BR112012008825A2 - matriz alveolar que compreende um dessecador macroporoso, seu processo e uso. - Google Patents

Abstract

MATRIZ ALVEOLAR QUE COMPREENDE UM DESSECADOR MACROPOROSO, SEU PROCESSO E USO. A presente invenção refere-se a uma matriz alveolar baseada em dessecador macroporoso, compreendendo o dessecador macroporoso sintetizado "in situ", sendo que o dito dessecador tem uma adsorção de água diferencial. O processo para a preparação "in situ" da matriz alveolar baseada em dessecador macroporoso compreende as etapas de embeber o substrato alveolar impregnado com silicato de sódio, em solução aquosa de sal ou sais metálicos ou solução ácida, ou combinação delas, até um tempo no qual a matriz alveolar de hidrogel seja obtida, e ativar termicamente a dita matriz alveolar de hidrogel para produzir a matriz alveolar baseada em dessecador macroporoso.

Description

' Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MATRIZ AL- .« VEOLAR QUE COMPREENDE UM DESSECADOR MACROPOROSO, SEU PROCESSO E USO".

CAMPO TÉCNICO A presente invenção refere-se a uma matriz alveolar que com- preende um dessecador macroporoso, seu processo de fabricação e seu uso.

ANTECEDENTES Muitas enfermidades foram relacionadas à Qualidade do Ar Inte- rior, ereconhecidamente têm um impacto direto sobre a produtividade de um * trabalhador. A necessidade crescente por maiores velocidades de ventilação < e nível controlado de umidade para melhor Qualidade do Ar Interior lançou desafios e oportunidades no projeto de sistemas de HVAC (aquecimento, ventilação e condicionamento de ar).

Em processos de HVAC e industriais, o controle do ar e gases acarreta o controle de várias das suas propriedades tais como temperatura, umidade, contaminantes particulados e gasosos, ruído, etc.

Há atualmente um reconhecimento universal da importância de controlar a umidade em ambientes controlados especialmente em instala- ções com altas taxas ocupacionais tais como escolas, hospitais, salas de cinema etc. Os desumidificadores baseados em rodas dessecadoras estão sendo usados crescentemente para controlar a umidade nessas aplicações.

Uma abordagem predominantemente emergente para o projeto do sistema de HVAC, a fim de prover velocidades mais altas de ventilação, é ' instalar um sistema dedicado de ar exterior, como uma unidade de ar fresco, para suprir a carga total de ar fresco bem como proporcionar a necessária remoção de umidade para atender às necessidades (latentes internas do ambiente) de desumidificação, e uma unidade ou sistema separado é apli- cado como uma unidade paralela para cuidar da carga sensível interior do ambiente ou espaço ocupado.

Assim sendo, há uma necessidade de se desenvolver uma série de DOASSs (Sistemas Dedicados de Ar Exterior) para cuidar do ar fresco e da

. carga latente do ambiente através de uma unidade de ar fresco.

Algumas unidades ou sistemas DOASs são baseados puramente no uso de refrigera- ' ção mecânica para o resfriamento e também para a desumidificação, e há outros que, em combinação com a refrigeração/resfriamento mecânica, utili- zamuma série de rodas de recuperação de energia, em singularidade ou em pluralidade, e em alguns casos, também rodas dessecadoras que são "pas- sivas" ou "termicamente ativadas". A desumidificação pode ser conduzida por refrigeração mecâni- ca ou usando um desumidificador dessecador que emprega um material dessecante para produzir o efeito de desumidificação.

Os materiais desse- , cantes têm uma alta afinidade pelo vapor de água.

Um exemplo de um mate- “« rial dessecante usado comumente é sílica-gel.

Tipicamente, seu teor de u- midade (capacidade captadora de umidade) é função da umidade relativa do ar circundante.

Os adsorventes mais comumente usados amplamente são: + Zeólitas sintéticas/peneiras moleculares + Aluminas ativadas e Síilica-gel/silicatos metálicos.

Os adsorventes são granulares, perolados, pós, ou em várias outrasformas, por exemplo, moldados, extrudados, matriz alveolar, etc.

O parágrafo 5, coluna 1, página 32.4, capítulo 32 de 2009 AS- HRAE Handbook — Fundamentals (SI) afirma o seguinte: "O comportamento da adsorção depende de (1) área superficial total, (2) volume total de capilares, e (3) faixa de diâmetros de capilares.

Uma grande área superficial confere ao adsorvente uma capacidade maior em baixas umidades relativas.

Capilares grandes proporcionam uma alta capacidade para água condensada, o que confere ao adsorvente uma capa- cidade mais alta em altas umidades relativas.

Uma faixa estreita de diâme- tros capilares torna um adsorvente mais seletivo nas moléculas de vapor que elepode captar". Ao projetar um dessecador, alternativas são necessárias.

Por exemplo, materiais com capilares grandes têm necessariamente uma área superficial menor por unidade de volume do que aqueles com capilares me- nores. Como resultado, os adsorventes são algumas vezes combinados para proporcionar uma alta capacidade de adsorção em uma ampla faixa de con- dições operacionais. A Figura 5(b) ilustra este ponto usando três adsorven- tesde sílica-gel inexistentes no mercado, preparados para uso em pesquisa de laboratório. Cada um tem uma estrutura interna diferente, mas devido ao fato de que são todos sílicas, eles têm características de adsorção superfici- al similares. O Gel 1 tem capilares grandes, que tornam seu volume total grande, mas sua área superficial total, pequena. Ele tem uma grande capa- cidade de adsorção em umidades relativas altas, mas adsorve uma pequena ' quantidade em umidades relativas baixas.

: Em contraste, o Gel 8 tem um volume capilar de um sétimo do tamanho do Gel 1, mas uma área superficial total quase dobrada. Isto confe- re uma capacidade mais alta em umidades relativas baixas, mas uma capa- cidade menor para captar a umidade que condensa em umidades relativas altas.

As sílicas-géis e a maioria dos outros adsorventes podem ser fabricados para proporcionar ótimo desempenho em uma aplicação específi- ca, equilibrando capacidade contra resistência, massa, e outras característi- casfavoráveis.

Assim sendo, o comportamento de adsorção depende da área superficial total e do volume de poros. A maioria das técnicas anteriores está relacionada a matrizes dessecadoras que usam dessecadores que são mi- croporosos ou de isoterma do tipo |.

A desumidificação é considerada como uma característica im- portante de sistemas de HVAC para conforto térmico. Quando a desumidifi- cação dessecadora é usada para o controle e tratamento do ar na pressão atmosférica, são usadas principalmente matrizes alveolares para maximizar a área superficial em contato com o ar que atravessa ou passa sobre o des- secador, e também minimizar o uso de dessecante bem como minimizar a queda de pressão de ar através do "leito dessecador".

