DE10021261A1

DE10021261A1 - Metallhaltiger und mineralische Granalien, insbesondere zeolithische Granalien enthaltenden Schichtkörper und Verfahren zu dessen Herstellung

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Publication number: DE10021261A1
Application number: DE2000121261
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-04-26
Filing date: 2000-04-26
Publication date: 2001-10-31

Abstract

Die Erfindung betrifft einen metallhaltigen und mineralische Granalien, insbesondere zeolithische Granalien, enthaltenden Schichtkörper und ein Verfahren zu dessen Herstellung, insbesondere für den Stoff- und Wärmeaustausch und die katalytische Reaktionsführung, wobei mineralische, vor allem zeolithische Granalien in wärmeleitende Trägerstrukturen eingebettet werden. Anwendungsgebiete sind die Stoffwandlung von Gasen nach Prinzipien der Adsorption und der chemischen Reaktion an mikroporösen Festkörpern oder die Wärmespeicherung vermittels dampfförmiger Arbeitsmittel. DOLLAR A Aufgabe ist die Schaffung eines Granalien enthaltenden Schichtkörpers mit einfachen verfügbaren Mitteln mit guten Durchströmungseigenschaften und hohem Wärmeführungsvermögen. DOLLAR A Das wird dadurch erreicht, daß im Schichtkörper 1 die vorgeformten mineralischen Partikel 4 sich zwischen einer Trägerschicht 2 und einer Deckschicht 3 befinden, und die Struktur schichtweise und in einer Querrichtung, grannenartige Filamente bildend, so aufgebrochen ist, daß mindestens zwischen jeweils zwei Lagen der Struktur flexible, die Schicht aus Partikeln 4 durchdringende Brücken entstehen. DOLLAR A Das Verfahren sieht eine lagenweise Vernadelung mit Nadeln 12 vor, die sich auf einem Nadelträger 11 befinden, wobei ein Wickelkörper auf einem Dorn 10 gebildet wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen metallhaltigen und mineralische Granalien, insbesondere zeolithische Granalien enthaltenden Schichtkörper und ein Verfahren zu dessen Herstellung, die bevorzugt als Formkörper unter Einbettung mineralischer, vor allem zeolithischer Granalien für die Stofftrennung von Gasen nach Prinzipien der Adsorption an mikroporösen Festkörpern oder für die Wärmespeicherung vermittels dampfförmiger Arbeitsmittel einsetzbar sind. Anwendungsgebiete sind vor allem die Stofftrenntechnik und die technische Reaktionsführung, auch unter Benutzung von Katalysatoren, um chemisch wirkende, reagierende Gase selektiv aus Gemischen ihrer Begleitkomponenten zu entfernen, zur Reaktion zu bringen oder zeitweilig und reversibel zu speichern. Bevorzugte Einsatzgebiete betreffen auch die adsorptive und reversible Wärmespeicherung, so auf dem Gebiet der Heizungs-, Kühl- und Klimatechnik, darunter zur Ausnutzung natürlicher Wärmen, wie von Erd- oder Solarwärme. Besonders bestehen Vorteile überall da, wo thermische Energie für zeitweilige Nutzungsperioden verfügbar sein muß, die nicht mit den Perioden der Wärmeerzeugung oder deren Bereitstellung übereinstimmen. Naheliegende weitere Gebiete beziehen sich auf die Trocknungstechnik zugunsten unterschiedlicher Erzeugnisse und Güter, so für die Entziehung der in ihnen enthaltenen Feuchte, und die Lufttechnik zum Zweck der Entfernung schädlicher Beimengungen oder zur Geruchsentfernung unter Wärmezuführung.

Ziele des Einsatzes von mikroporöse Adsorbentien, vor allem mineralischer, zeolithischer Granalien, bestehen im Erreichen hoher Raum-Zeit-Ausbeuten der mit ihnen betriebenen Vorrichtungen zur Stoff- und Energiewandlung.

