DE3937863A1 - Verfahren zur herstellung eines gasadsorptionselements - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines gasadsorptionselements

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines gas­ adsorbierenden Elements (nachstehend als Gasadsorptionselement bezeichnet), das zur Entfeuchtung oder zum Adsorbieren von Gas dient und bei dem aus einem festen Adsorptionsmittel, das akti­ ves Gas reversibel adsorbiert, ein Block mit vielen kleinen Ka­ nälen gebildet ist und durch die kleinen Kanäle abwechselnd zu behandelndes Gas, in dem aktives Gas enthalten ist, und Regene­ rierungsgas hindurchgeht, um kontinuierlich ein Gas zu erhalten, aus dem das aktive Gas adsorbiert und entfernt worden ist.
Die JP-Patentanmeldung 2 06 849/1984 der Anmelder betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Feuchtigkeitsaustauscherelemen­ tes, bei dem Papier mit geringer Dichte, das hauptsächlich aus anorganischen Fasern besteht, gewellt wird und abwechselnd mit planem bzw. glattem Papier aufeinandergeschichtet bzw. lami­ niert wird, um eine Matrix mit vielen kleinen Kanälen zu bilden, wobei die Papiere entweder vor oder nach dem Bilden der Matrix mit Wasserglaslösung durchtränkt werden und die Wasserglaslö­ sung getrocknet oder eingeengt wird, bis aus dem Wasserglas hy­ dratisiertes Wasserglas oder Wasserglas in halbfestem Zustand geworden ist, worauf die gebildete Matrix in einer Säure durch­ feuchtet wird, um in der Matrix durch die Reaktion des Wasser­ glases und der Säure Kieselsäure-Hydrogel zu erzeugen, und ge­ waschen und getrocknet wird, um Kieselsäure-Aerogel zu erzeu­ gen das an die Matrix gebunden und mit der Matrix fest in ei­ nem Stück verbunden ist.
Die JP-Patentanmeldung 86 969/1985 der Anmelder betrifft ein Ver­ fahren zur Herstellung eines Feuchtigkeitsaustauscherelements oder eines Gesamtwärmeenergie-Austauscherelements, bei dem Pa­ piere mit geringer Dichte, die hauptsächlich aus anorganischen Fasern bestehen, aufeinandergeschichtet bzw. laminiert werden, um eine Matrix mit vielen kleinen Kanälen zu bilden, wobei die Papiere entweder vor oder nach dem Bilden der Matrix mit Wasser­ glaslösung durchtränkt werden, worauf die gebildete Matrix in einer wäßrigen Lösung von Aluminiumsalzen, Magnesiumsalzen oder Calciumsalzen durchfeuchtet wird, um Silicat-Hydrogel zu erzeu­ gen und gewaschen und getrocknet wird, um Silicat-Aerogel zu erzeugen, das an die Matrix gebunden und mit der Matrix fest in einem Stück verbunden ist.
Des weiteren ist aus der DE-OS 38 19 727.8 ein Verfahren zur Herstellung eines Elements bekannt, das Gas mit äußerst gerin­ ger Konzentration adsorbiert. Bei diesem Verfahren werden Pa­ piere mit geringer Dichte aufeinandergeschichtet bzw. laminiert und wird aus den Papieren eine Matrix mit vielen kleinen Kanä­ len gebildet; die gebildete Matrix wird mit einer wäßrigen Was­ serglaslösung, in der Zeolithpulver dispergiert ist, durch­ tränkt und dann nach dem Trocknen in einer wäßrigen Lösung von Aluminiumsalzen, Magnesiumsalzen, Calciumsalzen oder anderen Me­ tallsalzen durchfeuchtet, um Metallsilicat-Hydrogel zu erzeugen, und gewaschen und getrocknet, um Zeolith und Metallsilicat-Aero­ gel zu erzeugen, die an die Matrix gebunden und mit der Matrix fest in einem Stück verbunden sind.
