DE2712433A1 - Mehrlagiges verbundmaterial aus wellpappe, die aktivkohlefasern enthaelt - Google Patents

Mehrlagiges verbundmaterial aus wellpappe, die aktivkohlefasern enthaelt

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DE2712433A1 DE19772712433 DE2712433A DE2712433A1 DE 2712433 A1 DE2712433 A1 DE 2712433A1 DE 19772712433 DE19772712433 DE 19772712433 DE 2712433 A DE2712433 A DE 2712433A DE 2712433 A1 DE2712433 A1 DE 2712433A1
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Description

VON KREISLER SCHONWALD MEYER EISHOLD FUES VON KREISLER KELLER SELTING
PATENTANWÄLTE Dr.-Ing. von Kreisler t 1973
Dr.-Ing. K. Schönwald, Köln Dr.-Ing. Th. Meyer, Köln Dr.-Ing. K. W. Eishold, Bad Soden Dr. J. F. Fues, Köln Dipl.-Chem. Alek von Kreiiler, Köln Dipl.-Chem. Carola Keller, Köln Dipl.-Ing. G. Selling, Köln
5 KDLN 1
DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF
21. März 1977 AvK/Ax
Toyo Boseki Kabushiki Kaisha, No 8, Dojimahamadouri 2-chame, Kita-ku, Osaka-shi, Osaka-fu, Japan
Mehrlagiges Verbundmaterial aus Wellpappe, die Aktivkohlefasern enthält
709840/0840
T.Won: (0731) I34J41-4 - Tab*: 8M 3307 dopa d - T.legromm: Dompol.nt KoIn
Die Erfindung betrifft ein mehrlagiges Verbunderzeugnis aus Wellpappe, die aus Aktivkohlefasern hergestellt und als Adsorptionsmaterial geeignet ist. Die Erfindung ist insbesondere auf ein mehrlagiges Verbunderzeugnis gerichtet, das aus Wellpappe, die aus Aktivkohlefasern hergestellt ist, besteht, eine große Adsorptionsfläche und eine hohe Adsorptionsgeschwindigkeit aufweist und beispielsweise als Adsorptionsmaterial oder Trä'ger für Katalysatoren geeignet ist.
Die Erfindung umfaßt ferner eine Adsorptionsvorrichtung mit geringem Druckverlust und hoher Behandlungskapazität, einen Träger mit hohem Aufnahmevermögen für Katalysatoren oder Absorptionsmittel und demzufolge einen katalytischen Reaktor oder eine Absorptionsvorrichtung mit hoher Behandlungskapazität und hohem Wirkungsgrad.
Als Adsorptionsschicht in Adsorptionsvorrichtungen wurden bisher Schichten aus körniger Aktivkohle verwendet. Diese Schichten, deren Adsorptionsgeschwindigkeit niedrig ist, müssen Jedoch in erheblicher Dicke von beispielsweise 20 bis 40 cm als Adsorptionszone ausgebildet werden und haben den Nachteil, daß beim Durchleiten von Gasen oder Flüssigkeiten durch eine solche Schicht das behandelte Material einen hohen Druckabfall erfährt. Vor kurzem wurde eine feststehende Adsorptionsschicht vorgeschlagen, für die eine faserförmige Aktivkohle verwendet wird. Bei entsprechender Herstellung haben Aktivkohlefasern eine äußerst hohe Adsorptionsgeschwindigkeit, und die Dicke der Adsorptionsschicht kann weitgehend beispielsweise auf 1 bis 8 cm verringert werden. Die Aktivkohlefasermasse hat Jedoch im allgemeinen eine erheblich geringere Raumdichte als körnige Aktivkohle. Die Raumdichte beträgt beispielsweise etwa 0,05 g/ccm bei genadelten Vliesen aus Aktivkohlefasern und 0,4 g/ccm bei Schich-
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ten aus körniger Aktivkohle. Auf Grund dieser Eigenschaften gibt es Fälle, in denen das Adsorptionsvermögen für ein bestimmtes Volumen trotz Verwendung von Aktivkohlefasern nicht wesentlich verbessert ist. Ferner steigt mit zunehmendem Raumgewicht der Aktivkohle fasern der Druckverlust scharf an.