Es ist bekannt, mineralische Granalien enthaltende Schichtkörper, insbesondere auch Formkörper aus mikroporosen und adsorbierenden Zeolithen in verschiedenen Wärmespeichervorrichtungen einzusetzen und die Wärmeaustauschervorrichtungen mit in ihnen enthaltenen Strömungskanälen zum Zweck guter Wärmeübertragung mit Zeolithen formschlüssig auszufüllen (DE 36 00 628).

Bekannt ist auch die Verwendung von Zeolithschichtkörpern, die mit Metallgewirken durchsetzt sind, um die an sich schlechten Wärmeleiteigenschaften mineralischer Stoffe zu überwinden (z. B. DE 32 07 656, DE 33 47 700).

Es fehlt nicht an Lösungen zur Beschichtung von Metallen mit Zeolithkristallen, um große innere und äußere aktive Flächen der Zeolithe für Stoff- und Wärme mit Flächen einer guten Wärmeleitung zu verbinden (z. B. DE 44 05 669, DE 44 03 500-, DE 43 13 976). Es wird auch vorgeschlagen, Metallträger durch Mineralfaser- oder wärmeleitende Kohlefaserstrukturen zu ersetzen (DE 36 00 628).

Zum Stand der Technik gehören auch metallhaltige Zeolithformkörper, deren Träger im Prozeß der Herstellung zwecks Aufbringung großer Zeolithkristalle bei hohen Temperaturen erweicht werden (DE 42 16 846).

Neuere Entwicklungen beziehen sich auf Metallträger in Form von offenporigen Schaumstrukturen brückenartiger Ausbildung. Aus ihnen gebildete Metallformkörper werden z. B. dadurch hergestellt, daß aus verdichteten pulverförmigen anorganischen und später teilweise auslaugbaren Stoffen Strukturen vorgebildet werden, die später mit flüssigen Metallen gefüllt werden (DE 35 02 504). Dazu wird zunächst eine gewünschte Struktur hergestellt und anschließend mit dem feinkörnigen oder pulverförmigen, mit einem Bindemittel versehenen Zeolithen befüllt, um insgesamt eine thermische Stabilität bei hoher Wärmeleitung zu gewährleisten (DE 41 12 358). Nachteilig ist allen diesen vorgebildeten wärmeleitenden Strukturen, daß der Zeolith nur schwer in die Masse des Formkörpers eingebunden werden kann oder umgekehrt der Zeolith in die Struktur mit einem zusätzlichen und anfänglich fließfähigen Bindemittel an den Träger fixiert werden muß. Dabei ist und bleibt das Bindemittel ein beträchtlicher füllender und inaktiver Bestandteil des Schichtkörpers, der den Raumausfüllungsgrad mit dem aktiven Zeolithen vermindert. Selbst wenn das Bindemittel ebenfalls sorbierende Eigenschaften aufweist wie der Zeolith (z. B. DE 38 19 727) bleibt als Nachteil, daß ein bestimmter Anteil aktiver Zeolithkristalle vom Stoff- oder Wärmeaustausch ausgeschlossen ist oder der Austauschprozeß zumindest behindert wird. In der Regel führt auch die Verwendung von mit einem Bindemittel granulierten oder pellettierten Zeolithen in den erwähnten Vorrichtungen zu Nachteilen. Aufgrund ausgedehnterer geometrischen Formen treten größere Lückenvolumen auf, die zwar für die Strömungsführung aufgrund der niedrigeren Druckverluste von Vorteil sind, aber hinsichtlich der Wärmekontaktierung die Wirtschaftlichkeit der Vorrichtung insgesamt nachhaltig negativ beeinflussen. Ein Vorzug von mit mineralischen Bindemitteln, wie mit Kieselsäureabkömmlingen oder Tonen gebundenen Granulaten ist es jedoch, das ihre Sorptionsfähigkeit in nur geringem Maße herabgesetzt wird.