As matrizes alveolares podem ser formadas usando uma série

Í de substratos tais como folha de plástico, folha de metal/alumínio, substratos de fibras orgânicas e/ou inorgânicas que são semelhantes a "papel", que às ' vezes podem ser bastante porosas. Dependendo do substrato de escolha, a quantidade de dessecante a ser "depositada/carregada" e da temperatura na qualo ar/matriz funcionará, os seguintes são alguns dos métodos para de- posição/carregamento do dessecante sobre o substrato para preparar a ma- triz.

a. revestimento b. impregranação c. síntese in-situ ' Embora a escolha de "revestimento" ou "impregnação" possa ser . feita a partir de uma série de dessecantes em pó de vários tipos | a V [Figura 5(a)], pois estes são produzidos a granel e para uma série de aplicações industriais que não tratamento de ar por HVAC, a síntese in-situ de desse- cantes dos tipos: sílicas-géis, e silicatos metálicos, na porosidade do subs- trato de fibras inorgânicas porosos, e transformados em um alvéolo têm sido principalmente para aplicações de desumidificadores dessecadores industri- ais e comerciais, onde as rodas dessecadoras são invariavelmente (re)ativadas termicamente, com ar em temperatura elevada, na faixa de 60 ºC>-200"ºC.

Como assinalado anteriormente acima, algumas unidades ou sistemas de Sistemas Dedicados de Ar Exterior (DOAS) baseiam-se pura- mente no uso de refrigeração mecânica para o resfriamento e também de- sumidificação, e há outros, os quais, em combinação com refrigera- çcão/resfriamento mecânico, utilizam uma série de rodas de recuperação de energia, em singularidade ou em pluralidade, e em alguns casos, também rodas dessecadoras que são "passivas" ou "termicamente ativadas".

Na série de DOASs, e outros equipamentos HVAC, as unidades configuradas com rodas de desumidificação "passiva" estão ganhando terre- no. As rodas de desumidificação "passiva" apenas recentemente começa- ram a ser aplicadas. As rodas dessecadoras "passivas", como o nome suge- re, são rodas que não são termicamente ativadas, isto é, não usam qualquer

' calor para regeneração. Para entender isto melhor, deve-se fazer referência à Figura 1a que ilustra as rodas termicamente ativadas típicas. ' Como representado na Figura 1(b), em uma roda dessecadora giratória, tipicamente há dois setores: setor de processo (2) e setor de reati- vação (3), através dos quais a matriz alveolar ou leitos se movem/giram. No setor de processo, o ar ou gás é secado, ou a umidade é removida, que é captada pela roda/leito giratório. No setor de reativação, esta massa/matriz da roda dessecadora é exposta a uma corrente de ar (8) que tem temperatu- ra elevada, que impulsiona a umidade para fora do dessecador, que é remo- vido, em uma base contínua. Quando o ar é aquecido e circunda a mas- " sa/matriz dessecadora no setor de reativação, é a diferença da pressão de v vapor na massa dessecadora e aquela do ar que a circunda que determina a quantidade e a taxa na qual a umidade é soltada pela matriz/massa desse- cadora.

Nas rodas termicamente ativadas, a corrente de ar de regenera- ção tem tipicamente temperaturas elevadas na faixa entre 60 ºC e 200 ºC, dependendo de uma série de fatores, incluindo, porém sem limitações, a escolha do dessecante, a divisão setorial entre os setores de processo e de reativação, velocidade rotacionai do leito, etc. Estas rodas termicamente ati- vadas ajudam a atingir uma desumidificação "profunda", e até agora, todo o desenvolvimento de matriz alveolar baseada em rodas dessecadoras se concentrou em maximizar a remoção de umidade, nas condições de entrada do ar que são normalmente abaixo ou entre 1,5 a 7 g/kg (10-50 grãos/lb), mas podem ser algumas vezes tão altas quanto a umidade ambiente. Embo- raas rodas revestidas com dessecante ou impregnadas com dessecante tenham sido aplicadas/usadas para esta aplicação em rodas termicamente ativadas, predominantemente o desenvolvimento, e a aplicação, e o uso tem sido de matriz alveolar na qual o dessecante é sintetizado "in-situ".

No desenvolvimento de todas estas rodas dessecadoras sinteti- zadas'"insitu"”, o foco tem sido minimizar o tamanho de poros do dessecador e maximizar/otimizar sua área superficial (poro) para obter "desumidificação profunda". Tais dessecantes criados "in-situ" são frequentemente referidos

: como dessecador tipo | no qual a maioria dos tamanhos de poros é distribuí- da entre 15 e 40 À, e mais especificamente, perto de 20 À. Eles têm o iso- ' terma do tipo |, como ilustrado na Figura 5(c). A patente nº US 4.886.769 refere-se a um método para fabricar um elemento desumidificador microporoso que tem uma adsorção diferencial de cerca de 10% na umidade relativa > 10%. A dita patente descreve um elemento (com suficiente resistência física) para adsorver um gás de con- centração ultrabaixa que é obtido usando zeólita sintetizada em pó dispersa- da em solução aquosa de silicato de sódio. A patente nº US 4.911.775 refere-se a um método para fabricar ' um elemento desumidificador do tipo alveolar que tem uma capacidade de . adsorção limitada a 40-45% na umidade relativa > 90%.

A patente nº US 4.871.607 refere-se a um elemento trocador de umidade que tem excelente resistência térmica sem qualquer possibilidade de deterioração na temperatura de não menos do que 100 ºC. Este trocador de umidade tem uma capacidade de adsorção limitada.

A patente nº US 5.254.195 refere-se a um processo para prepa- rar um elemento trocador de umidade, onde a quantidade de adsorvente de- positada sobre a superfície do substrato é aumentada impregnando o subs- trato com sílica coloidal além de sal metálico e ácido.

A patente nº US 5.435.958 descreve um processo para fabricar um elemento trocador de umidade, onde a matriz alveolar é embebida em uma solução ácida que contém pelo menos um sal inorgânico de titânio para converter o dito silicato de sódio em um hidroge! de silicato que contém titã- nio. Isto resulta em um elemento trocador de umidade com melhor capaci- dade adsorvente de umidade e requer menos energia para regenerar a ma- triz.

A patente nº US 5.683.532 refere-se a um método para fabricar um corpo adsorvente alveolar de sílica-gel ativa para desumidificação, que tem alta eficiência de desumidificação e pequena resistência à passagem de gás em canais pequenos. A estrutura alveolar é queimada com ar contendo oxigênio reduzido a 500 ºC para remover componentes orgânicos em papel.

