B. die
synthetische Type 13 X) eingesetzt, je nach den speziellen Betriebsbedingungen der Anlage.
Während die Trocknung mit allen genannten Typen gleichermaßen gut gelingt, zeigen die einzelnen Typen hinsichtlich
der COg-Entfernung eine unterschiedliche Charakteristik,
Die folgende Tabelle 1 gibt für die verschiedenen Zeolithe
die Gleichgewichtsbeladungen an CO2 im Bereich von CO2"
Partialdrücken und Temperaturen, wie sie bei den technischen Verfahren üblich sind, an.
In der Tabelle sind Werte für folgende Typen aufgeführt:
Natrium-Zeolith A, bindemittelfrei, Porenweite 4 Ä
Calcium-Zeolith A, bindemittelfrei, Porenweite 5 Ä Natrlum-Faujasit, bindend.ttelhaltig, Porenweite 9 Ä
(Handeleprodukt "Zeolith 13 X" der Union Carbide Corporation,
New York)
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CO
«-Beladungen in g C02/1oo g wasserfreier Zeolith
Beladungen bei
GOp-Partialdruck (Torr)
10 50
Beladungen bei 40 C
10 50
Na-Zeolith A
Ga-Zeolith
A
Na-Faujasit
2,2 4,7 6,3 10,3 1,7 4,3 6,1 13,5 1,2 2,9 4,2 8,0
Aus den Werten der Tabelle 1 ist zu erkennen, daß die COg-Beladungen
bei den niedrigsten Partialdrücken an Na-Zeolith A höher sind als an Na-Faujasit, Oa-Zeolith A liegt dazwischen.
Die Unterschiede werden noch größer, wenn nicht auf Gewicht, sondern auf Volumen bezogen wird, da die Faujasit-Granulate
niedrigere Schtittgewichte haben. Im Bereich höherer Partialdrücke
werden die relativen Unterschiede geringer und Ca-Zeolith
A übertrifft bei höheren Partialdrücken sogar den Na-Zeolith A* Trotz der geringeren Gleichgewichtsbeladungen
von Na-Faujasit wird diese Type in großem Umfang für das
genannte Anwendungsgebiet eingesetzt, da sie aufgrund der größeren Poren rascher adsorbiert und daher wesentlich
kürzere Massenübergangszonen (mass transfer zone - HTZ)
ergibt. Dies führt unter Umständen trotz niedrigerer
Gleichgewichtsbeladung zu höheren dynamischen Beladungen.
Für die Testung wurde trockene Luft mit einem CO2-Gehalt
von 370 ppm (Vol.) bei 6,4 ata und +230C durch eine Zeollthsäule
von 21 mm innerem Durchmesser und 1.500 mm Schütthöhe
geleitet. Die Strömungsgeschwindigkeit betrug, bezogen auf die
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leere Säule 24 cm/sec. Die eingesetzten Zeolithe waren
Perlen der Kornfraktion 1,4 Ms 3,6 mm und wurden vor dem
Versuch mit absolut trockener Luft (Taupunkt kleiner als
-700G) bei 3000G aktiviert.
Die Auswertung der Versuche erfolgte in, der Weise, daß hinter der Zeolithsäule die Menge der gereinigten Luft mit einer
Gasuhr gemessen wurde. Aus der bis zum Durchbruch von 1 ppm (VaI.) GOp gereinigten Luftmenge läßt sich die mittlere
GOp-Beladung des Zeolithe, die für die Auslegung technischer Adsorber wichtige "Durchbruchsbeladung'l
errechnen. Außerdem konnte mit Hilfe einer Anzahl über die Säulenlänge verteilter Gasanalysenstutzen die Länge
der MTZ festgestellt werden. In Tabelle 2 sind die
Resultate dieser Versuche aufgeführt und in Abbildung 1
graphisch dargestellt.
