DE2626065B2 - Verfahren zur Herstellung eines Clinoptiloliths und dessen Verwendung - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines Clinoptiloliths und dessen VerwendungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft die Herstellung von Molekularsieben auf der Basis von Clinoptilolith in der
Wasserstoff-Form für die Entfernung von sauren Gasen wie SO2 oder Stickoxide aus Abgasen, die in die
Atmosphäre abgeblasen werden sollen. In derartigen Abgasen beträgt die Konzentration an SO2 oder NOx im
allgemeinen 1 % bis 2000 ppm oder darunter.
Die Anwendung von testen Sorbentien für Umweltschutz wurde in vielen Fällen zugunsten von flüssigen
Sorptionssystemen zurückgestellt Ein Grund für die Zurückstellung der festen Sorbentien ist ihre geringe
Sorptionskapazität gegenüber anderen Systemen und ihre begrenzte Arbeitsfähigkeit (Abnahme der Sorptionskapazität
während der Anwendung).
Clinoptilolith ist ein natürlicher Zeolith, der sich z. B. in verschiedenen Lagerstätten im Westen der USA
findet. Seine Sorptionsfähigkeit für SO2 und andere Gase wurde bereits mitgeteilt (J. K. Tamboli und L. B.
Sand in »Procedings of the Second International Clean Air Congress«, Seite 861 bis 864, Verl. Academic Press,
New York 1971). Aus diesen Untersuchungen geht hervor, daß natürlich vorkommender Clinoptilolith nach
einer Säurebehandlung etwa 75% der statischen Kapazität für SO2 bei einem Partialdruck von 0,5 bar
von der des synthetischen Mordenits besitzt. Aus diesen Untersuchungen wurde der Schluß gezogen, daß
natürlich vorkommende silicatische Zeolithe, wie Clinoptilolith, im Rahmen des Umweltschutzes angewandt
werden können, insbesondere wo eine gewisse Säurestabilität erforderlich ist. Aus R. M. Barrer und
M. B. Makki, Canadian Journal of Chemistry, Bd. 42 (1964), Seite 1481 bis 1487 gehen die Sorptionseigenschaften
von mit Säure behandeltem, natürlich vorkommendem Clinoptilolith für Stickstoff, Wasser und
verschiedene organische Verbindungen hervor. Soweit bekannt, fand jedoch der Clinoptilolith noch keine
Anwendung in der Praxis für die Sorption von sauren Gasen.
Es ist bekannt, daß eine Säurebehandlung von natürlich vorkommendem Clinoptilolith die Sorptionskapazität verbessern kann, jedoch zeigte sich, daß ein
solches mit Säure behandeltes Material nur eine begrenzte Lebensdauer während des Betriebes besitzt.
Aufgabe der Erfindung ist nun die Herstellung eines Clinoptiloliths in der Wasserstoffonn verbesserter
Lebensdauer als Sorptionsmittel für saure Gase in der Praxis, verbunden mit hoher Sorptionskapazität, insbesondere
bei geringen Partialdrucken des zu sorbierenden Gases.
Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur Herstellung eines Clinoptiloliths in der Wasserstofform
mit einem Verhältnis SiO2: AI2O3 von 9,7 bis 113 durch
ίο Säurebehandlung und Brennen von Clinoptilolith und ist
dadurch gekennzeichnet daß man einen natürlich vorkommenden Clinoptilolith mit einer Ammoniumsalzlösung
zum Austausch der Kationen gegen Ammoniumionen behandelt dann zur Einstellung des angestrebten
Verhältnisses von SiO2IAl2O3 mit einer
Säurelösung in Berührung bringt und schließlich brennt Der erfindungsgemäß erhaltene Clinoptilolith eignet
siih besonders zur Sorption saurer Gase, gegebenenfalls in Form von mit säurebeständiger Keramik-Bindung
gebundenen Pellets.
Soll der Clinoptilolith pelletisiert werden, gegebenenfalls unter Zugabe anderer Zeolithe, mit Hilfe einer
säurestabilen Tonerde/Silicat-Keramikbindung, so wird der Ammcniumionenaustausch und die Säurebehandlung
vor dem Binden und Pelletisieren vorgenommen. Dazu eignet sich z. B. ein aluminosilicatischer Binder in
einer Menge von 3 bis 8 Gew.-%.
Das Verhältnis SiO2: Al2O3 liegt im natürlich vorkommenden
Clinoptilolith zwischen 8,5 und 9,5. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren — ausschließlich
von Kieselsäure oder Silicat, welche man zur Bindung bei der Pelletisierung zufügt — liegt dieses Verhältnis
zwischen 9,7 und 11,5.
nenaustausch die Entfernung von austauschfähigen Kaliumionen aus dem Zeolith gelingt die man durch
Säurebehandlung oder mit anderen Austauschvorgängen nach dem Stand der Technik nicht entfernen kann.
Obwohl Spuren von Kalium zurückbleiben können, werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren alle
austauschfähigen Kaliumionen durch den Ammoniumionenaustausch aus dem Zeolith entfernt. Es kann
angenommen werden, daß darauf die verbesserte Lebensdauer des Materials gegenüber den üblicherweise
behandelten Stoffe, z. B. durch Auslaugen mit einer Säure, beruht.
Clinoptilolith wurde auf eine Körnung < 0,149 so gemahlen und dann zum Austausch mit 4cm2/g
Feststoff einer 3 n-Ammoniumnitrat-Lösung behandelt und zwar wurden 3 derartige Austauschvorgänge mit
frischen Lösungen während 3 h durchgeführt. Das Material wurde dan-i mit Wasser gewaschen und noch
2 mal mit der Ammoniumnitrat-Lösung behandelt. Anschließend wurden die Feststoffe mit einer
0,5 n-Salzsäure 4 h unter rückfließendem Sieden gehalten, wobei 4 cm3 Säure je g Feststoffe angewandt
wurden. Anschließend wurde das Pulver bei 1000C mit Wasser gewaschen, mit einem Tonbinder gemischt, zu
Pellets geformt, diese an der Luft getrocknet und 5 h bei 5380C gebrannt.
Es zeigte sich, daß der erfindungsgemäC erhaltene
Clinoptilolith bei einem Schnelltest auf Betriebsfähiges keit nach mehr als 700 Zyklen der Adsorption und
Regeneration im wesentlichen keine Abnahme der SO2-Adsorptionskapazität zeigte.
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung eines Clinoptiloliths in der Wasserstofform mit einem SiO2: Al2O3-Verhältnis
von 9,7 bis 11,5 durch Säurebehandlung und Brennen vonClinophtilolith, dadurch gekennzeichnet,
daß man einen natürlich vorkommenden Clinoptilolith mit einer Ammoniumsalzlösung
zum Austausch der Kationen gegen Ammoniumionen behandelt, zur Einstellung des angestrebten
Verhältnisses SiO2: Al2O3 mit einer Säurelösung in
Berührung bringt und brennt
2. Verwendung des Ciinoptiloliths hergestellt nach Anspruch 1, gegebenenfalls in Form von mit
säurebeständiger Keramikbindung gebundenen Pellets, zur Sorption säuret Gase.
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