' A patente nº US 6.187.381 descreve um processo para fabricar um elemento desumidificador, onde o alvéolo é imergido em sílica e secado, ' e depois imersão em silicato alcalino (20-35% em peso) e hidróxido alcalino (20-50% em peso). A razão de óxido de silício para óxido alcalino não deve exceder10.Na dita patente a adsorção de umidade a 90% de umidade rela- tiva é de apenas 16,5%.

A patente nº US 6.344.073 refere-se a um elemento desumidifi- cador e um processo para preparar o mesmo. O material desumidificador compreende sílica-gel e óxido metálico. Este elemento desumidificador pode ser utilizado principalmente em condições de umidade média.

" A patente nº US 6.630.206 descreve um método para fabricar . um elemento desumidificador, onde uma peneira molecular é imergida na solução de silicato de sódio. O diferencial de absorção de água entre 50 e 100% de umidade relativa é menos do que 40%.

Assim sendo, pode-se observar que as técnicas anteriores em- pregam principalmente matriz alveolar que compreende dessecador micro- poroso para desumidificação. Tal dessecador tem a vantagem que ele pro- porciona maior área superficial para adsorção de umidade, mas padece da desvantagem de volume de poro pequeno, e assim sendo, pode ser utilizado apenas em condições de umidade média a baixa, que tem sido, até agora, o foco da desumidificação dessecadora.

Além disso, nenhum dos sistemas de desumidificação nas técni- cas anteriores proporciona alta capacidade de adsorção de umidade entre 50 e 100% de umidades relativas. De fato, o diferencial de adsorção de água (capacidade) entre 50 e 100% de umidade relativa no caso de todas as pa- tentes acima permanece em uma quantidade menor do que 40%.

Em algumas das técnicas anteriores, que indicam configurações nas quais as rodas de desumidificação "passivas" foram usadas, o desse- cante é depositado sobre o substrato por revestimento ou impregnação. En- tretanto, as ditas rodas de desumidificação padecem da desvantagem que aglutinantes eram essenciais para impregnação e revestimento, o que redu- zia a eficácia da roda, mascarando o desempenho do dessecante. Além dis-

. so, quando o dessecador encontrava ar saturado, há uma tendência de o dessecante ser removido por lavagem no decorrer do tempo. ' O ar a ser tratado, particularmente o ar exterior, além de vapor de água, pode conter vários contaminantes gasosos, por exemplo, compos- tos orgânicos voláteis (VOCs), odores etc., e seria desejável removê-los a- través da matriz dessecadora. O ar a ser tratado, particularmente quando ele é pré-resfriado até perto da saturação, tais contaminantes gasosos são al- gumas vezes solúveis em água e conjuntamente são condensados no des- secador macroporoso principalmente através de adsorção capilar. Nas técni- cas anteriores, dessecadores microporosos são principalmente usados, e " eles apresentam adsorção capilar limitada, e portanto, adsorção limitada de . contaminantes gasosos.

Consequentemente, para superar os problemas encontrados nas tecnicas anteriores, os inventores da presente invenção fornecem uma ma- triz alveolar que compreende um dessecador macroporoso preparado "in- situ" para uso em desumidificação "passiva"/"ativa" e também como um filtro químico, como aqui descrito abaixo.

OBJETO E SUMÁRIO O principal objeto da presente invenção é fornecer uma matriz alveolar que tem uma adsorção "diferencial" (capacidade) de mais do que 50% e pelo menos 40%, em umidades relativas de 50% e 100%.

Outro objeto da presente invenção é fornecer uma matriz alveo- lar que compreende um dessecador macroporoso preparado "in situ" para aumentar a capacidade de adsorção do adsorvente e para uso em uma umi- daderelativa muito alta, perto ou na saturação, isto é, entre 90-100%.

Além disso, o objeto da invenção é fornecer uma matriz desse- cadora com alta capacidade de adsorção, que é inodora atóxica e estável em temperaturas de regeneração normais (termicamente ativada).

Outro objeto da presente invenção é fornecer uma roda desse- — cadora "passiva" que tem a capacidade de captação de água mais alta em umidade relativa muito alta, isto é, perto das condições saturadas.

Ainda outro objeto é fornecer um filtro químico com a quantidade |

' mais alta de produto químico impregnado, para quimiossorção, para um da- do tamanho físico e geometria, e capacidade de arraste de ar, para uma da- ' da queda de pressão. Ainda outro objeto da presente invenção é fornecer uma matriz alveolar que é rentável.

A presente invenção fornece uma matriz alveolar que compre- ende um dessecador macroporoso sintetizado "in-situ". O dessecador tem uma adsorção de água diferencial de mais do que 50% ou pelo menos 40% em umidades relativas de 50% e 100%, um diâmetro de poros na faixa de 40 acercade 200 À e um volume de poros entre cerca de 0,40 a cerca de 0,80 " glem?.

: A presente invenção fornece ainda um processo para a prepara- ção da matriz alveolar que compreende o dessecador macroporoso prepara- do "in-situ" compreendendo as etapas de i. preparar a matriz alveolar em blocos/cilindros ou algum outro formato, a partir do substrato impregnado com solução de silicato alcalino; O substrato é fabricado a partir de uma mistura de várias subs- tâncias inorgânicas ou orgânicas ou combinações delas. A substância pode ser uma fibra ou polpa. A fibra inorgânica é selecionada entre fibra de vidro, cerâmica, etc., e é de preferência fibra de vidro com um diâmetro da fibra de cerca de 6 a cerca de 18 mícrons, um comprimento da fibra de cerca de 6 a cerca de 15 mm, e uma espessura de cerca de 0,10 a cerca de 0,50 mm, de preferência 0,15 a 0,25 mm. O teor de aglutinante do substrato de fibra de vidro fica na faixa de 6 a 20, de preferência 6 a 10% e a gramatura do subs- trato usado no processo é 20 a 80 g/m?, mais preferivelmente 20 a 45 g/m?. A porosidade do substrato de fibra de vidro fica na faixa de cerca de 350 a cerca de 153 mº/min/m? (500 cfm/ft2) & 0,5 in, de preferência acima de 123 mº/min/m? (400cfm/ft?) & 0,5 polegada de água.