Obwohl die Adsorption des Arbeitsmittels für Speichermedien wünschenswert unterhalb von 100°C erfolgen kann, müssen für eine möglichst vollständige Desorption und eine ausgeprägte Wiederherstellung der zyklischen Arbeitsfähigkeit Temperaturen über 200°C vorgesehen werden. Schließlich sollte die thermische Aktivierung des Ausgansmaterials unter 600°C liegen, damit keine irreversiblen Schädigungen der Zeolithstruktur auftreten. Die beträchtlichen Temperaturhübe beeinflussen die Bindefähigkeit des Zeolithen an wärmeleitende Materialien nachhaltig. Auch poröse Trägerstrukturen mit brückenartigen Verbindungen müssen deshalb eine höhere Flexibilität aufweisen, wobei durch Temperaturwechsel bedingte Spannungen im Interesse langer Standzeiten der Formkörper aufgefangen werden müssen. Dauerhafte Verbindungen mittels Bindemitteln zwischen Zeolithen und gut wärmeleitenden Materialien wurden bisher nicht bekannt.

Es sind weiterhin verschiedene Lösungen bekannt, thermisch schlecht leitende kornförmige Partikel bindemittelarm in Metallstrukturen einzulagern. Beispiele betreffen das Einbetten von Körnern mittel oxidativ erzeugter Wärmeleitbrücken sowohl am Korn als auch an Metallfolien (DE 36 33 406), partikelhaltige Faserverbundstoffe auf Basis von vorfixierbaren Mischdrahtgeweben (DE 43 00 283) sowie Partikeleinbettungen in elastischen, aber pyrolisierbaren Schaumkörpern als Träger (DE 35 41 444) oder aus wickelartigen, partikel- und metallhaltigen Fasergelegen (DE 43 01 396, DE 43 01 974). Diesen Lösungen haftet noch nachteilig an, daß eine echte raumausfüllende Vernetzung der Strukturen, die auch größere zeolithische Granalien enthalten können, nicht erreicht werden kann.

Bekannt ist auch ein Verfahren zur Schaffung dreidimensionaler Rotationsstrukturen durch Vernadeln von Lagen aus einem Fasermaterial (DE 36 20 833). Hier wird Wert darauf gelegt, möglichst belastbare und stabile Materialverbunde herzustellen. Das Einbringen größerer mineralischer Granalien, die im Millimeterbereich liegen, ist hier jedoch noch nicht vorgesehen.

Ziel und Aufgabe der Erfindung ist deshalb die Schaffung eines Granalien enthaltenden Schichtkörpers,

- dessen Herstellung mit einfachen und kommerziell verfügbaren Mitteln bindemittelfrei möglich ist
- der bei ausreichend guten Durchströmungseigenschaften in einer vorzuziehenden Längsrichtung auch ein hohes Wärmeführungsvermögen in seinen Querrichtungen besitzt und
- dabei eine ausreichend hohe mechanische und thermische Stabilität aufweist

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß die Partikel sich zwischen einer gitter-, gewebe-, gelege- oder faservließartigen Trägerschicht, in einzelnen Lagen vorzugsweise in einer Längsvorzugsrichtung angeordneten Trägerschicht befinden, bei denen mindestens in einer Querrichtung die gebildete Struktur schichtweise und in dieser Querrichtung, Filamente bildend, so aufgebrochen ist, daß mindestens zwischen jeweils zwei Lagen der Struktur flexible, die Schicht aus Granalien durchdringende Brücken entstehen, wobei insgesamt eine dreidimensionale Struktur entsteht und grannenartige Filamente mindestens mit zwei benachbarte Schichten in Berührung stehen.

Die Bestandteile des erfindungsgemäßen Formkörpers sind im einzelnen:

- kommerziell verfügbare, vorgeformte Partikel, insbesondere Zeolithbestandteile in einer Kugel-, Zylinder- oder davon abweichenden Geometrie; mit Hauptabmessungen im Millimeterbereich
- gitter-, gewebe-, gelege- oder faservliesartige Trägerschichten, deren eine Komponente mindestens metallisch ist oder die gänzlich metallisch sind und deren vorgefertigte Öffnungen mindestens geringfügig unterhalb der Hauptabmessungen der Granalien liegen oder auch wesentlich kleinere Öffnungen (im Submillimeterbereich) aufweisen
- gegebenenfalls Deckschichten, die von gleicher Art wie die Trägerschichten sind oder aus einem davon abweichenden, unterschiedlichen und folienartigen sowie punktförmig durchdringbarem Material bestehen und/oder auch die gleichen Merkmale der Öffnungen aufweisen
- hilfsweise ein Bindemittel, das ein Bindehilfsmittel darstellt und vor einer vollständigen Verfestigung mit physikalischen oder chemischen Mitteln fast vollständig wieder aus der Struktur entfernt wird und mit mechanischen Mitteln eine die Schichtdicke vergleichmäßigende Verteilung im Formkörper vor oder während seiner teilweisen Verfestigung vorgenommen wird.
- gegebenenfalls zusätzlich vorgeformte streifen-, faser- oder folienartige Bestandteile von Metallen oder einem anderen wärmeleitfähigen Material, dessen Hauptabmessungen oberhalb derjenigen der Zeolithbestandteile liegen.

Die Trägerschicht kann aus einem Mischgewebe bestehen, so aus einem Drahtgelege, daß mit Hilfe von Schußfäden aus einem organischen Polymer oder aus versponnenen Kohlenstoffasern in einer Längsrichtung oder schräg zu einer Längs- und einer Querrichtung verbunden ist. Aus dem gleichen Material kann auch die Deckschicht bestehen, aber auch vollständig entfallen. Auch die Vliese oder Fasergelege können aus Mischfasern bestehen, die eine Verstreckung der Schichten in einer Vorzugsrichtung erlauben.

Das zusätzliche wärmeleitende Material kann aus lamettartigen Streifen gebildet sein oder ein flitterartiges Material darstellen.

Das zugehörige Verfahren zur Herstellung des Schichtkörpers sieht ein Vernadeln einzelner Schichten vor, wobei die vorgebildete Struktur der Trägerschicht oder gegebenenfalls einer zusätzlichen Deckschicht in einer Querrichtung teilweise aufgerissen wird, dabei draht- oder faserartige Filamente gebildet werden, die durch die hakenartig ausgebildeten Vorsprünge der einzelnen Nadeln mindestens in zwei einander benachbarte Lagen des Schichtkörpers hineingezogen werden und dort miteiander oder mit dem Träger- und/ oder Deckschichtmaterial bindemittelarm vergrannen. Diese Form der dreidimensionalen Vernetzung von Filamenten ist sowohl mit einem duktilen als auch mit einem sprödbrüchigem Material möglich.

Der entstehende Schichtkörper zeichnet sich durch eine so gute thermische und mechanische Stabilität aus, wie sie bei verfahrenstechnischen Prozessen der thermischen Stofftrennung und Reaktionsführung bis etwa 600°C in den dafür vorgesehenen ummantelten und kolonnenartigen Vorrichtungen gefordert wird.

Das Bindehilfsmittel ist bevorzugt ein Wasserglas in Gelform, ein Polysaccharid oder ein anderes organisches oligomeres Polykondensat, das aus dem Schichtkörper allein mit temperierten Wasser entfernt werden kann. Seine vollständige Entfernung ist nicht erforderlich, da es lediglich im Herstellungsprozeß des Schichtkörpers verwendet wird und die verfestigungsvermittelnde Funktion während der Vernadelung besitzt. Etwa im Schichtkörper verbleibende Reste des Bindehilfsmittels, wie verfestigtes Wasserglas oder erhärtete organische zyklische Polymere, können toleriert werden, da sie im Einsatzfall des Schichtkörpers, so für Wärmespeicher oder Katalysatorträger, ebenfalls adsorptive Eigenschaften aufweisen können.

Es wurde gefunden, daß das auf die Trägerschicht und/oder Deckschicht aufgetragene und mäßig viskose Bindehilfsmittel gleichzeitig ein Vernadelungshilfsmittel darstellt und Eigenschaften einer Avivage besitzt. Die zwischen den Schichten mit dem Bindehilfsmittel in einer lockeren Schüttung vorfixierten Granalien können zwar bei einem mäßig schnellen Vernadelungsvorgang auch stich- und stoßartig belastet werden, weichen aber örtlich bedingt in einer Längs- oder Querichtung den Nadeln aus und prallen so nicht sprungartig von ihrer vorfixierten Position heraus. Da die Schichten ebenfalls flexibel sind und ihre draht- oder faserartigen Bestandteile den Nadeln ausweichen bzw. als Folien von den Nadeln durchstoßbar sind, werden die spröden Granalien somit seitlich verdrängt und nur zu einem geringen Anteil in ihrer Oberfläche und Form beschädigt.