Vers. Zeolith^Probe Menge Gehalt an Durchbruchs- Länge der
Nr. σ Fe-Pauja- beladung MTZ
»it g COp/100 g cm
Gew.-^ ^Zeolith
| 1 2 |
Na-Zeolith A I |
372 347 |
10 | 1,70 2,85 |
135 80 |
| 3 | II | 357 | 30 | 3,70 | 70 |
| 4 | III | 367 | 50 | 3,35 | 55 |
| 5 | IV | 347 | 80 | 1,85 | 50 |
In der Tatoelle 2 bedeutet "Na^Zeolith A" ein bindemittelfreles
Granulat iö Eerlform von lfa-Seolith Aa Die mit I,
II, III, IT besöiciuietei! Zeolithproben sind bindemittelfreie
Zeolithgranulate nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, deren
Herstellung in den Beispielen 4a, 4o, 4d und 2 im einseinen
beschrieben ist.
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In Figur 1 wurde auf der Ordinate die Durchbruchsbeladung
in g/100 g und die länge der MTZ in cm, auf der Abszisse der Gehalt an Na-Faujasit in Gewichtsprozent aufgetragen.
Aus der Tabelle 2 und Figur 1 ist zu ersehen, daß Granulate mit einem Gehalt an Na-Faujasit im Bereich von etwa 20 bis
50 Gewichtsprozent optimale Durchbruchsbeladungen ergeben. In diesem Bereich wird die durch den Faujaeitanteil
bedingte geringere Gleichgewichtskapazität durch die kürzere MTZ Überkompensiert. Bei noch höheren Faujasitgehalten
nimmt jedoch die MTZ-Länge kaum mehr ab.
Der Versuch 3 aus der Tabelle 2 ist wiederholt worden,
jedoch mit dem Unterschied, daß anstelle von 357 g der homogenen erfindungsgemäßen Granulate mit einem Gehalt
von 70 # Na-Zeolith A und 30 # Na-Faujasit eine Mischung
von 257 g Na-Zeolith Α-Granulat und 105 g Na-Faujasit-Granulat
eingesetzt wurde (Versuch Nr. 3a). In der folgenden Tabelle 3 sind die Resultate der beiden
Versuche einander gegenübergestellt. Es ist klar zu erkennen, daß mit den homogenen, erfindungsgemäßen Granulaten eine
weitaus höhere Durchbruchsbeladung erzielt wird als mit
einem aus praktisch den gleichen Gewichtsmengen der beiden Typen bestehenden Mischbett. Dies rührt in der
Hauptsache wohl daher, daß in einem Adsorber durch untergemischtes Granulat ,einer rasch adsorbierenden Zeolith-Type
die lange MTZ der im Überschuß vorhandenen langsam adsorbierenden Type nicht merklich vermindert wird. Im Gegensatz
dazu tritt bei homogener Verteilung der beiden Typen innerhalb
der einzelnen Granallen der vorteilhafte Effekt einer drastischen Verkürzung der MTZ ein.
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Vers. Nr.
Zeolith-Probe
Menge Zus.Setzung Durchbruchs- g Gew.-^ beladung
g C(Wi oo g
Zeolith
Länge der MTZ
cm
cm
| II | 357 | 30 f> |
| Faujasit +■ | ||
| 70 % | ||
| Zeolith A | ||
| Na-Zeo- | 257 | 100 # |
| Ii th A | Zeolith A | |
| + Na-Fau- | ||
| jasit | 105 | 100 % |
| Mischbett | Faujasit |
1,4
70
130
Weiterhin wurde ein Versuch mit dem Ca-ausgetauschten Granulat nach Beispiel 5 gemacht und in Tabelle 4 einem
Versuch mit einem reinen 5 Ä-Zeolith gegenübergestellt.
In Tabelle 4 bedeutet "Ca-Zeolith A" ein bindemittelfreies
Granulat in Perlform von Ga-Zeolith A (ca. 60 $>
Ionenaustausch). Probe V ist das Ca-ausgetauschte erfindungsgemäße Zeolithgranulat nach Beispiel 5.
Vers. Zeolith-Nr. Probe
Menge Gehalt an Durchbruchsg Ca-Paujasit beladung
Gew.-^ g C0«/100 g
Zeolith
Länge der MTZ
cm
Ca-Zeolith 377 A
360
25
1,95
3,00
75
32
Auch hier ist der erfindungsgemäße Zeolith mit Anteilen an Ca-Zeolith A und Ca-Paujasit in homogener Verteilung dem
reinen Ca-Zeolith A überlegen. Insgesamt werden allerdinge
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nicht so hohe Durchbruchsbeladungen erreicht, da Ca-Zeolith A
erst bei höheren Drücken bzw. COg-Partialdrücken dem
Na-Zeolith A in der Gleichgewichtsbeladung überlegen ist.