. embeber o substrato alveolar impregnado com silicato alcalino, em solução aquosa a 4-25% em peso de um sal ou sais metálicos ou solução ácida, ou uma combinação delas, em uma temperatura de 10-80 ºC até um tempo em que a matriz alveolar de hidrogel seja obtida, e |

' A matriz alveolar em bloco/cilindro ou qualquer outro formato é embebida opcionalmente em solução de sal ou solução ácida ou uma com- ' binação delas. Além disso, a concentração da solução de silicato alcalino é mantida entre 15-40%, de preferência 30%, mais preferivelmente 25%, para obter uma condição apropriada do papel impregnado antes da corrugação.

Os silicatos solúveis em água são selecionados, de preferência, entre silica- to de sólido ou silicato de potássio grau neutro. É preferível aplicar um ade- sivo, tal como silicato de sódio grau neutro, para aderir a faceta individual uma depois da outra, antes de empilhar ou bobinar, mas há várias etapas conhecidas para conseguir isto.

, ii. ativar termicamente a dita matriz alveolar de hidrogel.

. A ativação térmica é conduzida em uma temperatura entre cerca de 60 ºC e cerca de 150 ºC, de preferência 140 ºC. A matriz alveolar de hi- drogel pode ser opcionalmente lavada antes da ativação térmica.

Filtros químicos podem ser preparados usando a matriz alveolar por qualquer técnica convencional.

Os filtros químicos que compreendem a matriz alveolar baseada em dessecador macroporoso da presente invenção, impregnada com agen- tes oxidantes, solução alcalina e solução de ácido fraco, foram usados para a purificação de ar. Os ditos filtros químicos podem ser usados também com desumidificadores de roda dessecadora em aplicações de HVAC, unidades de controle do ar, que podem incorporar também além disso uma "roda pas- siva".

O desumidificador com roda dessecadora que compreende a matriz alveolar com dessecador macroporoso preparado "in-situ", onde a adsorção "diferencial" (capacidade)do dessecador é mais do que 50% ou pelo menos 40% em umidades relativas de 50 e 100%, um diâmetro de po- ros de cerca de 40 a cerca de 200 À e um volume de poros de cerca de 0,40 a cerca de 0,80 g/cm?. A dita roda dessecadora pode ser usada como roda "ativa"f'passiva" em desumidificadores em aplicações de HVAC.

A presente invenção será agora discutida fazendo referência aos desenhos apensados.

' BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Figura 1(a) representa o funcionamento de uma roda/rotor de ' desumidificação dessecadora, termicamente ativada, microporosa típica. A Figura 1(b) representa uma divisão setorial típica de uma roda dessecadora rotativa. A Figura 2(a) representa o funcionamento de uma roda/rotor de desumidificação dessecadora "passiva" macroporosa típica. A Figura 2(b) representa a divisão setorial típica da roda desse- cadora rotativa "passiva". A Figura 3(a) representa uma roda/rotor de desumidificação 7 dessecadora termicamente ativada macroporosa típica com um trocador de . calor. As Figuras 3(b) e 3(c) representam a divisão setorial típica da roda dessecadora da Figura 3(a). A Figura 4(a-d) representa o papel sintetizado "in-situ", faceta individual, bobinagem da faceta individual, e matriz alveolar. A Figura 5(a) representa a classificação de Brunauer típica de isotermas. A Figura 5(b) representa a isoterma para a adsorção e as carac- terísticas estruturais de algumas sílicas-géis experimentais. A Figura 5(c) representa a isoterma tipo | típica do dessecador microporoso. A Figura 5(d) representa as isotermas tipos || e Ill típicas de um dessecador macroporoso. A Figura 6(a) representa a isoterma para a matriz alveolar que compreende o dessecador macroporoso. A Figura 6(b) representa a isoterma diferenciando a das técnicas anteriores daquela da presente invenção. A Figura 7(a-c) representa o filtro químico que compreende a matriz alveolar baseada no dessecador macroporoso.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO A presente invenção fornece a síntese e criação "in-situ" de um

' novo dessecador do tipo IWIIl! na porosidade do substrato do alvéolo. A ma- triz com roda dessecadora criada é tal que uma diferença máxima é atingida ' entre a capacidade de captação de água na umidade relativa de 50% e 100% de umidade relativa. A isoterma desses dessecadores tipos Il, Ill co- mercialmente disponíveis está ilustrada na Figura 5(d). Para criar uma força de impulsão ou diferencial de pressão de vapor suficiente, esta diferença em capacidade de captação de umidade, isto é, razão ponderal de umidade pa- ra dessecador, deve ser de pelo menos 40%, mas de preferência 50% ou mais, como ilustrado na Figura 6(a). Em uma das modalidades da presente invenção a porcentagem de água é maior do que 60% em uma umidade re- ' lativa de 100%.

. As rodas dessecadoras para desumidificadores para o propósito da presente invenção pretendem incluir rodas dessecadoras "passivas" ou "ativas".

Em rodas "passivas", como representado pela Figura 2(a), que não empregam qualquer ar ou fluido aquecido para regeneração ou reativa- ção da matriz alveolar, há meios limitados para regenerar as rodas desseca- doras, a menos que uma força impulsora possa ser criada para impulsionar a umidade para fora da matriz dessecadora. Durante a regeneração, as ro- das dessecadoras "passivas", portanto, têm de contar com a maneira pela qual elas são aplicadas de modo a tornar disponível ou maximizar esta força impulsora. Tipicamente, da maneira pela qual as rodas "passivas" estão sendo atualmente aplicadas, o lado do processo da matriz de rodas é expos- to a uma corrente de fluido saturado, isto é, na umidade relativa de 100%.

Para regenerar esta roda, é usado fluido/ar que e tipicamente ar de retorno do ambiente, que tipicamente, está em 50% de umidade relativa. Assim sen- do, a força impulsora será a diferença da pressão de vapor que estará dis- ponível e criada pela diferença de umidade relativa quando o dessecador está saturado, e para a regeneração é circundado por ar que tem uma umi- dade relativade 50%. Como as rodas "passivas" não enfrentam temperatura alta ou elevada para regeneração, até agora foram usados dessecadores do tipo 1l ou Ill comercialmente disponíveis, aplicando-os como revestimento

' sobre o substrato ou então impregnando o substrato com eles das matrizes com rodas.

Entretanto, sintetizar e criar "in-situ" tal dessecador, na porosida- ' de do substrato das matrizes com rodas, é um procedimento desconhecido, e desafiador, e mesmo um requisito muito necessário.

Na Figura 5(c-d) es- tão ilustrados materiais com isotermas do tipo | e tipo IWIIl.

Como será ob- servado, o dessecador do tipo | tem capacidade de captação de umidade suficiente e considerável na umidade relativa de 50% ou mais baixa, na qual ' tais dessecadores são usados.