Die Erfindung wird beispielhaft näher erläutert. In den Figuren zeigen:

Fig. 1 Zwei Schichten des Schichtkörpers, bestehend aus unterschiedlichen Drahtgeweben mit unterschiedlichen Öffnungen und mit dazwischen befindlichen Granalien

Fig. 2 Zwei Schichten des Schichtkörpers ähnlich wie nach Fig. 1, bestehend aus einem Webmaterial mit schlingenartigen Ausstülpungen

Fig. 3 Einen Faserwickel in Querrichtung auf einer Folie mit einer davon abweichenden Deckschichtstruktur sowie mit Granalien

Fig. 4 Zwei Vließschichten mit Granalien

Fig. 5 Eine Schicht aus einem verwebtem Fasergelege

Fig. 6 Eine Abänderung der Schicht nach Fig. 5

Fig. 7 Verfahrensschema zur Herstellung eines Wickelkörpers

Fig. 8 Eine Abänderung des Verfahrensschemas nach Fig. 7

Fig. 9a-c Verfahren zur Herstellung eines von der Form eines Wickelkörpers abweichenden Schichtkörpers.

Beispiel 1

In Fig. 1 bilden eine Trägerschicht 2 aus einem Drahtgewebe, dessen freie Öffnungen etwas kleiner als die Hauptabmessungen der Partikel 4 sind, gemeinsam mit einer Deckschicht 3 aus einem etwas feineren Drahtgewebe den ihnen gemeinsamen Schichtkörper 1.

Beispiel 2

Gemäß Fig. 2 besteht die Trägerschicht 2 und auch die Deckschicht 3 aus einem frottierstoffartigen Nähgewirk.

Beispiel 3

In Fig. 3 wird gezeigt, daß die Trägerschicht 2 aus einer Folie besteht, die von einem "unendlich" langen Draht doppelseitig umwickelt ist.

Beispiel 4

Entsprechend Fig. 4 befinden sich die Partikel 4 zwischen zwei Faservliesen als Trägerschicht 2 und als Deckschicht 3.

Beispiel 5

Eine besonders vorteilhafte Variante der Ausgestaltung des Schichtkörpers 1 zeigt Fig. 5, in der ein über schräg verlaufenden Schußfäden 5 verwebtes und lockeres Fadengelege als Trägerschicht 2 vorgelegt ist. Die Schußfäden 5 können nach Fig. 6 auch gerade verlaufen.

Beispiel 6

Das zugehörige Verfahren zur Herstellung des Schichtkörpers 1 als Wickelkörper folgt aus Fig. 7.

Die Basis des Wickelkörpers bildet der drehbare Dorn 10. Die Vernadelung des Schichtkörpers 1 erfolgt nach Fig. 1 durch Aufreißen der durch das Drahtgitter der Trägerschicht 2 vorgegebenen Drahtelemente an den Flächenstellen und in den Abständen, die durch die Nadeln 12 auf dem Nadelträger 11 vorgegeben sind. Dabei durchdringen die aus der Trägerschicht 2 gebildeten Grannen die Deckschicht 3, ebenso die aus der Deckschicht 3 gebildeten Grannen die Trägerschicht 2 der auf dem Wickel nächst höher gelegenen Schicht. Gemäß Fig. 2 werden die Schlaufen des Nähgewirks der Trägerschicht 2 zu Grannen aufgerissen oder auch teilweise als noch ganze Schlingen durch die Deckschicht 3 hindurchgezogen. Entsprechend erfolgt so nach Fig. 3 auch die Vernadelung und Vergrannung einzelner Drahtelemente, die sich auf der Folie der Trägerschicht 2 befinden, mit den Elementen der Deckschicht 3. Die Vernadelung einzelner Vliese mit längeren Fasern (Fig. 4) erfolgt so, daß einzelne Elemente der Trägerschicht 2 erst nach Hindurchziehen durch die Deckschicht 3 aufgebrochen werden. Dieser Effekt tritt gemäß Fig. 5 und Fig. 6 vor allem bei bündelartigen und langfasrigen, durch Schußfäden 5 verwebten Gelegen auf. Hier werden die Partikel 4 besonders vorteilhaft in die lockeren Gelegebüschel eingedrückt und eingebettet, wobei eine Streckung des Geleges erfolgt und die zugbelastbaren und verstreckbaren Schußfäden 5 diese Einlagerung unterstützen.