Ein weiteres Einsatzgebiet für die erfindungsgemäßen Zeolithe, das der COp-Entfernung aus Luft vor Luftzerlegungsanlagen
prinzipiell analog ist, ist die Süßung von Kohlenwasserstoffen. Die Hauptverunreinigung, Schwefelwasserstoff, würde
ebenso wie das CO2 bei der Reinigung der Luft bereits .
von Na-Zeolith A adsorbiert werden, jedoch führt die ausschließliche .Verwendung von Na-Zeolith A oder Ca-Zeolith A
zu übermäßig langen Massenübergangszonen. Die erfindungsgemäßen
Zeolithe ermöglichen die Entfernung von H2S und
organischen Schwefelverbindungen mit einer kurzen Massenübergangszone und ergeben daher relativ hohe Durchbruchsbeladungen.
Die hohe Adsorptions- und Desorptionsgeschwindigkeit der
erfindungsgemäßen Granulate macht sie besonders geeignet für die Verwendung in Anlagen nach dem DruckwechselVerfahren,
das auch als "kaltregenerierendes Verfahren", "heatless
dryer Prinzip" oder "Pressure-Swing-Verfahren11 bezeichnet
wird. Bei diesem Verfahren erfolgt die Desorption nicht durch Erhitzen des Adsorptionsmittel, sondern einfach
durch Druckerniedrigung bei gleichzeitiger Spülung entgegen der Beladungsrichtung mit einer Teilmenge des gereinigt
encases. Anlagen nach diesem Prinzip sind durch kurze
Cycluszeiten in der Größenordnung von wenigen Minuten gekenn*-
zeichnet und werden z.B. für die Erzeugung von trockenem, COp-freiee Schutzgas aus Verbrennungsgasen eingesetzt.
Der Beladungsdruck kann dabei atmosphärischer Druck oder
Überdruck sein, der Desorptionsdruck liegt gewöhnlich
im Bereich 50 bis 200 Torr, kann aber auch bei Überdruckanlagen
atmosphärischer Druck sein.
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In einer Laboranlage dieser Art gemäß Figur 2 wurden verschiedene Zeolith-Granulate hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit
verglichen. Die Anlage besteht aus zwei Adsorbern 1 und 2, die wechselweise in Adsorption und Regeneration,
geschaltet werden. Die Umschaltung erfolgt durch ein Zeitrelais, das die Magnetventile 12, 13, 14 und 15 steuert.
5, 6, 7 und 8 sind Rückschlagventile, die nicht gesteuert werden brauchen. Während der Regenerationsperiode werden die
zuvor adsorbierten Moleküle durch Evakuieren mit der Vakuumpumpe 11 und gleichzeitiges Spülen mit einem Teilstrom
des gereinigten Gases wieder von der Säule entfernt. 9 ist ein Strömungsmesser und 10 ein Regulierventil für den
Spüigasstrom. Als Maß für die Leistungsfähigkeit der
Zeolithe dient der G02-Restgehalt im gereinigten Gas,
der möglichst niedrig sein soll. Die beiden Adsorptionssäulen
1 und 2 hatten einen inneren Durchmesser von 26 mm und eine Füllhöhe von 1ΌΟΟ mm, das Füllvolumen betrug
530 ml. In einem ersten Schaltakt sind die Magnetventile 13 und 14 geöffnet, die Magnetventile 12 und 15 geschlossen.