Por outro lado, o dessecador do tipo IV/IIl tem uma capacidade de coaptação de umidade muito alta a 90-100% de satura-

ção/umidade relativa, isto é, saturação até perto do nível de saturação.

Í Outra área de aplicação crescente e diferenciada para roda de . desumidificação é quando a maior parte da água é primeiramente removida com a ajuda de refrigerante ou trocador de calor alimentado com fluido gela- do após o que o ar é saturado, isto é, em 100% de umidade relativa, antes deentrarna roda de desumidificação.

Embora a aplicação para essas rodas frequentemente requeira ativação térmica no circuito de ar de regeneração, o dessecador sintetizado na matriz precisa desempenhar com máxima re- moção de umidade nessas condições saturadas.

Todas as rodas de desu- midificação dessecadoras atualmente disponíveis, que têm dessecador tipo | sintetizado "in-situ" apresentam desempenho limitado, isto é, remoção de umidade quando exposto a condições saturadas de entrada, pois estas são matrizes dessecadoras principalmente microporosas.

A matriz alveolar com dessecador tipo II/Hll macroporoso, sintetizado "in-situ", para tais aplicações, com ar saturado alimentado, apresenta cerca de 10% mais remoção de umi- dade em comparação com as rodas dessecadoras do tipo | microporosas atualmente disponíveis no mercado.

Consequentemente, isto se traduz em uma economia de energia importante de 10%, isto é, a energia consumida, para a mesma quantidade de umidade removida, o que é um avanço signifi- cativo para uma matriz alveolar dessecadora, que é termicamente ativada, e expostaa ar"de entrada no processo" saturado.

As rodas do tipo alveolar, como atualmente disponíveis no mer- cado, com síilica-gel/silicato metálico sintetizado "in-situ" dentro e ao redor do |

º substrato têm uma boa remoção da umidade da corrente de arque tem uma umidade relativa de 5 a 100%. No desenvolvimento dessas matrizes desse- ] cadoras, o objetivo tem sido focar em dessecadores microporosos que têm uma alta área superficial e têm um equilíbrio da umidade na faixa de 7 a 9% a10%de umidade relativa até 35 a 40% em umidade relativa de 90%. Tais dessecadores microporosos são limitados em volume de poros, pois a meta é maximizar a área superficial. Esses dessecadores microporosos têm um tamanho médio de poros de cerca de 18-25 Á. Embora haja várias definições na literatura publicada separando a faixade tamanhos de poros de materiais microporosos, macroporosos, " mesoporosos, a aumento no tamanho de poros, mais especificamente o au- : mento no volume de poros, e a maior capacidade de captação de umidade na umidade relativa de 90% são todos indicativos de material macroporoso ou mesoporoso, genericamente com isoterma dos tipos Il & Ill. As rodas de desumidificação dessecadoras têm sido até agora, até há alguns poucos anos atrás, principalmente termicamente ativadas. Sendo termicamente ativadas, o objetivo tem sido maximizar o desempenho da remoção de umidade sobre uma faixa mais ampla de condições de entra- da da umidade. Isto é tipicamente conseguido com um dessecador do tipo microporoso que proporciona área superficial máxima/ótima, e tem generi- camente uma distribuição de poros entre 18 e 25 angstrons.

Nas técnicas anteriores, tem havido uma aplicação crescente de projetos de sistemas, onde o máximo de umidade é removido pré-resfriando antes de alimentar o "ar de processo" através da roda desumidificadora des- —secadora. Nesses casos, a roda dessecadora invariavelmente se encontra com ar saturado (100% de umidade relativa) que entra na parte do processo da roda. Isto provoca a necessidade e oportunidade para criar uma matriz alveolar dessecadora que terá um alto potencial de remoção de umidade quando o ar entrante é saturado ou perto de saturado, isto é, com umidade relativa >90%. Uma remoção de umidade mais alta na umidade relativa >90% requereria tipicamente uma matriz macroporosa que deve ter alta ca- pacidade coaptação de umidade (> 60%) na umidade relativa de 100%, em

' contraste com o material microporoso que tem estado disponível generica- mente e aplicado para o espectro integral incluindo as aplicações em alta umidade.

Nos últimos anos, os projetos dos sistemas têm sido configura- dos empregando uma roda de desumidificação "passiva" que não requer calor externo de reativação. Tais sistemas invariavelmente encontram ar sa- turado que entra na roda de desumidificação.

A presente invenção fornece uma matriz alveolar que compre- ende um dessecador macroporoso preparado "in-situ", sendo que o dito —dessecador tem uma adsorção diferencial maior do que 50% ou pelo menos 7 40% na umidade relativa de 50% e 100%, u diâmetro de poros de cerca de 40 a cerca de 200 À e um volume de poros de cerca de 0,40 a cerca de 0,80 glem*?.

Uma roda dessecadora "passiva" que emprega o dito desseca- dor macroporoso tem a capacidade mais alta de captação de água nas con- dições de alta umidade relativa/perto de saturadas.

A invenção fornece ainda um processo para a preparação da matriz alveolar que compreende o dessecador macroporoso preparado "in- situ".

O processo para a preparação da matriz alveolar que compre- ende o dessecador macroporoso preparado "in-situ" compreende as etapas de: e embeber o substrato alveolar impregnado com silicato alcalino, em uma solução aquosa a 4-25% em peso de um ou mais sais metálicos ou em solução ácida, ou uma combinação delas, em uma temperatura de 10-80 ºC até um tempo no qual a matriz alveolar de hidrogel seja obtida, e + ativar termicamente a dita matriz alveolar de hidrogel para pro- duzir a matriz alveolar baseada em dessecador macroporoso A matriz alveolar de hidrogel pode ser opcionalmente lavada an- tesdaetapade ativação térmica.

Uma matriz alveolar baseada em dessecador macroporoso compreende uma folha plana e corrugada do dessecante ativo, tendo uma altura de ondulação entre 0,8 e 5 mm, de preferência entre 1,0-2,5 mm, sin- tetizado dentro dos poros do substrato. O substrato pode ser um substrato orgânico ou inorgânico tal como fibra de vidro, papel kraft, papel cerâmico, etc.

Em uma modalidade da presente invenção, o substrato usado na matriz alveolar baseada em dessecador é um substrato de fibra de vidro que é um material altamente poroso, tendo um diâmetro de fibra de 6-18 mi- crons, um comprimento de fibra de 6-15 mm e uma espessura de 0,1-0,5 mm, e de preferência 0,15-0,25 mm. O teor de aglutinante do substrato de fibra de vidro usado na dita matriz é entre 6-20%, de preferência 6-10%, sendo o dito aglutinante de preferência poli(álcool vinílico). Quando submeti- da a aquecimento térmico/regeneração, a matriz alveolar baseada em des- secador macroporoso usando um substrato de fibra inorgânica com baixo teor de aglutinante é também menos nociva para o meio ambiente.