Nach dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik wirken Kie­ selsäure-Gel, Metallsilicat-Gel oder Zeolith als Trockenmittel oder als Adsorptionsmittel anderer Art, und durch jedes dieser Adsorptionsmittel wird Feuchtigkeit, die in einem Inertgas wie z.B. Luft enthalten ist, durch einen Adsorptionsprozeß entfernt.
Andererseits dienen anorganische Adsorptionsmittel wie z.B. Ak­ tivkohle, Tonerdegel, aktivierter Ton und aktives Magnesiumoxid und verschiedene organische Adsorptionsmittel ebenso wie Kie­ selsäure-Gel, Metallsilicat-Gel und Zeolith, die vorstehend be­ schrieben wurden, als Adsorptionsmittel, die aktive Gase wie z. B. Feuchtigkeit, die in einem Inertgas enthalten sind, adsor­ bieren und entfernen können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wirkungsgrad der Gasadsorptionselemente nach dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik dadurch weiter zu erhöhen, daß ihren Bestandteilen anorganische Adsorptionsmittel, die unter diesen Adsorptionsmit­ teln eine hohe Hitzebeständigkeit haben, zugesetzt werden.
Der Erfinder hat bei dem Verfahren zur Herstellung eines Ent­ feuchterelements oder eines anderen Gasadsorptionselements, bei dem Reaktionen zwischen Wassergles und Säure und zwischen Was­ serglas und wäßriger Metallsalzlösung ausgenutzt werden, mit dem Wasserglas verschiedene anorganische Adsorptionsmittel wie z.B. Aktivkohle, Aktivtonerde, aktivierten Ton und aktives Ma­ gnesiumoxid, die vorstehend beschrieben wurden, vermischt und in ähnlicher Weise Gasadsorptionselemente hergestellt und ihren Wirkungsgrad geprüft, wobei er feststellte, daß durch das Beimi­ schen von Aktivkohle in Form von Pulver oder von kurzen Fasern zu Wasserglas ein Entfeuchterelement oder ein anderes Gasadsorp­ tionselement erhalten werden kann, das gegenüber einem zu behan­ delnden Gas mit hoher Feuchte einen außerordentlich hohen Wir­ kungsgrad der Entfeuchtung zeigt, und daß durch das Beimischen von Aktivtonerde zu Wasserglas ein Entfeuchterelement oder ein anderes Gasadsorptionselement erhalten werden kann, das wie im Fall des vorstehend beschriebenen Verfahrens, bei dem Zeolith verwendet wird, ein Gas mit äußerst niedrigem Taupunkt erzeugen kann.
Für die Matrix kann irgendein Papier verwendet werden, das ge­ genüber dem zu behandelnden Gas und dem zu adsorbierenden und zu entfernenden aktiven Gas beständig ist und unter Bildung ei­ ner wabenförmigen Gestalt aufeinandergeschichtet bzw. laminiert werden kann. Im Hinblick auf den Fall, daß die Matrix beim Rege­ nerierungsprozeß erhitzt wird, z.B. auf den Fall, daß das er­ findungsgemäße Gasadsorptionselement zum Entfeuchten verwendet wird und zum Desorbieren oder Regenerieren erhitzte Regenerie­ rungsluft verwendet wird, wird jedoch Papier aus anorganischen Fasern, bei dem keine Entzündungsgefahr besteht, z.B. Papier, das hauptsächlich aus Keramikfasern, Glasfasern, Kohlenstoffa­ sern, Gesteinsfasern, Schlackenfasern oder einer Mischung sol­ cher Fasern besteht, verwendet.
Es kann irgendeines der Wassergläser Nr. 1, Nr. 2 und Nr. 3 (Na­ triumsilicat) verwendet werden, und auch Kaliumsilicat kann ver­ wendet werden. Als Säure kann theoretisch irgendeine Säure ver­ wendet werden, die stärker als Kieselsäure ist, jedoch ist z.B. vom Standpunkt der Kosten und der Betriebsumgebung Schwefelsäu­ re am besten geeignet. Als wasserlösliches Metallsalz können theoretisch entweder Salze eines zweiwertigen oder Salze eines dreiwertigen Metalls verwendet werden. Die Metallsalze, die für industrielle bzw. großtechnische Zwecke verwendet werden, sind Aluminium-, Magnesium- und Calciumsalze, und unter diesen kön­ nen Aluminiumsulfat und Magnesiumsulfat Silicate im Gelzustand erzeugen, die ein hohes Adsorptionsvermögen zeigen, wie in der JP-Patentanmeldung 86 969/1985 offenbart worden ist.