Gegenstand der Erfindung ist ein Adsorptionsmaterial mit hohem Volumenwirkungsgrad in Bezug auf Adsorptionsvermögen bei geringem Druckverlust. Dieses Material gemäß der Erfindung hat die Form eines mehrlagigen Verbunderzeugnisses aus Wellpappe, die aus einer Bahn besteht, die Aktivkohlefasern enthalt.
Die für die Zwecke der Erfindung verwendeten Aktivkohlefasern müssen eine Gleichgewichtsadsorptionsmenge für Benzol von mehr als 200 mg/g und eine Adsorptionsqeschwindigkeitskonstante für Benzol von mehr als 0,2 Min." haben. Insbesondere ist die hohe Adsorptionsgeschwindigkeit ein von anderen Aktivkohlen nicht erreichtes Merkmal der Aktivkohlefasern gemäß der Erfin- dung. Durch Verwendung von Aktivkohlefasern mit solchen Eigenschaften kann das Ziel der Erfindung, d.h. eine Adsorptionsschicht mit hohem Adsorptionsvermögen, kleiner Massenübergangszone und geringem Druckverlust, erreicht werden.
Die Aktivkohlefasern mit einem solchen Adsorptionsvermögen werden hergestellt, indem Fasern beispielsweise aus Baumwolle, Hanf, regenerierter Cellulose, Polyvinylalkohol, Acrylharzen, aromatischen Polyamiden und Erdölpech mit einem geeigneten nicht entflammbaren Mittel imprägniert, einer flammfestmachenden Behandlung in geeigneter Atmosphäre bei einer Temperatur von nicht mehr als 400*C unterworfen und dann bei einer Temperatur von 500°C und darüber in Aktivkohle umgewandelt werden.
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Vom Standpunkt guter mechanischer Eigenschaften (Festigkeit usw.) der hergestellten Aktivkohlefasern und der Leichtigkeit der Aktivierung bei niedriger Temperatur werden als Fasermaterial Cellulosefasern, insbesondere Polynosic-fasern bevorzugt. Hohe Festigkeit ist eine wichtige Voraussetzung für die Aktivkohlefasern, um Staubbildung zu verhindern.
Als flammfestmachende Mittel werden im allgemeinen Verbindungen, die Phosphor-, Stickstoff- und Halogen atome enthalten, bevorzugt. Für Cellulosefasern werden insbesondere Phosphorsäure, Ammoniumphosphat, Tetrakis(hydroxymethyl)phosphoniumsalzf Zinkchlorid usw. als flammfestmachende Mittel besonders bevorzugt. Das flammfestmachende Mittel kann mit dem Ausgangsfaser material gemischt oder nach der Behandlung auf die Oberflüche der Fasern aufgebracht werden.
Als Atmosphäre, in der die Flammfestbehandlung durchgeführt wird, wird vorzugsweise ein Inertgas (Stickstoff, Brenngase usw.) bevorzugt, jedoch können die Gase auch einen gewissen Sauerstoffgehalt haben.
Die Aktivierungsbehandlung, d.h. die Umwandlung in Aktivkohle, wird in einer Atmosphäre, die Wasserdampf, Kohlen8xyd und Kohlendioxyd in einer Menge von 5 bis 70 Vol.-% enthält, durch Erhitzen auf 500°C oder höher durchgeführt. In diesem Fall kann das Fasermaterial zuerst mit einem geeigneten Aktivierungsmittel imprägniert werden, oder die Aktivierung kann in der vorstehend beschriebenen Weise vorgenommen werden, nachdem die verkohlte Faser nach dem üblichen Verfahren hergestellt worden ist. "<
Das flächige Material aus den Aktivkohlefasern gemäß der Erfindung hat vom Standpunkt des Volumenwirkungsgrades des Adsorptionsvernögens vorzugsweise «in möglichst höh·· Raungewicht, das vorzugsweise 0,06 g/cca
'709840/0840 "v
oder mehr, Insbesondere 0,1 bis 0,3 q/ccm betrügt. Das fluchige Material muß so dünn sein, daß das im behandelten Gas oder in der behandelten Flüssigkeit enthaltene, su adsorbierende Material durchdringen und sich schnell im Innern des flächigen Materials ausbreiten kann, und genügende Porosität aufweisen. Das flächige Material kann die Form von Papier, Faservliesen oder Platten haben. Vom Standpunkt der vorstehend genannten bevorzugten Dicke und des bevorzugten Raumge- wichte ist Jedoch die Papierform am geeignetsten. Bevorzugt werden flächige Materialien mit einem Quadratmetergewicht von 10 bis 200 g. Das flächige Material besteht aus Aktivkohlefasern, kann jedoch auch Fasern anderer Art oder Polymerfasern enthalten, um die Fähig keit, die flächige Form zu bewahren, zu verbessern.