Bei dieser Ventilstellung strömt OOg-haltiges,
feuchtes Rohgas unter geringem Überdruck, welcher zur
Überwindung des StrömungswiderstaaSes ausreicht, durch
die Leitung 3 in die Apparatur und tritt durch Magnetventil 13 in den mit Zeolith gefüllten Adsorber 1 ein,
wo ihm GO2 und Wasserdampf entzogen wird. Das gereinigte
Produktgas tritt über Rückschlagventil 5 und Leitung 4 aus
der Apparatur aus und wird mit einem registrierenden ültrarotanalysengerät kontinuierlich auf seinen Reatgetoalt
an CO2 analysiert. Während dieser Zeit wird der Adsorber 2
regeneriert. Hierzu wird ein mittels Strömungsmesser 9 und Regulierventil 10 geregelter Teiletrom des gereinigten
Froduktgases über Rückschlagventil 8 in umgekehrter Richtung
zur Adsorption unter vermindert em Druck durch den Adsorber
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geaaugt. Die Vakuumpumpe 11 saugt das Spülgas zusammen mit
dem Desorbat durch das geöffnete Ventil 14 an und bläst das mit COp und Wasserdampf angereicherte Gas durch die
.Leitung 16 in die Atmosphäre.
Bevor Adsorber 1 voll beladen ist, werden die Magnetventile
und H geschlossen und die Magnetventile 15 und 12 geöffnet.
Während des nun beginnenden zweiten Schaltaktes wird Adsorber 2 beladen und Adsorber 1 regeneriert. Die beiden
Schaltakte wechseln sich in einem kurzen, nur wenige ' Minuten dauernden Cyclus ab.
Im Versuch wurde eine Schaltzeit von 4 Minuten eingestellt,
d.h. die gesamte Cycluszeit betrug 8 Minuten. Als Vakuumpumpe wurde eine Drehschieberpumpe mit 1100 l/h Ansaugleistung
eingesetzt. Das Rohgas wurde aus CO2 (aus einer
Stahlflasche) und Luft, welche bei +200C mit Wasser gesättigt
wurde, mit Hilfe von Gasdosierpumpen gemischt. In der
Versuchsreihe a) bestand das Rohgas aus 32 Nl/h COg und
180 Nl/h feuchter Luft, entsprechend einem COp-Gehalt des
Rohgases von 15,1 Vol.-#. In der Versuchsreihe b) wurden
32 Nl/h CO2 und 270 Nl/h feuchte Luft gemischt, der CO2-Grehalt
des Rohgases betrug nur 10,6 V0I.-96, jedoch war hier
der Durchsatz an zu reinigendem Gas wesentlich höher bei gleicher COg-Menge. Die Spülgasmenge war bei allen
Versuchen auf 25 Nl/h einreguliert.
Alle Versuche wurden bis zum Erreichen konstanter Ausschläge
des C1O "Meßgerätes gefahren, deren innerhalb
eines Cyclus auftretende Miniaal- und Maximalwerte in der folgenden Tabelle 5 aufgeführt sind. Von
sämtlichen getesteten Zeolith-Granulaten wurden Perlen
in der Fraktion von 2 bis 4 mm eingesetzt. Mit dem erfindungsgemäßen Zeolithgranulat wurden die besten
Produktgas-Reinheiten erzielt.
Le A 12 973 '...■- 19 -
1098 43/1532
ffi
Vers, eings. Zeolith Rohgas Spülgas Nr. Type Menge CO9 feuchte
g Nlfh Luft
Nl/h Nl/h
Reingas
CO2-ReStgenalt
ppm (VoI)
bindemittel- .
freier Zeolith
nach Beispiels
freier Zeolith
nach Beispiels
80 $> Na-Faujasit
20 % Na-Zeolith A
20 % Na-Zeolith A
je 338 32
32
bindemittelhaltiger Na-Zeolith X j_ ^0(- ,«
16 £ SiO2-Bindem. 3® ^b ^2
bindemittelhaltiger Ca-Zeolith A ie 358 32 (60 % Ca-Austausch)
15 % SiO2-Bindern.
32
25
25
25
180
270
270
180
270
270
25
25
25
25
25
25
2-3 24 -52
10 -20 30 -90
34 -74 350-840
Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand von Beispielen näher erläutert:
Pulverförmiger Zeolith vom Typ Natrium-Faujasit der
Zusammensetzung 0,8 Na20.Al20_.3,3 SiO2 und mit einem
Wassergehalt von 28,2 g H20/100 g wasserfreien Zeolith
wurde mittels einer Walzenpresse zu Schollen verdichtet.