Nach Fig. 8 erweist sich hierzu eine zusätzliche Verdichtervorrichtung 24 zweckmäßig. Die vom Rollenträger 20 abgewickelte Trägerschicht 2 mit der vom Rollenträger 20' abgewickelten Deckschicht 3 und den dazwischen befindlichen, aus dem Beschichter 21 zugeführten Partikel 4 werden durch Walzen mäßig intensiv verpreßt. Die schonende Vernadelung der Schichten wird durch das Bindehilfsmittel unterstützt, das über die Bindehilfsmittelzuführung 23 zugeführt wird.

Ein besonderer Gedanke besteht darin, daß der Dorn 10 aus einem Rohrstutzen gebildet wird, der einen Bestandteil eines axial angeordneten Wärmeträgerrohres darstellt und die Trägerschicht 2 sowie bei ihrem Vorhandensein auch die Deckschicht 3 gemeinsam aufwickelt.

Beispiel 7

Eine Abänderung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß neben typischen Wickelkörpern auch Schichtkörper mit einer davon abweichenden prismen- oder quaderartigen Geometrie hergestellt werden. Nach Fig. 9 werden für die Beschichtung allein einer Trägerschicht 2 zwei Nadelträger 11; 11' sowie zwei Beschichter 21; 21' vorgesehen, die sich gemeinsam mit einer Bahnführung 25 für die Trägerschicht 2 auf einem Schlitten 26 befinden. Durch die Hin- und Herbewegung des Schlittens 26 innerhalb der Begrenzer 27; 27' wird der Schichtkörper 1 mittels einer Schichtführung 28 auf dem sich abwärts bewegenden Trägerboden 29 in Form einzelner Schichtlagen erzeugt.

Die Verdichtervorrichtungen 24 sind an den Nadelträgern 11; 11' in Form von federnden, die einzelnen Lagen andrückenden Gabelfüßen (nicht eingezeichnet) angebracht. Gemäß Fig. 9a bewegt sich der Schlitten 26 in Richtung des Begrenzers 27, wobei der Beschichter 21 und der Nadelträger 11' eine obere Lage der Trägerschicht 2 mit den darunter befindlichen Partikeln 4 erzeugen und auch fixieren. Bei einer Richtungsumkehr des Schlittens 26 nach Fig. 9b bewegt sich dieser auf den zweiten Begrenzer 27' zu. Der Nadelträger 11 wird aktiviert, während der Beschichter 21' sich noch in einer Warteposition befindet. Im Prozeß des weiteren Vernadelns (Fig. 9c) durch den nun aktivierten Nadelträger 11 und Belegen der Trägerschicht 2 mit Partikeln 4 über den Beschichter 21' wird eine weitere obere Lage des Schichtkörpers 1 unter Abwärtbewegung des Trägerbodens 29 aufgebracht. In einer weiteren und abschließenden Herstellungsperiode des Schichtkörpers 1 gemäß Fig. 9a werden mindestens zwei Lagen der Trägerschicht 2 miteinander vernadelt. Die drahtförmigen Materialien von Gittern besitzen vorzugsweise einen Durchmesser von 0.1 bis 0.3 mm, die von Vliesen und Gelegen- 0.08 bis 0.2 mm.