Das flSchige Material muß jedoch wenigstens 10 Gew.-% Aktivkohlefasern enthalten»
Das die Aktivkohlefaaern enthaltende flächige Material wird nach einem üblichen Papierherstellungsverfahren aus Aktivkohlefasern allein oder aus Gemischen von Holzsellstoff oder synthetischem Faserstoff aus Polyacrylnitril, Polyethylen usw. hergestellt. In diesem Fall wird üblicherweise ein Bindemittel für die Papierherstellung, z.B. PVA-Fasern, verwendet. Ein Gemisch mit anderen Papierstoffen ergibt eine bessere Verstärkungswirkung und verbesserte Verarbeitbarkeit auf der Wellpappenmaschine.
Die Verarbeitung des flächigen Aktivkohlefasermaterials zu Wellpappe erfolgt gewöhnlich1 auf einer üblichen Wellpappenmaschine· Die Aktivkohlefaserbahn wird durch eine Riffelwaise gewellt, und die geriffelte Bahn (Wellenbahn) wird auf eine/Seite?einer flachen Deckenbahn geklebt. Zum Verkleben wird die glatte Bahn gewöhnlich durch Auftrag eines Klebstoffs auf die Wellen- kuppen befestigt, jedoch 1st der Auftrag eines Kleb-
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Stoffs nicht immer notwendig, weil diese Lagen beim Zusammenschichten befestigt werden. Zum Verkleben muß ein Klebstoff verwendet werden, der das Adsorptionsvermögen des flächigen Materials nicht beeinträchtigt. Bevorzugt als Klebstoff wird Maisstärke in Mischung mit gewissen synthetischen Stärken. Falls erforderlich, kann eine Verstärkung vorgenommen werden, indem vorher ein Cord usw. auf die Bahn in Laufrichtung der Maschine beim Riffelprozess aufgebracht wird.
Die Wellen der gewellten Bahn, die die Wellpappe bildet, können nach Belieben die O-Form oder V-Form haben. Die Wellenbahn erhält eine solche Riffel teilung, daß 15 bis 150 Wellen pro 30 cm Länge vorhanden sind. Die Riffelhöhe wird je nach Riffelteilung auf einen geeigneten Wert im Bereich von 1 bis 20 mm festgelegt.
Je feiner die Riffelteilung ist, um so kleiner sind die röhrenförmigen Durchgänge, die im mehrlagigen Verbunderzeugnis gebildet werden. Hierdurch ergibt sich ein höherer Druckverlust, wenn das Fluid vom Ende des mehrlagigen Materials durchgeleitet wird, während andererseits eine höhere Überführungsgeschwindigkeit der in dem zu behandelnden Fluid enthaltenen Substanz zu den Rohrwänden der Wellpappe erreicht wird, so daß es möglich ist, die für die Behandlung notwendige Länge des mehrlagigen Materials zu verkürzen. In diesem Fall wird die zu adsorbierende Substanz auf einer kürzeren Laufstrecke adsorbiert. Die Riffelteilung sollte so gewählt werden, daß sie für den jeweiligen Fall am geeignetsten ist, wobei die beiden vorstehend genannten Faktoren aufeinander abgestimmt werden. Die Wahl erfolgt in geeigneter Weise in Abhängigkeit von der Eigenschaft des zu behandelnden Fluids und der Konzentration der zu adsorbierenden Substanz. Für die Zwecke der Erfindung werden die vorstehend genannten Riffelteilungen bevorzugt.
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Ein Beispiel einer Einfach-Wellpappe, die aus einer glatten Bahn und einer gewellten Bahn besteht, mit der die glatte Bahn verklebt ist, ist in Pig.l dargestellt. Fig.2 zeigt eine Doppel-Wellpappe, bei der zwei glatte Decken mit beiden Seiten der gewellten Bahn verklebt sind. Die mehrlagigen Verbundmaterialien gemäß der Erfindung können aus beiden Arten von Wellpappe gebildet werden. Für die Herstellung eines mehrlagigen Materials durch Rollen einer Wellpappe zu einer Trommel wird die Einfach-Wellpappe bevorzugt.