A gramatura do substrato usado no processo é 20-80 g/m?, de preferência 25 a 45 gm?. As outras características muito importantes do substrato poroso usado no processo são porosidade que deve ser 350-500, de preferência acima de 123 mº/min/m? (400 cím/ft?) & 0,5 polegada de á- gua. A face plana e a folhá intencionadas para corrugação são primeiramen- te passadas através da solução aquosa de silicato alcalino na concentração desejada para obter a condição correta do papel impregnado antes da cor- rugação. A matriz é tratada com solução agosa de sais metálicos bivalentes ou trivalentes ou qualquer solução de ácido forte/fraco, seja ele inorgânico ou orgânico ou uma combinação deles. Os exemplos de ácidos fracos são ácido fosfórico e ácido acético, enquanto que o ácido forte pode ser selecio- nado entre ácido fluorídrico, ácido clorídrico, ácido sulfúrico, ácido nítrico, etc. No caso de silicato alcalino, são usados genericamente o silicato de só- dio e silicato de potássio. Entretanto, o silicato de sódio é preferido devido ao seu baixo custo, alta solubilidade de subprodutos, melhor resistência agluti- —nante e fácil disponibilidade. Observa-se que tratar a matriz com sal torna-a muito lavável com água.

A folha corrugada é produzida por métodos bem conhecidos

' nessas técnicas. . A matriz alveolar produzida como acima seja na forma de bloco ou cilindro é embebida em sal ou sais metálicos solúveis em. água em dife- rentes proporções e outras formas de solução para produzir o hidrogel de —silicato.

A reação entre os silicatos alcalinos com sais metálicos para formar o hidrogel de silicato metálico insolúvel está indicada na tabela abaixo: NazSiO03 + Al> (SO04)3 A Al? (Si03); +Na7zS0O, NazSi03 + MgS0O, FTA, MgSio3 + NasSO, Na7Si0; + MgCl, TA, MgSio0;3 + NaCl Na>SiO3 + AIC; ———— AI2 (Si03); + NaCI NazSi03+ HC! TIP H2Si03 + NaCl . A lavagem da matriz de gel é essencial para remover os subpro- dutos e o excesso de reagentes formados durante a síntese dos materiais ativos.

A acidez mais alta ou pH mais baixo da matriz de gel devido à pre- —sença de excesso de reagentes deteriora o material de construção usado no sistema.

O pH de geleificação da matriz ou a concentração de reagen- te/reagentes, temperatura, tempo de reação usado no processo mudam as características do material ativo tais como tamanho de poros, porosidade, volume de poros e área superficial.

A Tabela 3 abaixo fornece as caracterís- ticas de materiais ativos (de isotermas de alta umidade) produzidos em con- centração diferente de sal/ácido ou solução de sal e ácido.

O dito elemento foi secado adicionalmente sob condições espe- . cificadas para converter o hidrogel em aerogel.

Descobriu-se que o tipo de silicatos, tipos de sais, seu pH, concentração, temperatura e tempo durante oqualogelé envelhecido ou tratado de outra forma afeta grandemente as características do gel tais como diâmetro de poros, volume de poros, área superficial, capacidade de adsorção, etc.

Os outros fatores importantes que afetam as características do gel são os teores de sais e tensão superfícial do meio líquido à medida que ele está sendo evaporado a partir dos poros do gel A comparação das características da matriz alveolar das técni- cas anteriores com aquelas da matriz alveolar de acordo com a presente

' invenção está indicada abaixo. Tamanho de lero ra EB | : Rm has dr = = Diferen RH = umidade relativa Para produzir um filtro químico, o dito aerogel produzido é imer- gidofimpregnado com solução de agentes oxidantes, solução alcalina e solu- ção de ácido fraco com diferentes concentrações em diferentes temperatu- ras durante diferentes tempos de embebição. Quando o alvéolo está sufici- entemente impregnado com solução, o excesso impregnado é drenado e mantido em outro recipiente depois de reajustar a concentração. O tempo necessário para impregnação completa é variável com a estrutura do adsorvente, temperatura e outros fatores. O material alveolar é então colocado em um forno e aquecido até que a umidade e a água livres sejam evaporadas ou impulsionadas para fora da matriz até certos limites deixando o material impregnante dentro dos poros do material de aerogel de silicato alveolar.

Prefere-se que a faixa de temperatura de secagem do material alveolar permaneça na faixa de 60 ºC a 140 ºC. O tempo de exposição du- rante o aquecimento é variado com a qualidade e quantidade de materiais, |

. eficiência do aquecimento e outros fatores.

Depois da preparação, a matriz alveolar impregnada com impregnantes é preservada até estar pronta para ] uso.

Nos experimentos, os impregnantes usados são permanganato de pótássio ou sódio, hidróxido de sódio ou potássio e ácido fraco tal como ácido fosfórico.

O carregamento de impregnantes depende de vários fatores tais como tipos de dessecantes, concentração de impregnantes, tempo de embebição, temperatura, número de imersões, etc.

A tabela ilustrada abaixo fornece detalhes dos fatores que afe- tam a porcentagem de carregamento de impregnante/impregnantes (per- 7 manganato de potássio ou permanganato de sódio) e capacidade de adsor- . ção da matriz baseada em dessecador alveolar impregnada.

A.

CONCENTRAÇÃO DEKMnO, PL ea for es fes lei Jeca fes les | [1%decaça — las |32 | o 7 fao los at ls1 | B.

TEMPO DE EMBEBIÇÃO DE KMn0, Lo ls ler ss [sa jet sr [sa sa | l1%decaça — —jso |5o le jm lo jo 7 bi | C.

TEMPERATURA DE KMn0,. l1%&decaça — js 50 la 58 | 3 | 83 | D.

IMERSÃO SUCESSIVA EM KMnO4 lr br os oi bar bs | l1%decaga — les | 85 la 5 o ha |

' As concentrações, tempo de embebição, temperatura de solu- ções, imersões sucessivas, e propriedades superficiais do material ativo de- ' sempenham um papel importante para atingir o objetivo duplo de carrega- mento e adsorção. O dito objetivo é atingido de preferência caso a concen- tração da solução de embebição fique na faixa de 5-15%, mais preferivel- mente 10-12 %, com tempo de embebição na faixa de 15-120 minutos, mais preferivelmente 15 minutos, a 10-80 “ºC, mais preferivelmente 50 ºC com a- penas dessecador macroporoso.

