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@ Perfectionnements relatifs aux procédés de, fabrication de matières absorbant l'humidité."
La présenta invention est relative à la préparation diane matière convenable absorbant l'eau et permettant plus particulièrement d'enlever l'humidité des gaz et des vapeurs.
On a utilisé jusqu'ici, pour absorber l'humidité des substances hygroscopiques telles que le chlorara de cal- cium, le sulfate de cuivre anhydre, etc.. soit seules oa mélangées, les dites sabstances étant disséminées dans une matière porease; mais les procédés utilisés jusqu'ici se sont montrés défectueux en pratique en raison de la strac- tare de la matière de support dans laquelle le matière absorbante est disséminée ; cette structure en effet ne permettait pas une régéneration suffisamment facile et rapide de la matière absorbante à une température suffi-
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samment basse ;
cette defectuesité est également due à la désagrégation physique de la matière de support lorsqu'el- le avait été atilisée plusieurs fois. La présente inven- ti,on vise à obtenir un corps pouvant absorber l'humidité et ayant une très forta capacité d'absorption;
ce corps peut facilement être régénéré à des tmpératores relati- vement basses par enlèvement de l'eau absorbée. L'inven- tion a pour objet une matière particulièrement applica- ble aa séchage de l'air utilisé dans les installations métallargi,qaes, par exemple les hauts fourneaux. conformément à la présente invention an résida sili- ceux, dur et poreax, obtenu par traitement de certains silicates d'alumine sous forme de masses au moyen d'an aci- de minéral, est imprégné diane substance capable d'absor-' ber l'hamidité; ,la matière est chauffée d'une façon suf- fisante pour que tous les solvants oa presque tous les solvants utilisés soient chassés.
On obtient ainsi une matière capable d'être régénérée facilement et d'une fa- çon répétée, sans aucune détérioration, par chauffage à des températures relativement basses. Le résida siliceax utilisé est obtena par le traitement, sous forme de mas- ses, et avec ou sans calcination, de certains silicates d'alumine( tels que certaines argiles réfractaires) au moyen d'acides minéraax, traitement qui est réalisé dans la fabrication des sels solubles d'aluminium. Le résidu obtenu sous la forme de petites masses ou de petites mor- coaax est constitué essentiellement par une carcasse sili- ceuse contenant de petites quantités de bases qai pour- raient n'être pas dissoutes.
Ce résidu a une structure très porease et une grande solidité au point de vue physique, du fait qu'il est capable d'absorber des solutions aquau- ses en grande quantité et de résister à la désagrégation après des absorptions et des régénérations répétées, Ce
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résidu siliceux lui-même ne peut absorber l'humidité que très lentement, le taux d'absorption étant de 1 à 2% par jour, lorsque'la résidu est maintenu en contact avec de l'air saturé de vapeur d'eau aux températures voisines de 15 C. Cette absorption par conséquent est trop lente poar que le résidu, ait en lui-même une valeur commerciale au point de vue de l'absorption de l'humidité.
On fait ab- sorber au résidu siliceux, ci-eessus indiqué, une propor- tion importante d'une solatpin d'une substance hygrosco- pique ou d'un mélange de ces substances hygroscopiques telles que le chlorure de calcium; la matière est ensuite chauffée à une température suffisamment élevée pour que tout ou presque tout le solvant soit chassé. Le résida siliceux, avant traitement, est une matière siliceuse par tiouliérement résistante et très fortement poreuse capa- ble d'absorber une solution de la substance hygroscopique.
On a constaté qu'après que la matière avait subi le trai- tement précité, elle conservait sa forme et sa résistance primitives, et qu'elle était capable d'absorber rapidement , et en grande quantité, l'humidité ou la vapeur d'eau con- tenues dans l'air, les gaz ou les vapeurs qui peuvent venir en contact avec elle.