Das mehrlagige flächige Material gemäß der Erfindung kann hergestellt werden, indem entweder eine Anzahl der in der beschriebenen Weise hergestellten Wellpappen aufeinandergelegt werden, wie in Fig.3 dargestellt, oder indem eine Wellpappe in Bahnrichtung spiralförmig unter Bildung mehrerer Schichten gerollt wird, wie in Fig.4 dargestellt. Bei der Bildung eines mehrlagigen Materials durch Einrollen der Wellpappe ist es üblich, die Pappe im rechten Winkel zur Laufrichtung der Riffel teilung der Wellpappe zu rollen, jedoch ist es auch möglich, die Wellpappe mit einer Neigung in einen bestimmten Winkel zur Laufrichtung der Wellen aufzurollen, wie in Fig.5 dargestellt. In diesem Fall kann der Druckverlust etwas hoch werden, jedoch kann eine solche Anordnung auf Grund des verbesserten Kontakts zwischen der zu behandelnden Substanz und dem mehrlagigen flächigen Material zweckmäßig sein. Bei der Bildung eines mehrlagigen Verbundmaterials durch Übereinanderlegen einer Anzahl von Wellpappen müssen die Wellen im wesent liehen in der gleichen Richtung verlaufen, jedoch können die Lagen auch mit leichten Abweichungen hiervon gelegt werden.
Die Erfindung umfaßt auch die mehrlagige Anordnung der Wellpappe. Da jedoch die wechselseitigen Lagen der Wellenbahn und der glatten Bahn das gleiche mehrlagige
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Material ergeben, wie es hier offenbart ist, umfaßt die Erfindung natürlich auch diese wechselseitigen Lagen.
Das erfindungsgemäße mehrlagige Verbunderzeugnis aus Wellpappe hat leichtes Gewicht, ist sehr formbeständig und weist Adsorptionsvermögen auf, so daß es sich als Adsorptionsmaterial in Adsorptionsvorrichtungen eignet. In die Adsorptionsvorrichtung wird das vorstehend beschriebene mehrlagige Material so eingesetzt, daß das zu behandelnde Fluid der Querschnittsfläche des mehrlagigen Materials zugeführt wird, längs der durch die Wellenbahn und die glatte Bahn des mehrlagigen Materials gebildeten röhrenförmigen Wege fließt bzw. strömt.
Da für die Wellpappe gemäß der Erfindung Aktivkohlefasern mit äußerst hoher Adsorptionsgeschwindigkeit verwendet werden, erfolgt die Adsorption sofort, wenn das zu adsorbierende Material die Oberfläche der Bahn erreicht. Wenn daher ein geringer Abstand zwischen den Bahnen auf einen Wert in dem Bereich eingestellt wird, in dem der Druckverlust in der Praxis nicht zu hoch wird, kann die Dicke der Adsorptionsschicht verringert und eine Adsorptionsschicht mit hohem Adsorptionsvermögen pro Raumeinheit (Volumenwirkungsgrad des Adsorptionsvermögens) erhalten werden. Die Adsorptionsvorrichtung gemäß der Erfindung ist besonders wirksam, wenn das zu behandelnde Fluid ein Gas ist, jedoch eignet sie sich auch für Flüssigkeiten.
Für die Verwendung des erfindunsgemäßen mehrlagigen Verbundmaterials aus Wellpappe als Adsorptionsvorrichtung können mehrere solcher mehrlagigen Verbundmaterialien verwendet werden, oder tin mehrlagiges Verbund material wird in mehrere Blöcke unterteilt und zu einer Adsorptionsvorrichtung ausgebildet, bei der Adsorption in einem Block und Desorption in einem anderen Block stattfindet, wobei intermittierend von Adsorption auf
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Desorption und umgekehrt geschaltet -wird, so daß die Adsorption und die Desorption kontinuierlich durchgeführt werden·
Eine kontinuierlich arbeitende Adsorptions- und Desorp-S tionsvorrichtung kann auch ausgebildet werden, indem der Querschnittsbereich des mehrlagigen Verbundmaterials in mehrere Blöcke so unterteilt wird, daß Adsorption in einem Block und Desorption im anderen Block stattfindet, und indem das mehrlagige Verbundmaterial aus Wellpappe oder der Desorptionsblock kontinuierlich bewegt wird.