O método de impregnação do hidróxido de álcali, de preferência sólido ou potássio, ou de ácido, de preferência ácido fosfórico, com desse- 7 cadores macroporosos de dessecantes híbridos (silicato metálico insolúvel e . ácido em carvão ativado) é aqui descrito.

Para preparar um filtro químico impregnado com ácido ou álcali, uma lama de carvão ativado é preparada em solução de sílicato alcalino, e a matriz alveolar é enrolada na forma de bloco ou cilindro. A dita matriz alveo- lar suportada com silicato alcalino e carvão ativado é tratada com ácido ou base como descrito.

Os dessecantes (híbridos) sobre o suporte de matriz alveolar são impregnados com diferentes concentrações de impregnantes tais como permanganato de potássio, hidróxido de potássio, hidróxido de sódio, ácido fosfórico etc, de preferência na faixa de 4-15 %, mais preferivelmente 10% no caso de KMNO;, 4% no caso de álcali e 6% no caso de ácido fosfórico em diferentes temperaturas, mais preferivelmente à temperatura ambiente por diferentes tempos de embebição entre 10 e 60 minutos, mais preferivel mente 15 minutos para obter o carregamento máximo com alta capacidade de adsorção de CTC.

O dessecador da presente invenção é preparado "in-situ" em uma roda de desumidificação "passiva". Tal roda de desumidificação tem uma taxa mais alta de adsorção na umidade relativa > 50% em comparação comas técnicas anteriores. A adsorção diferencial entre umidade relativa de 50 e 100% para o dessecador é pelo menos 40% como indicado na Figura 6(a).

, A vantagem e a melhora do desempenho da matriz macroporosa no modo de "desumidificação passiva", e o modo termicamente ativado em ' alta umidade, são claramente realizados a partir dos dados de testes bem documentados. Todos os testes foram feitos relativamente em base compa- rativa com matrizes dessecadoras microporosas. Os testes foram conduzidos para revelar comparação de de- sempenho entre a matriz macroporosa da presente invenção (G3MA) e a matriz microporosa das técnicas anteriores (G3MH). COMPARAÇÃO DE DESEMPENHO ENTRE A SÉRIE G3MA (AMOSTRA G3MA-E) " E SÉRIE G3MH (PROFUNDIDADE DE 200MM) A 515/600 SFPM . REFERÊNCIA --- TESTE NÚMERO 307 A 311 Est Eis G3 MA-E G3MH |MUDANÇA

PR PR TE B he he da | o fg do 57,9 MÉDIA Tabela 1 G3MA representa macroporo da Geração 3; G3MH representa microporo da Geração 3. Descobriu-se que o desempenho da série G3MA é melhor em 57,9% do que do rotor equivalente G3MH. Tabelas 2 e 3 ilustram um diferencial de adsorção de 20% e 40% para dessecadores que adsorvem no meio e alta umidade respectivamente. Pode-se observara partir da Tabela 4 que o diferencial de absorção para o desumidificador da presente invenção, entre 50 e 100% de umidade relativa

, é maior do que 50%. Tabela 2 ' Isoterma em umidade o Teo ge | | . 5 Tabela 3 Isoterma em Alta Umidade BA 46 176101 jo Be Jenesissrr|se.655/51.86 relativa Em HVAC e tratamento de ar, os filtros químicos são comumen- te aplicados, além dos filtros particulados.

Os filtros químicos podem ser preparados usando a matriz alveolar por qualquer técnica convencional.

Os ditos filtros usam o princípio e quimiossorção.

Em um filtro químico, os gases são "filtrados" e "limpados" quando eles são passados através de um filtro químico.

A "limpeza" do gás ocorre no nível molecular quando moléculas de gás (poluente) reagem com o "produto químico" no filtro químico.

Esta rea- çãoé referida como quimiossorção.

O produto ou produtos químicos no filtro

. químico são consumidos no decorrer do tempo à medida que eles reagem com os gases que são limpados através desta reação. O objetivo é, portan- ' to, que o filtro químico tenha a maior quantidade de produto químico para a reação, para um dado tamanho físico e geometria, e a capacidade de arraste dear, parauma dada queda de pressão.

O teste demonstrou que a matriz dessecadora macroporosa a- presenta características excelentes por meio de maior teor de % de "carre- gamento" em comparação com a matriz dessecadora microporosa de um tipo idêntico, em um fator de 2 a 3 vezes.

Os adsorvatos que não vapor de água podem ser adsorvidos no 7 dessecador macroporoso da presente invenção e incluem uma série de ga- . ses, elementos odoríferos, compostos orgânicos voláteis etc. Estes adsorva- tos/contaminantes são adsorvidos pelo material macroporoso da presente invenção principalmente por adsorção capilar e são substancialmente des- —sorvidos regularmente no lado da regeneração da matriz de roda dessecado- ra, apresentando desta forma forte capacidade para remover contaminantes da corrente de alimentação de ar.

Assim sendo, a matriz alveolar com dessecadores macroporosos tem a vantagem de adsorver contaminantes gasosos, fenômeno este que limita substancialmente a passagem dos contaminantes gasosos através da matriz alveolar para dentro da corrente de alimentação.

Em uma das modalidades da presente invenção, a matriz alveo- lar baseada em dessecador macroporoso é tornada bactericida, tratando a mesma com agentes antibacterianos tais como titânio e prata ou seus sais.

Uma outra modalidade fornece um desumidificador com roda "passiva"/"ativa" e roda "passiva/ "ativa" que compreende a matriz alveolar com dessecador macroporoso preparado "in-situ" onde a adsorção diferen- cial (capacidade) do dessecador é mais do que 50% ou pelo menos 40% em umidades relativas de 50 e 100%, um diâmetro de poros de cerca de 40 a cerca de 200 À e um volume de poros de cerca de 0,40 a cerca de 0,80 glem?.

Em ainda outra modalidade da presente invenção, a matriz alve-

' olar baseada em dessecador macroporoso é lavável com água. Em ainda outra modalidade, a presente invenção fornece um desumidificador com roda "passiva" em aplicações de HVAC, compreenden- do a matriz alveolar baseada em dessecador macroporoso como descrito acima

EXEMPLOS

1. Um substrato de fibra de vidro com teor do aglutinante po- litálcoo! vinílico) de 15% é imergido em solução de silicato de sódio a 20% e é secado em uma temperatura de 60-80 ºC antes da corrugação. O substra- to é transformado em uma faceta individual e ao mesmo tempo aderindo 7 dois substratos similares, e a dita faceta individual é então convertida em . uma matriz alveolar redonda. A dita matriz é subsequentemente tratada em um banho de solução de sulfato de alumínio a 15% em uma temperatura de 70 ºC por 40 minutos. Depois que o hidrogel foi formado na matriz, a dita matriz é lavada com água e depois secada durante uma hora em uma tem- peratura de 60 ºC e depois termicamente ativada em uma temperatura de 1207ºC.