Le A 12 973
- 20 -
109843/1532
Suspension I:
Einzelne Chargen von je 105 kg verdichtetem Zeolith wurden
in eine Mischung von 48 1 Kieselsäuresol und 450 ml
5—normaler Salzsäure eingerührt. Das Kieselsäuresol hatte
eine Dichte von 1,20 g/ml, einen SiO2-Gehalt von 50 Gew.-#
und eine spezifische Oberfläche der Si0o-Teilchen nach BET
von 200 m /g. Die fertige Mischung hatte einen pH-Wert
von 8,4 und eine Dichte von 1,45 g/ml.
Suspension II:
30 kg feinteiliges Magnesiumoxid der Handelsbezeichnung
"Magnesia usta extra leicht" wurden in 500 1 Wasser ange-Bchlämmt.
Die Suspension blieb vor Gebrauch mindestens
1 Stunde stehen.
Nach dem Verfahren der deutschen Patentschrift Nr. 1 165
wurden mittels Dosierpumpen stündliche Mengen von ca;
60 1 Suspension I und ca. 8 1 der Suspension II einer Mischvorrichtung zugeführt und die gemischten Suspensionen
tropfenförmig in. einer organischen Flüssigkeit verteilt., Die organische Flüssigkeit bestand aus einem Gemisch von
Perchloräthylen und o-Dichlorbenzol und hatte eine Dichte
von 1,395 g/ml. Die zu gelgebundenen Kugeln erstarrten Tropfen der Suspension sanken in der organischen Flüssigkeit
zu Boden, wurden mittels einer Siebvorrichtung daraus entfernt
und in einem Warmluftstrom von 400C getrocknet.
Die erhaltenen Granulate enthielten 17,4 Gew.-% SiO2"
Bindemittel und als Rest Na-Faujaelt.
480 kg des in Beispiel 1 hergestellten, lufttrockenen
kieselgelgebundenen Faujasit-Perlgranulats mit einem
Wassergehalt von 22 Gew.-#, bezogen auf wasserhaltiges
Granulat der Körnung 1,4 bis 3,6 mm wurde in einen gummierten
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Behälter mit Siebboden eingefüllt. Durch die Granulat-Schicht
wurde eine wäßrig-alkalische Natriumaluminat-Lösung im Kreislauf umgepumpt. Zur Herstellung dieser Aluminatlösung
wurden 244 kg Tonderdehydrat (mit 65 # Al2O5) in
447 1 45 #iger Natronlauge (Dichte 1,48) bei Siedetemperatur aufgelöst und die entstandene, konzentrierte, klare Lösung
anschließend mit 3307 1 H2O verdünnt. Die Aluminat-Behandlung
erfolgte zunächst über Nacht (19 Stunden) bei Umgebungstemperatur. Dann wurde die umlaufende
Aluminat-Lösung durch einen in den Lauge-Kreislauf eingebauten Wärmeaustauscher auf 450C erwärmt und 5 Stunden
umgepumpt; anschließend wurde die Temperatur noch weitere 3 Stunden auf 800G gehalten.
Die erhaltenen Granalien aus vöHLg kristallinem Mischzeolith
wurden mit Ca-freiem Wasser bis zu einem pH-Wert des ablaufenden Waschwassers von 8 bis 9 gewaschen, danach
mit Warmluft trockengeblaseii und anschließend im Heißluftstrom aktiviert. Nach der Röntgenanalyse bestanden die
Granalien zu ca. 75 bis 80 % aus Na-Faujasit neben
Natriumzeolith A. Sie hatten ein Schüttgewicht von
680 g/l und eine Bruchhärte von 5,5 kg.
Mischungen von Na-Zeolith A wurden wie im Beispiel 1 nach
dem Verfahren der deutschen Patentschrift Nr. 1 165 zu kieselgelgebundenen Perlgranulaten verformt. Als
Ausgangsstoffe für die Herstellung der granulierfähigen Zeolith-Kieselsol-Suspensionen (Suspension I) dienten:
I) pulverförmiger Natrium-Faujasit der Zusammensetzung
0,8 Na20.Al205#3,3 SiO2 mit einem Wassergehalt von
38,9 g/100 g wasserfreien Zeolith. Das Kristallpulver wurde vor dem Einsatz auf einer Walzenpresse zu Schollen
verdichtet.