Fig.6 zeigt eine Vorrichtung, in der ein mehrlagiges Verbundmaterial 1 aus Wellpappe, dessen Lagen durch Einrollen der Bahn der Wellpappe auf die in Fig.4 dar gestellte Weise gebildet worden sind, so angeordnet 1st, daß das zu behandelnde Fluid 4 und das Spülgas 6 längs der röhrenförmigen Wege in den Lagen strömen, wobei das mehrschichtige Verbundmaterial 1 in dem Raum zwischen dem Adsorptionsblock 3 und dem Desorptions block 5 kontinuierlich gedreht wird, so daß die Ad sorption kontinuierlich stattfindet, während die Aktivkohlefasern am Desorptionsblock regeneriert werden. Das Bauteil 2 ist ein Zahnrad zum Drehen des aus Wellpappe bestehenden mehrlagigen Verbundmaterials.
Für die Bestimmung der geeigneten Abmessungen des mehrlagigen Verbundmaterials aus Aktivkohlefasern enthaltender Wellpappe gemäß der Erfindung werden die folgenden Anhaltspunkte gegeben: Unter der Annahme, daß der Druckverlust, der zu dem Zeitpunkt verursacht wird, zu dem das zu behandelnde Fluid durch ein Adsorptionsmaterial der Dicke (Laufstrecke des Fluids) Z bei einer Windtunnelgeschwindigkeit u geführt wird,Ap beträgt, können die Beziehungen durch die folgende Gleichung dargestellt werdent
ΔΡ m lc X U X Z
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. η.
Die Länge der Massenübergangszone des im Fluid enthaltenen Materials, d.h. die Länge der Zone, in der das zu behandelnde Material zum genannten Bauteil geführt wird, wird mit Zm angenommen. Mit kleiner werdender Riffelteilung der Wellpappenlage gemäß der Erfindung wird die Größe k größer und Zm kleiner. Die Riffelteilung und die Riffelhöhe werden in geeigneter Weise in Abhängigkeit vom Verwendungszweck des mehrlagigen Verbundmaterials gewählt. Andererseits ist hinsichtlich der Werte k und Zm des Verbundmaterials gemäß der Erfindung im Vergleich zu den entsprechenden Werten bei üblichen Schichten von körniger Aktivkohle der Wert von k im allgemeinen bemerkenswert klein, jedoch ist Zm nicht so groß. Mit anderen Worten, das erfindungsge mäße mehrlagige Verbundmaterial aus Wellpappe hat charakteristischerweise eine extrem kleine Größe von Zm χ k.
Bei der Entwicklung des erfindunsgemäßen mehrlagigen Verbundmaterials aus Wellpappe, die aus einer dünnen Bahn aus Aktivkohlefasern besteht, machten sich insbesondere die Eigenschaften der Aktivkohlefaser bemerkbar, d.h. die äußerst hohe Adsorptionsgeschwindigkeit und die Leichtigkeit, mit der sie zu einem dünnen flächigen Material geformt werden Tcann. Da ein solches flächi- ges Material sich leicht zu einer Wellenbahn formen läßt, läßt es sich zu Wellpappe mit kleiner Riffelteilung, d.h. mit Feinwellen verarbeiten. Auf diese Weise läßt sich ein Verbundmaterial mit äußerst großer Kontaktfläche pro Volumeneinheit herstellen. Aus den vorste- bend genannten Gründen kann das erfindungsgemäße mehrlagige Verbundmaterial aus Wellpappe mit kleinem Zm-Wert im Vergleich zu einem aus anderen Materialien gebildeten gleichen Bauteil (z.B. einem flächigen Material, auf dae körnige Kohle aufgebracht ist) gebildet werden·
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- 1Ä- -
Gemäß einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung kann ein Katalysator auf die Aktivkohlefasern aufgebracht und in das mehrlagige Verbundmaterial gemäß der Erfindung eingearbeitet werden, so daß die Verwendung des Verbundmaterials als katalytischer Reaktor möglich ist. Der Behandlung zur Aufbringung des Katalysators können die Aktivkohlefasern unterworfen werden, oder die Behandlung kann vorgenommen werden, nachdem das mehrlagige Verbundmaterial gemäß der Erfindung gebildet worden ist· Als Katalysatoren kommen beispielsweise Platin, Edelmetalle usw. in Frage, Jedoch sind sie nicht hierauf begrenzt. Wenn der Katalysator auf die Aktivkohlefasern aufgebracht worden 1st, 1st die Katalysatoroberfläche äußerst groß und der Wirkungsgrad des Katalysators hoch. Ferner kann auf Grund des geringen Druckverlustes pro Längeneinheit in Strömungsrichtung die Kontaktzeit verhältnismäßig lang sein.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann
ein Absorptionsmittel auf die Aktivkohlefasern aufgebracht und in das mehrlagige Verbundmaterial gemäß der Erfindung eingearbeitet werden, wodurch dessen Verwendung als Absorptionsvorrichtung möglich ist. Beispielsweise kann ein Feuchtigkeit absorbierendes hittel, z.B.