2. Um substrato de fibra de vidro com um teor do aglutinante po- litálcool! vinílico) de 12% é imergido em solução de silicato de sódio a 25% e é secadoem uma temperatura de 80-100 ºC antes da corrugação. O subs- trato é transformado e uma faceta individual e ao mesmo tempo aderindo dois substratos similares, e a dita faceta individual é então convertida em uma matriz alveolar em bloco. A dita matriz é subsequentemente tratada em um banho de solução de ácido fosfórico a 6% em uma temperatura de 70 ºC por25 minutos. Depois que o hidrogel se formou na matriz, a dita matriz é lavada com água e depois secada durante duas horas em uma temperatura de 80 ºC e depois termicamente ativada em uma temperatura de 140 ºC. As várias modalidades descritas acima podem ser combinadas para produzir outras modalidades. Todas as patentes, publicações de pedi- dos de patente, pedidos de patente norte-americanos, patentes estrangeiras, pedidos de patente estrangeiros e publicações diferentes de patentes referi- das neste relatório descritivo são aqui incorporados como referência em sua

. totalidade.

Os aspectos das modalidades podem ser modificados, caso ne- cessário, para empregar os conceitos das várias patentes, pedidos de paten-

S te e publicações, para produzir outras modalidades.

Embora a invenção do sistema e método tenha sido descrita com relaçãoà modalidade da presente invenção ilustrada nos desenhos a- pensados e nos exemplos, ela não está limitada a isto.

Deve ficar evidente para os versados nessas técnicas que várias substituições, modificações e mudanças podem ser feitas nela, sem fugir do âmbito e espírito da invenção.

Claims (21)

W REIVINDICAÇÕES

1. Matriz alveolar baseada em dessecador macroporoso, com- : preendendo o dessecador macroporoso sintetizado "in-situ", em que o dito dessecador tem uma adsorção de água diferencial de mais do que 50% ou pelomenos 40% em umidades relativas de 50% e 100%, um diâmetro de poros na faixa de 40 a cerca de 200 À e um volume de poros entre cerca de 0,40 e cerca de 0,80 g/em*?.

2. Matriz alveolar baseada em dessecador macroporoso, de a- cordo com a reivindicação 1, em que a dita adsorção de água é maior do que60%em uma umidade relativa de 100%. "

3. Matriz alveolar baseada em dessecador macroporoso, de a- cordo com a reivindicação 1, em que o dito dessecador apresenta uma iso- terma do tipo II, tipo Il e tipo IV.

4. Matriz alveolar baseada em dessecador macroporoso, de a- cordocoma reivindicação 1, em que a dita matriz compreende um substrato.

5. Matriz alveolar baseada em dessecador macroporoso, de a- cordo com a reivindicação 4, em que o dito substrato é uma substância inor- gânica ou orgânica, ou uma combinação delas.

6. Matriz alveolar baseada em dessecador macroporoso, de a- cordo com a reivindicação 5, em que a dita substância é uma fibra ou polpa.

7. Processo para a preparação "in-situ" da matriz alveolar base- ada em dessecador macroporoso, compreendendo as etapas de i. embeber o substrato alveolar impregnado com silicato alcali- no, em solução aquosa a 4-25% em peso de um ou mais sais metálicos ou solução ácida, ou uma combinação delas, em uma temperatura de 10-80 ºC até um tempo no qual a matriz alveolar de hidrogel seja obtida, e ii. ativar termicamente a dita matriz alveolar de hidrogel para produzir a matriz alveolar baseada em dessecador macroporoso.

8. Processo, de acordo com a reivindicação 7, em que a dita ma- triz alveolar de hidrogel é opcionalmente lavada depois de realizar a etapa O.

9. Processo, de acordo com a reivindicação 7, em que a dita so-

* lução de sal é uma solução de sal trivalente.

10. Processo, de acordo com a reivindicação 9, em que o dito S sal trivalente é sulfato de alumínio.

11. Processo, de acordo com a reivindicação 7, em que a dita solução ácida é uma solução de ácido fraco.

12. Processo, de acordo com a reivindicação 11, em que o ácido fraco é ácido fosfórico.

13. Processo, de acordo com a reivindicação 7, em que a dita matriz alveolar é constituída de substrato orgânico ou inorgânico ou uma combinação deles. ?

14. Processo, de acordo com a reivindicação 13, em que o dito substrato é uma fibra ou polpa. '

15. Processo, de acordo com a reivindicação 7, em que o silica- to alcalino é selecionado entre silicato de sódio ou silicato de potássio grau neutro.

16. Processo, de acordo com a reivindicação 7, em que a dita matriz alveolar é embebida por cerca de 15 a 120 minutos para obter a ma- triz alveolar de hidrogel.

17. Processo, de acordo com a reivindicação 7, em que a ativa- çãotérmicaé conduzida em uma temperatura de cerca de 60 ºC a cerca de 200 ºC, e de preferência, 140 ºC.

18. Uso da matriz alveolar baseada em dessecador macroporo- so que compreende o dessecador macroporoso sintetizado "in-situ" como e quando usado como filtros químicos, a dita matriz alveolar tendo uma adsor- ção diferencial (capacidade) de mais do que 50% ou pelo menos 40% em umidades relativas de 50 e 100%, caracterizado pelo fato de que o desseca- dor tem um diâmetro de poros de cerca de 40 a cerca de 200 À e um volume de poros de cerca de 0,4 a 0,8 g/cmº?.

19. Matriz alveolar baseada em dessecador macroporoso para usonaremoção de contaminantes da corrente de alimentação de ar, em que os ditos contaminantes compreendem gases, odores ou compostos orgâni- cos voláteis.

20. Desumidificador de roda dessecadora, compreendendo a ] matriz alveolar que compreende dessecador macroporoso sintetizado "in- situ" sendo que a adsorção diferencial (capacidade) é mais do que 50% ou pelomenos 40% em umidades relativas de 50 e 100%, caracterizado pelo fato de que o dessecador tem um diâmetro de poros de cerca de 40 a cerca de 200 À e um volume de poros de cerca de 0,4 a 0,8 g/em?.

21. Desumidificador com roda dessecadora, compreendendo fil- tro químico como definido na reivindicação 18. ;