La matière peut être régénérée par chauffage à une température relativement basse, par exemple dans un cou- rant d'air ou d'un aatre gaz convenable. Il est important de noter que la température nécessaire ne dépasse pas 1500 C. par conséquent on peut utiliser la chalear perdue qui n'est pas employée ordinairement dans tous autres opé- rations. La structure de la matière absorbante est telle que des opérations d'absorption et de régénération répé- tées presqae indéfiniment, ne provoqaant aucune détério- ration sensible de la matière.
On peut imprégner cette ma- tière avec une quantitésuffisante de substance capable
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d'absorber l'humidité de telle façon que lorsqu'elle est utilisée et qu'elle a absorbé la quantité voulue d'humidi- té, cette matière paraisse encore être sensiblement sèche.
Afin que l'invention puisse être clairement comprise et exactement appliquée , on décrira maintenant en détail quelques exemples particuliers. La matière de laquelle on part peat par exemple être un silicate d'alumine du genre des argiles réfractaires qui, en raison de lour hydrata- tion et de leur forte teneur en silice, sont généralement désignes sous le nom d'argiles, d'argiles réfractaires, d'argiles à bauxites, etc., ces matières doivent être sous la forme de masses, soit naturellement, soit à la suite d'une calcination facile de solutions ,'d'acides minéraux à travers ces masses pendant le traitement . La partie in- soluble de ces matières doit conserver, pendant le trai- tement précité, une structure dure et poreuse.
Un. tel,- argile peut être constituée par an- des argiles réfrac- taires que l'on trouve en différents endroits, par exemple dans certaines régions de la Grande Bretagne;ces argi- les sont résistants et présentent une c assure eoncholdale.
Mais la résistance désirée de l'ossature siliceuse peut, après le traitement ci-dessus décrit, être obtenue avec d'autres argiles ou peut être donnée à ces argiles par cal- cination. Dans le traitement industriel on peut utiliser de l'acide sulfurique pour enlever presque complètement, de la matière ( traitée soas la forme de petites masses ou de petits morceaux) par passage à travers la masse., grâce à des moyens connus, l'alumine sous forme de salfa- te d'alumine.
Après extraction de l'alumine et lavage, les masses ou morceaux résiduaires peuvent être ramenés à des dimensions convenables pour des nécessités particuliéres, La matière ainsi traitée, qui est séchée ou séchée et cal- cinée, a une structure poreuse lorsqu'elle se trouve sous
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forme d'une masse ce qui permet l'imprégnation facile des masses oa morceaux, par une solution de matière absorban- te, cétte imprégnation étant déterminée par les condi- tions dans lesquelles la matière imprégnée devra être utilisée.
Après le séchage oa de préférence après le sé- chage et la calcination, la matière porease est traitée par une solution d'un corps absorbant d'ane concentration convenable et à une température appropriée; la masse trai- tée est ensuite séchée.
La matière poreuse, lorsqu'elle est essayée par l'ab- sorption d'eau, peat présenter des pores occupant an vo- lame de 50 cm3 ou plas pour 100 grammes. Cent parties en poids de la matière préparée peuvent absorber une solo.- tion très concentrée de chlorure de calcium contenant tren- te cinq parties en poids de chlorare de calcium sec.
Si la matière de séchage est utilisée poar enlever autant d'humidité que possible aux gaz qui viennent en contact avec elle, il est clair que l'on devra utiliser dans la matière minérale la quantité maximum de chlorure de cal- cium et que la quantité d'eau que l'on pourra permettre à ce chlorure de calcium d'absorber avant la régénération devra âtre d'autant plus faible que l'on voadra rendre plus secs les gaz passant sur le mélange, puisque la ten- sion de vapear de la solation da chlorare de calciam dans l'eau augmente en même temps que la dilation de cette so- lation. En général, il n'est pas désirable que le chlorare de calcium dans la masse poreuse paisse absorber plus que son propre poids d'eau,
la tension de vapeur de la sola- tion de chlorare de calcium correspondant environ à 3 m/m de mercure à la température ordinaire. Lorsqu'on utilise la matière ci-dessus, par exemple, pour l'absorption de l'humidité contenue dans l'air alimentant les haats four- ne aax, environ 33 parties de chlorure de calcium secpeu-
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vent être absorbées par 100 parties de matière minérale condition que l'on prenne soin que la quantité d'eau. absorbée ne paisse excéder 25% du poids total de la matiè- re minérale et da chlorure de calcium, car des excés con- sidérables d'eau absorbée rendraient humide la surface de la matière minérale':
Si l'on utilise une petite quantité de chlorure de calcium, c'est-à-dire 25% du poids de la matière minérale, le danger d'humidification de la surf.=- ce de la matière, danger dù au fait qu'on laisse l'absorp- tion se produire pendant un temps trop long, peut être évité, mais il est évident que les dimensions de l'instal- lation seront augmentées dans ce cas.