Lithiumchlorid und Lithiumbromid, in das mehrlagige
Verbundmaterial gemäß der Erfindung eingearbeitet und das Produkt als Entfeuchtungsvorrichtung verwendet werden. Als flächiges Fasermaterial aus Aktivkohlefasern eignet sich in diesem Fall beispielsweise ein Papier blatt, das durch Mischen mit mehr als 10 Vol.-% einer thermoplastischen Faser und Schmelzen dieser Faser unter Wärmeeinwirkung hergestellt worden ist. Die Aktivkohlefaser hat im allgemeinen ein großes Aufnahmevermögen für das Absorptionsmittel. Sie kann beispiels- weise mehr als die dreifache Menge Lithiumchlorid im
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- lit -
Vergleich zu Asbest aufnehmen (Gewicht des Absorpti mittels pro Gewichtseinheit).
Praktische und zur Zeit bevorzugte AusfUhrungsformen der Erfindung werden in den folgenden Beispielen beschrieben. Die in den Beispielen genannten Meßergeb nisse wurden wie folgt erhalten:
1) Gleichqewichtsadsorptionsmenge von Benzol
Die Gleichgewichtsadsorptionsmenge wird gemäß der japanischen Industrienorm JIS K-1412 gemessen. In dieser Vorschrift wird dies als Adsorptionsvermögen für Benzol bezeichnet, jedoch wird diese Menge hier in modifizierter Weise in mg/g angegeben. Die Probe für die Bestimmung wird in einer Menge von 0,1 bis 0,2 g verwendet.
2) Adsorptionsgeschwindigkeitskonstante für Benzol:
K(MIn."1)
Die Adsorptionsgeschwindigkeitskonatante für Benzol wird nach der folgenden Gleichung berechnet:
ln - Kt (II)
Hierin ist t die Zeit (Minuten) und C die Leckkonzen-
tration (leakage concentration) (ppm) zum Zeitpunkt
(t) für den 500 ppm Benzol enthaltenden Stickstoffstrom, der mit einer Geschwindigkeit von 0,15 m/Sek. durch eine Filterschicht einer Dicke von 20 mm geleitet wird. Die Konstante (K) muß mehr als 0,2/Min., vorzugsweise mehr als 0,6/Minute betragen. Eine Probe von Aktivkohlefasern wird in Form eines Vlieses mit einem Raumgewicht von 0,05 g/ccm verwendet.
Beispiel 1
Fasern aus regenerierter Cellulose mit einem Titer von 2 den wurden als Vorprodukt verkohlt und aktiviert,
wobei Aktivkohlefasern mit einer Adsorptionsgeschwin- :ante für Benzol
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digkeitskonstante für Benzol von 1,6 Min.** erhalten
wurden. 70 Gew.-% dieser Aktivkohlefasern, 20 Gew.-% synthetischer Papierstoff aus Polyacrylnitril und 10 Gew.-% Polyvinylalkoholfasern wurden gemischt. Das Gemisch wurde auf eine Übliche Rundsieb-Papiermaschine gegossen und unter Wärmeeinwirkung flachgepreßt, wobei ein Blatt eines Aktivkohlefaserpapiers mit einem Quadratmetergewicht von 50 g erhalten wurde. Das erhaltene Papierblatt wurde mit einer üblichen einseitigen Wellpappenmaschine zu einer Einfach-Wellpappe mit einer Riffelteilung von 3,3 mm und einer Riffelhöhe von 1,4 mm verarbeitet.