Beispiel 8

Die Partikel 4 besitzen Hauptabmessungen (ein Verhältnis von Volumen- zum Oberflächendurchmesser) von 3,5 bis 3.9 mm. Eine angenäherte dichteste Kugelpackung in einer Fläche zwischen der Trägerschicht 2 und der Deckschicht 3, beide aus einem überwiegend kupferhaltigen Material, wird in ihrem Raumausfüllungsgrad bis maximal 15% unterschritten, in der Größe eines Flächenanteils, der etwa von den Nadeln auf den zu vergrannenden Schichten eingenommen wird. Die angenähert quadratischen Öffnungen der Trägerschicht 2 besitzen Diagonalen von 3,3 mm. Die Öffnungen der Deckschicht 3 entsprechen mit 0,9 mm etwa dem vierfachen Durchmesser der Nadeln 12. Dem Bindehilfsmittel sind hackschnitzelartige Kupferflitter mit einem äquivalenten Durchmesser von ca. 5 mm zu etwa 10 Ma-% zugefügt. Das Bindehilfsmittel ist ein alkalihaltiges Alumosilikat in zähflüssiger Gelform. Überschüssiges Bindehilfsmittel wird durch eine Nachbehandlung des Schichtkörpers 1 nach dessen Entnahme aus aus der Bahnführung 28 in einem Lösungsschritt und dem nachfolgenden Schritt zu einem überwiegenden Teil entfernt. Der verbleibende Rest wird gemeinsam mit den Partikeln 4 einer thermischen Aktivierung unterzogen. Das Lösungsmittel ist ein angenähert pH- wertneutrales, auf 80°C erwärmtes Wasser. Die Aktivierung der zeolithischen Granalien für die Adsorption des Arbeitsmittels Wasserdampf in einem Wärmespeicher erfolgt nach einem Temperaturprogramm und bei einer zeitlich abgestuften Erwärmung des Schichtkörpers 1 bis maximal 600°C.

Bezugszeichenaufstellung

1

Schichtkörper

2

Trägerschicht

3

Deckschicht

4

Partikel

5

Schuß

10

Dorn

11

Nadelträger

11

' Nadelträger

12

Nadel

20

Rollenträger

20

' Rollenträger

21

Beschichter

21

' Beschichter

23

Bindehilfsmittelzuführung

24

Verdichtervorrichtung

25

Bahnführung

26

Schlitten

27

Begrenzer

27

' Begrenzer

28

Schichtführung

29

Trägerboden

Claims

1. Metallhaltiger und mineralische Granalien, insbesondere zeolithische Granalien enthaltender Schichtkörper, gekennzeichnet dadurch, daß im Schichtkörper (1) die vorgeformten Partikel (4) sich zwischen einer Trägerschicht (2) und einer Deckschicht (3) befinden, die in einzelnen Lagen vorzugsweise in einer Längsvorzugsrichtung angeordnet sind und bei denen mindestens in einer Querrichtung die gebildete Struktur schichtweise und in dieser Querrichtung, grannenartige Filamente bildend, so aufgebrochen ist, daß mindestens zwischen jeweils zwei Lagen der Struktur flexible, die Schicht aus Granalien (4) durchdringende Brücken entstehen, wobei insgesamt eine dreidimensional vernetzte Struktur gebildet wird.

2. Schichtkörper nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Trägerschichten (2) gitter-, gewebe-, gelege- oder faservliesartig und aus Komponenten bestehend anteilig zusammengesetzt sind, die Komponenten gänzlich metallisch sind oder davon mindestens eine Komponente metallisch ist und in ihnen befindliche vorgefertigte Öffnungen mindestens geringfügig unterhalb der Hauptabmessungen der Partikel (4) liegen oder auch wesentlich kleinere Öffnungen aufweisen.

3. Schichtkörper nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Deckschichten (3) von gleicher Art wie die Trägerschichten sind oder aus einem davon abweichenden, unterschiedlichen und folienartigen sowie punktförmig durchdringbarem Material bestehen und die gleichen Merkmale der Öffnungen wie die der Trägerschichten (2) aufweisen oder im Submillimeterbereich liegen.

4. Schichtkörper nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Hauptabmessungen der Partikel (4) im Millimeterbereich, die Abmessungen der vorgefertigten Öffnungen der Trägerschicht (2) mindestens geringfügig unterhalb der Hauptabmessungen der Partikel (4) liegen oder auch wesentlich kleinere Öffnungen aufweisen, die im Submillimeterbereich liegen.