La matière, qui est fabriquée conformément à l'inven- tion et qui se troave de préférence sous forme de granules de dimensions courantes, employées pour le traitement éco- nomique des gaz humides, peut être utilisée pour enlever de la vapeur d'eau dans les cas où l'on se servait jasqu'à présent des absorbants et plus particulièrement, ainsi qu'on l'a indiqué dans le cas où l'on utilisait des procé- dés d'absorption et d'enlèvement d'humidité des gaz et de vapeur; cette matière est spécialement ppplicable au sé- chage de l'air utilisé dans les installations métallargi- ques, par exemple dans les hauts fourneaux.
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@ Improvements relating to the manufacturing processes of moisture-absorbing materials. "
The present invention relates to the preparation of a suitable material which absorbs water and makes it possible more particularly to remove moisture from gases and vapors.
Hitherto hygroscopic substances such as calcium chlorara, anhydrous copper sulfate, etc. have been used for absorbing moisture, either alone or mixed, said substances being disseminated in a porease material; but the methods used heretofore have proved to be defective in practice owing to the strac- ture of the support material in which the absorbent material is disseminated; this structure in fact did not allow sufficiently easy and rapid regeneration of the absorbent material at a sufficient temperature.
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quite low;
this defect is also due to the physical disintegration of the support material when it has been used several times. The present invention is aimed at obtaining a body capable of absorbing moisture and having a very high absorption capacity;
this body can easily be regenerated at relatively low temperatures by removing the absorbed water. The subject of the invention is a material which is particularly applicable to drying the air used in metallargi installations, qaes, for example blast furnaces. in accordance with the present invention a silica residue, hard and porous, obtained by treating certain alumina silicates in the form of masses by means of mineral acid, is impregnated with a substance capable of absorbing the hamidity; the material is heated sufficiently so that all of the solvents or almost all of the solvents used are removed.
There is thus obtained a material capable of being easily and repeatedly regenerated, without any deterioration, by heating at relatively low temperatures. The silica residue used is obtained by the treatment, in the form of masses, and with or without calcination, of certain alumina silicates (such as certain refractory clays) by means of mineraax acids, a treatment which is carried out in the production. soluble aluminum salts. The residue obtained in the form of small masses or small morcoaax consists essentially of a siliceous carcass containing small quantities of bases which may not be dissolved.
This residue has a very porease structure and great physical strength, since it is able to absorb aqueous solutions in large quantities and resist disintegration after repeated absorption and regeneration.
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siliceous residue itself can only absorb moisture very slowly, the absorption rate being 1 to 2% per day, when the residue is kept in contact with air saturated with water vapor at temperatures around 15 ° C. This absorption is therefore too slow for the residue in itself to be of commercial value from the point of view of moisture absorption.
A substantial proportion of a solatpin of a hygroscopic substance or of a mixture of these hygroscopic substances such as calcium chloride is absorbed from the siliceous residue, indicated above; the material is then heated to a temperature high enough that all or almost all of the solvent is removed. The siliceous residue, before treatment, is a siliceous material which is completely resistant and very highly porous capable of absorbing a solution of the hygroscopic substance.