Die Wellpappe wurde, während Stärke auf die Wellenkuppen aufgebracht wurde, auf einer massiven Achse von 20 mm Durchmesser aufgerollt, wobei eine Säule von 600 mm Außendurchmesser und etwa 1200 mm Länge gebildet wurde. Die Stärke, die während der Bildung der Wellpappe und während des Aufrollens zur Säule verwendet wurde, bestand hauptsächlich aus Maisstärke, der eine geringe Menge synthetische Stärke (LIFE BOND AV-650, Hersteller Nissho Kako K.K.) zugesetzt war.
Von der Säule wurde eine kleine Scheibe einer Dicke von 105 mm abgeschnitten. Die runden Flächen der Scheibe wurden zu flachen Oberflächen geschliffen, wobei eine Schicht mit einem Außendurchmesser von 600 mm und einer Dicke von 100 mm erhalten wurde.
Luft, die 200 ppm Xylol enthielt, wurde bei 20°C durch die runde Schicht in einer Richtung parallel zu der Oberfläche der Säule geleitet. Die Ergebnisse der Messung der Änderung der Xylolkonzentration in der Luft mit der Zeit (Durchbruchskurve) an der Austrittsseite zu diesem Zeitpunkt ist durch die ausgezogene Kurve in Fig.7 dargestellt. Die aus der Durchbruchskurve ermittelte, ins Gleichgewicht gebrachte adsorbierte Menge (ermittelt aus dem schraffierten Bereich in Fig.7), die
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Länge der MassenUbergangszone Zm (erhalten aus tr, t5Q und Z ■ 10 cm in Fig.7 nach der Gleichung (I)) und der Druckverlust zu diesem Zeitpunkt sowie der Druckverlustkoeffizient k sind in der folgenden Tabelle genannt
Zm-Z 2(t5° " tQ»5 (I)
Druckverlust ΔΡ 9,6 mm WS
k 9,6 χ 10 mm WS/^m (cm/Sek.)
Zm 9,5 cm
Gleichgewichtsadsorptionβ-ΙΟ menge 29%
Beispiel 2
Von der in Beispiel 1 beschriebenen Säule (Höhe etwa 1200 mm) wurde eine kleine Scheibe einer Höhe von 15 cm abgeschnitten. Die beiden runden Flächen der Scheibe wurden geebnet. Die Stirnflächen wurden bis zu einer Tiefe von 5 mm in eine Phenolharzlösung getaucht und zur Härtung auf 100°C erhitzt. Unter Verwendung der in dieser Weise hergestellten Scheibe wurde die in Fig.6 dargestellte Adsorptions- und Konzentrierungsvorrichtung hergestellt. Die Desorptionszone 5 der um die Achse des Zylinders (1) verlaufenden Leitung verläuft in einem Winkel von 44° zur waagerechten Ebene. Luft, die 50 ppm Xylol bei 230C enthielt, wurde in einer Menge von 60 m /Minute durch die Adsorptionszone der Vorrichtung geleitet. In der Desorptionszone wurde das von den Aktivkohlefasern der runden Scheibe adsorbierte Xylol desorbiert, indem Heißluft von 120°C in einer Menge von 3 m i/Min, durchgeleitet wurde. In der Zwischenzeit wurde die Scheibe um die Achse des Zylinders als Mittelpunkt mit 1 UpM gedreht. Als Folge hiervon betrug der Druckverlust in der Scheibe 55 mm WS, und die Xylolkonzentration der Luft nach der Adsorptionsbehandlung betrug 2 ppm. Mit Hilfe dieser
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Vorrichtung wurde das Xylol auf das 20-fache des ursprünglichen Volumens konzentriert. Es genügt somit, nur 3 m Luft, die etwa 1000 ppm Xylol enthält, pro Minute zu behandeln.