5. Schichtkörper nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß hilfsweise ein Bindemittel als ein Bindehilfsmittel eingebracht ist.

6. Schichtkörper nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß zusätzlich zwischen die Trägerschicht (2) und die Deckschicht (3) vorgeformte streifen-, faser-, folien- oder flitterartige Bestandteile aus einem Metall oder aus einem anderen wärmeleitfähigen Material eingebracht sind, deren Hauptabmessungen oberhalb derjenigen der Partikel (4) liegen.

7. Schichtkörper nach Anspruch 2 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß die Trägerschicht (2) aus einem Mischgewebe besteht, das mit Hilfe von Schußfäden (5) aus einem versponnenen metallischen oder organischen Material in einer Längsrichtung oder schräg zu einer Längs- und einer Querrichtung verbunden ist und die Trägerschicht (2) in einer Vorzugsrichtung verstreckt ist.

8. Schichtkörper nach Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch, daß das Bindehilfsmittel bevorzugt ein alkalihaltiges Wasserglas in Gelform, ein Polysaccharid oder ein anderes organisches oligomeres Polykondensat ist.

9. Schichtkörper nach Anspruch 2 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß

- die drahtförmigen Materialien von Gittern vorzugsweise einen Durchmesser von 0.1 bis 0.3 mm, die von Vließen und Gelegen- 0.08 bis 0.2 mm besitzen,
- eine angenäherte dichteste Kugelpackung in einer Fläche zwischen der Trägerschicht (2) und der Deckschicht (3) in ihrem Raumausfüllungsgrad bis maximal 15% unterschritten wird und
- dem Bindehilfsmittel metallische Flitter bis etwa 10 Ma-% zugefügt sind.

10. Verfahren zur Herstellung des Schichtkörpers nach Anspruch 1 bis 9, gekennzeichnet dadurch, daß mindestens zwei Trägerschichten (2) oder mindestens eine Trägerschicht (2) mit mindestens einer Deckschicht (3) vernadelt werden, wobei die vorgebildete Struktur einer Trägerschicht (2) und/ oder der Deckschicht (3) in einer Querrichtung teilweise aufgerissen wird, dabei draht- oder faserartige Filamente gebildet werden, die durch die hakenartig ausgebildeten Vorsprünge der einzelnen Nadeln (12) auf dem Nadelträger (11) mindestens in zwei einander benachbarte Lagen des Schichtkörpers (1) hineingezogen werden und dort miteiander und/oder mit dem Träger- und Deckschichtmaterial vergrannen, wobei mit der Verdichtervorrichtung (24) eine die Schichtdicke vergleichmäßigende Verteilung des Bindehilfsmittels und der Partikel (4) im Schichtkörper (1) vor oder während seiner teilweisen Verfestigung vorgenommen wird und das Bindehilfsmittel vor einer vollständigen Erhärtung in einem nachfolgenden Schritt mit physikalischen und/oder chemischen Mitteln wieder aus der Struktur entfernt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet dadurch, daß die Vernadelung des Schichtkörpers (1) als Wickelkörper durch die Nadeln (12) auf dem Nadelträger (11) erfolgt, dessen Basis der Dorn (10) ist.

12. Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet dadurch, daß der Dorn (10) Bestandteil einer durchströmbaren Wärmeträgerführung ist.

13. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch 10, gekennzeichnet dadurch, daß Schichtkörper (1) lagenweise mit einer prismen- oder quaderartigen Geometrie hergestellt werden und für die Beschichtung einer Trägerschicht (2) zwei Nadelträger (11; 11') sowie zwei Beschichter (21; 21') vorgesehen sind, die sich gemeinsam mit einer Bahnführung (25) für die Trägerschicht (2) auf einem Schlitten (26) befinden, der sich innerhalb der Begrenzer (27; 27') bewegt, wobei mittels einer Schichtführung (28) auf dem Trägerboden (29) einzelne Schichtlagen erzeugt werden.