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Natrium-Zeolith A der Zusammensetzung 0,78 Ka2CAl2O5.2,05 SiO2 mit einem Wassergehalt von
37,Qtg H^O/IOO g wasserfreien ZeoE-th. Das Kristallpulver
wufde nicht verdichtet.
HI)1Cieselsäureeol 30 #ig wie im Beispiel 1.
IV)Salzsäure 5-normal V) Wasser.
Die folgende Tabelle 6 unterrichtet über die für die
Herstellung der Zeolith-Kieselsol-Suspensionen elnge^
setzten Mengen und die Zusammensetzung der erhaltenen
kieselgelgebundenen Perlgranulate.
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| Beispiel Ausgangsstoffe für die Herstellung der Zeolith- Kieselsäuresol-Suspensionen |
Zeolith A | Paujasit g |
Kieselsol ml |
HCL ml |
H2O ml |
Zusammensetzung der Granulate |
Faujasit | SiO9 Bina |
emittel | Verhältnis | |
| ο «5 OS .** |
9.320 | 1,670 | 4.530 | 26 | 0 | Zeolith A * |
12,5 | 16 | ,9 | Zeolith A : Faujas. | |
| 3a | 3.840 | 1.670 | 2.270 | 8 | 10 | 70,6 | 24,9 | 1.6 | ,9 | 85:15 | |
| cn ι U) |
3b | 3.290 | 2.220 | 2.270 | 0 | 70 | . 58,1 | 33,2 | 17 | ,0 | 70:30 |
| 3c | 1.645 | 3.890 | 2.270 | 8 | 0 | 49,8 | 58,1 | 17 | ,0 | 60:40 | |
| 3d | 24,9 | 30:70 |
cn co co
Die im Beispiel 3 hergestellten SiO -gebundenen Perlgranulate
aus Pulvermischungen von Zeolith A und Taujasit
(3a bis 3d) wurden unter jeweils gleichen Bedingungen
mit Aluminat-Lösung behandelt. Diese Lösung wurde durch
Aufschluß von 314 g Tonerdehydrat (65 Y° Al2O,) in 400 ml
45 #iger NaOH (Dichte 1,48) bei Siede-Temperatur und
Verdiinnen der erhaltenen klaren Lösung auf T 1 hergestellt
(Na2OZAl2O3 = 1,7; Dichte 1,36). Jeweils 1,2 kg
lufttrockenes Granulat (22 Gewichtsprozent H2O) wurde
in einer Glassäule mit eingelassenem Siebboden 24 Stunden
mit 2,5 1 der angegebenen, umlaufenden Aluminatlösung
zunächst bei Umgebungstemperatur behandelt. Danach wurde
die Lösung mit 5,4 1 HgO verdünnt und die Granulatschicht
mit einer Heizwicklung 24 Stunden lang auf 850C erhitzt.
Die vollständig kristallisierten Mischzeolith-Granulate
wurden mit destilliertem Wasser bis auf einen pH-Wert von 8 bis 9 ausgewaschen, anschließend getrocknet und
aktiviert.
Die folgende Tabelle 7 zeigt die Änderung des Verhältnisses
Zeolith : Faujasit durch die im vorliegenden Beispiel
beschriebene Aluminat-Behandlung: Tabelle 7
| Eingesetztes | Zeolith A:Paulas. | Le A 12 973 | 109 8 | Aluminiertes bindemittel | Zeolith A:Paujas. | - 25 - | Schütt |
| bindemittel- | (vorgegeben) | freies Granulat | (nach Röntgen- | 43/153 | gewicht | ||
| haltiges | analyse) | ig/1) | |||||
| Granulat | 85:15 | 90:10 | 680 | ||||
| Ββϊβρϊβϊ | 70:30 | Beispiel | 75:25 | 705 | |||
| 60:40 | 70:30 | 700 | |||||
| 30:70 | 50:50 | 720 | |||||
| 3a | 4a | ||||||
| 3b | 4b | ||||||
| 3c | 4c | ||||||
| 3d | 4d |
. . 201(5838
Zur Überführung des in Beispiel 4 b erhaltenen bindemittelfreien
Mischzeolith-Granulats in die Ca-Form wurden 1,2 kg
lufttrockene Perlen in einer Glassäule mit 2,5 1 einer 1,2 molaren CaCl2-lösung behandelt. Es wurde 3mal Jeweils
1 Stunde bei 5O0O ausgetauscht, wobei die CaClg-lösung
jeweils erneuert wurde. Das Granulat wurde mit destilliertem Wasser chloridfrei gewaschen, getrocknet
und anschließend aktiviert.