Beispiel 3
Die gemäß Beispiel 1 hergestellte säulenförmige Schicht wurde mit einer wässrigen Lösung von Chlorplatinsäure imprägniert, die mit einer alkalischen Hydrazinlösung reduziert wurde. Die Schicht enthielt nun 5 Gew.-% Platinkatalysator. Luft, die 100 ppm Kohlenoxyd bei 20°C enthielt, wurde in einer Menge von 10 m /Min. durch die das Platin enthaltende Schicht geleitet. Zu diesem Zeitpunkt betrug der Druckverlust der den Katalysator enthaltenden Schicht 5,7 mm WS. Der Umsatz von KohleAMyd zu Kohlendioxyd betrug 93%. Der Umsatz ist die aus der folgenden Gleichung berechnet Menge:
Umsatz - (1 - £°- χ 100%
Hierin ist Ci die CO-Konzentration am Eintritt und Co die CO-Konzentration am Austritt.
Beispiel 4
Die gemäß Beispiel 1 hergestellte runde Scheibe wurde in eine wässrige LiCl-Lösung getaucht, deren Konzentration auf 0,15 g/ml bei 200C eingestellt wurde. Anschließend wurde die Scheibe herausgenommen und geschleudert, um überschüssige wässrige LiCl-Lösung zu entfernen. In der Scheibe blieben hierbei 610 g LiCl zurück. Luft, die eine Temperatur von 200C hatte und 12 g/kg absolute Feuchtigkeit enthielt, wurde durch die Schicht, auf die das LiCl aufgebracht war, in einer Menge von 10,1 m"V Min. geleitet. Durch diese Behandlung wurde die absolute Feuchtigkeit der Luft an der Austrittsseite der runden Scheibe für eine Zeit von etwa 10 Minuten auf nicht mehr als 1 g/kg gesenkt.
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L e e r s e i t e

Claims (7)

  1. Patentansprüche
    l)\Mehrlagiges Verbundmaterial aus Wellpappe, die Aktivkohlefasern enthält, die eine Gleichgewichtsadsorptionsmenge für Benzol von nicht weniger als 200 mg/g und eine Adsorptionsgeschwindigkeitskonstante für Benzol von nicht weniger als 0,2 Min.*" haben.
  2. 2) Mehrlagiges Verbundmaterial nach Anspruch 1, hergestellt durch Aufrollen einer Einfach-Wellpappe, die aus Papierbahnen besteht, die Aktivkohlefasern enthalten, die eine Gleichgewichtsadsorptionsmenge für Benzol von
    nicht weniger als 200 mg/g und eine Adsorptionsgeschwindigkeitskonstante von nicht weniger als 0,2 Min. haben, in Form einer Säule.
  3. 3) Adsorptionsverfahren unter Verwendung des mehrlagigen Verbundmaterials nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man wenigstens zwei mehrlagige Verbundmaterialien aus Wellpappe verwendet, von denen das eine zur Adsorption der aus einem Fluid zu entfernenden Substanzen und das andere zur Desorption der adsorbierten Substanzen aus der Schicht dient, in der die durch Adsorption abzutrennenden Substanzen adsorbiert sind, wobei man die mehrlagigen Verbundmaterialien im Wechsel umschaltet.
  4. 4) Mehrlagiges Verbundmaterial nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einem Katalysator imprägniert ist.
  5. 5) Mehrlagiges Verbundmaterial nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einem Feuchtigkeit absorbierenden Mittel imprägniert ist.
  6. 6) Verfahren zur Adsorption von in einem Fluid enthaltenen, abzutrennenden Stoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man das Fluid lings der Wege, die durch die Wellenbahn und dl« glatt« Bahn der Wellpappe des mehrlagigen Verbund-
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    materials nach Anspruch 1 gebildet werden, parallel zur Oberfläche der Bahnen führt.
  7. 7) Kontinuierlich arbeitende, mit rotierendem Adsorptionskörper versehene Adsorptionsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem säulenförmigen, aus Aktivkohlefasern enthaltender Wellpappe bestehenden mehrlagigen Verbundmaterial versehen ist, das in einen Block, der die in einem Fluid enthaltenen, zu adsorbierenden Stoffe adsorbiert, und einen Block, der zur Desorption der adsorbierten Stoffe dient, in Drehrichtung des säulenförmigen Materials unterteilt ist, während das säulenförmige mehrlagige Verbundmaterial rotiert.
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