It was found that after the material had undergone the above treatment, it retained its original shape and strength, and that it was capable of absorbing rapidly, and in large quantities, moisture or vapor. water contained in the air, gases or vapors which may come into contact with it.
The material can be regenerated by heating to a relatively low temperature, for example in a stream of air or other suitable gas. It is important to note that the temperature required does not exceed 1500 C. therefore the lost chalear can be used which is not ordinarily employed in all other operations. The structure of the absorbent material is such that repeated absorption and regeneration operations almost indefinitely, causing no substantial deterioration of the material.
This material can be impregnated with a sufficient quantity of substance capable of
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to absorb moisture in such a way that when used and has absorbed the desired amount of moisture, that material still appears to be substantially dry.
In order that the invention can be clearly understood and exactly applied, a few specific examples will now be described in detail. The material from which we start peat for example be an alumina silicate of the type of refractory clays which, due to heavy hydration and their high silica content, are generally referred to as clays, clays. refractories, bauxite clays, etc., these materials should be in the form of masses, either naturally or as a result of easy calcination of mineral acid solutions through these masses during processing. The insoluble part of these materials should, during the above treatment, retain a hard and porous structure.
Such a clay may consist of the refractory clays which are found in various places, for example in parts of Great Britain, these clays are strong and exhibit a high degree of stability.
However, the desired strength of the siliceous framework can, after the treatment described above, be obtained with other clays or can be given to these clays by calcination. In industrial processing, sulfuric acid can be used to remove almost completely from the material (treated soas the form of small masses or small pieces) by passing through the mass., Thanks to known means, alumina in the form of an alumina salt.
After extraction of the alumina and washing, the residual masses or pieces can be reduced to sizes suitable for particular needs. The material thus treated, which is dried or dried and calcined, has a porous structure when present. under
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form of a mass which allows the easy impregnation of the masses or pieces, with a solution of absorbent material, this impregnation being determined by the conditions under which the impregnated material is to be used.
After drying, preferably after drying and calcination, the porease material is treated with a solution of an absorbent body of a suitable concentration and a suitable temperature; the treated mass is then dried.
The porous material, when tested by water absorption, may exhibit pores occupying a void of 50 cc or more per 100 grams. One hundred parts by weight of the material prepared can absorb a very concentrated solution of calcium chloride containing thirty five parts by weight of dry calcium chlorare.
If the drying material is used to remove as much moisture as possible from the gases which come into contact with it, it is clear that the maximum quantity of calcium chloride should be used in the mineral material and that the quantity of water which we will be able to allow this calcium chloride to absorb before regeneration will have to be all the weaker the more dry the gases passing over the mixture will be made, since the vapor pressure of the solation of calciam chlorare in water increases at the same time as the dilation of this solution. In general, it is not desirable for the calcium chlorare in the porous mass to absorb more than its own weight of water,
the vapor pressure of the calcium chlorare solution corresponding to about 3 m / m of mercury at room temperature. When the above material is used, for example, for the absorption of moisture from the air supplied to haats supplied aax, about 33 parts of dry calcium chloride
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wind be absorbed by 100 parts of mineral provided that care is taken as the amount of water. absorbed does not exceed 25% of the total weight of the mineral material and of the calcium chloride, since considerable excess of water absorbed would make the surface of the mineral material moist:
If a small quantity of calcium chloride is used, i.e. 25% of the weight of the mineral matter, the danger of humidification of the surface. = - this of the material, danger due to the fact that Absorption is allowed to occur for too long a time can be avoided, but it is obvious that the dimensions of the installation will be increased in this case.
The material, which is manufactured in accordance with the invention and which is preferably in the form of granules of standard size, employed for the economical treatment of wet gases, can be used to remove water vapor from the material. the cases in which absorbents have hitherto been used and more particularly, as indicated in the case where methods of absorption and removal of moisture from gases have been used and steam; this material is especially applicable to the drying of the air used in metal installations, for example in blast furnaces.
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