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Claims (10)
1. Granulierte, abriebfeste, bindemittelfreie Molekularsiebzeolithe,
dadurch gekennzeichnet, daß sie gleichzeitig Zeolithe vom Typ Faujasit und vom Typ A in feinster
Verteilung enthalten.
2. Granulierte, abriebfeste, bindemittelfreie Molekularsiebzeolithe
nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,. daß sie 20 bis 95 % Zeolith· vom Typ A und
5 bis 80 # Zeolith vom Typ Faujasit enthalten.
3. Granulierte, abriebfeste, bindemittelfreie Molekularsiebzeolithe
nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Granulat ein Schüttgewicht von 600 bis 750 g/l
aufweist.
4. Verfahren zur Herstellung von granulierten, abriebfesten,
bindemittelfreien Molekularsiebzeolithen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß pulverförmige
Zeolithe vom Typ Faujasit gegebenenfalls zusammen
mit pulverförmigen Zeolithen vom Typ A zu kieselgelgebundenen Granulaten verformt werden und nachfolgend
das SiOp-Bindemittel in den Granulaten durch Behandeln
bei Temperaturen von 15 bis 100 C mit einer wäßrigen Lösung,
welche je Mol SiOg-Bindemittel mindestens 0,7 Hol
als Aluminat und so viel Natriumhydroxid enthält, daß das H20/Na20-Verhältnie, ausgedrückt in Molen, 15 bis 60 beträgt,
in Zeolith A umgewandelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die kieselgelgebundenen Granulate durch Suspendieren der
Zeolithe, in einem Kieselsol mit einem SiOg-Gehalt von
mindestens 10 Gewichtsprozent und einer spezifischen Oberfläche
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2
von 150 bis 400 m /g gemäß; BET durch Mischen der Suspension mit einer Magnesiumoxid-Wässer-Aufschlämmung, Verteilen der gelierfähigen Mischung in einer mit Wasser nicht mischbaren Flüssigkeit zu Tropfen der gewünschten Größe und Abtrennen der erstarrten Gel-Kugeln von der Flüssigkeit hergestellt werden.
von 150 bis 400 m /g gemäß; BET durch Mischen der Suspension mit einer Magnesiumoxid-Wässer-Aufschlämmung, Verteilen der gelierfähigen Mischung in einer mit Wasser nicht mischbaren Flüssigkeit zu Tropfen der gewünschten Größe und Abtrennen der erstarrten Gel-Kugeln von der Flüssigkeit hergestellt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
Kieselsol und Zeolith in einem solchen Verhältnis gemischt werden, daß das Granulat vor der Aluminatnachbehandlung
etwa von 10 bis 25, vorzugsweise 15 bis 20 Gewichtsprozent
als Bindemittel enthält.
7. Verwendung der Molekularsiebzeolithe nach einem der
Ansprüche 1 bis 3 zur Trocknung und Reinigung von Gas- und Flüssigkeitsströmen.
8. Verwendung der Molekularsiebzeolithe nach einem der
Ansprüche'1 bis 3 zur gleichzeitigen Entfernung von H2O,
CO2 und Kohlenwasserstoffspuren aus Luft.
9. Verwendung der Molekularsiebzeolithe nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Entfernung von H2S und organischen
Schwefelverbindungen aus Kohlenwasserstoffen.
10. Verwendung der Molekularsiebzeolithe nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Trennung von Gasgemischen nach dem
Weeheeldruckverfahren.
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Lee rs ei te
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