Wenn eine Matrix, die mit einer Wasserglaslösung durchtränkt ist, vor dem Durchfeuchten in Säure oder in einer Metallsalzlö­ sung erhitzt wird, um die Wasserglaslösung einzuengen, bis aus dem Wasserglas hydratisiertes Wasserglas oder Wasserglas in halbfestem Zustand mit einem Wassergehalt von 5 bis 45% gewor­ den ist, kann ein Verlust von Wasserglas, der darauf zurückzu­ führen ist, daß Wasserglas durch chemische Reaktion in die Säu­ re oder in die Metallsalzlösung, die zum Durchfeuchten verwen­ det wird, herausgelöst wird, verhindert werden.
Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden nachste­ hend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher er­ läutert.
Fig. 1 ist eine Schnittzeichnung des ersten Verfahrensschrittes der Erfindung.
Fig. 2 ist eine perspektivische Zeichnung einer Matrix.
Fig. 3 ist eine perspektivische Zeichnung eines Beispiels eines rotierenden Entfeuchters, wobei zur Veranschaulichung ein Teil weggebrochen ist.
Fig. 4 ist eine graphische Darstellung, die den Wirkungsgrad von durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltenen Entfeuchter­ elementen und von Entfeuchterelementen nach dem Stand der Tech­ nik zeigt.
Beispiel 1
Fig. 1 zeigt ein Beispiel einer Vorrichtung, die für den ersten Verfahrensschritt der Erfindung, d.h., für die Bildung der Ma­ trix, angewandt werden kann. Fig. 1 zeigt ein Paar Formgebungs- Zahnräder 1 und 2 mit gewünschten ineinandergreifenden Zähnen, von denen eines, das Formgebungs-Zahnrad 2, eine Druckwalze 3 berührt, wobei das Formgebungs-Zahnrad 2 und die Druckwalze 3 fast dieselbe Oberflächengeschwindigkeit haben. Zwei Klebstoff­ auftrageinrichtungen 4 und 5 bestehen aus einem Klebstoffbehäl­ ter 4 a bzw. 5 a und einer Klebstoffauftragwalze 4 b bzw. 5 b. Die Klebstoffbehälter 4 a und 5 a sind mit einem Klebstoff 6 gefüllt, der aus einer wäßrigen Lösung von Wasserglas besteht und in den die Klebstoffauftragwalzen 4 b und 5 b teilweise eintauchen. Die Klebstoffauftragwalze 4 b befindet sich nahe bei dem Formgebungs- Zahnrad 2.
Sehr poröse Papiere 7 und 8, die aus 70 bis 90% Keramikfasern, 5 bis 20% Holzschliff bzw. Holzzellstoff und 5 bis 10% Binde­ mittel bestehen und die eine Dicke von 0,1 bis 0,5 mm und eine scheinbare Dichte von nicht mehr als 0,5 g/cm3 haben, sind in Form von Rollen, die in Fig. 1 gezeigt sind, bereitgestellt. Das Papier 7 wird dem Eingriffsbereich der Formgebungs-Zahnrä­ der 1 und 2 zugeführt, damit daraus ein gewelltes Papier 7 a ge­ formt wird, und wird dann dem Eingriffsbereich des Formgebungs- Zahnrads 2 und der Klebstoffauftragwalze 4 b zugeführt, damit auf den Wellengratbereich des gewellten Papiers 7 a Klebstoff 6 aufgetragen wird. Das gewellte Papier 7 a wird dann zusammen mit dem anderen Papier 8 zwischen dem Formgebungs-Zahnrad 2 und der Druckwalze 3 hindurchgehen gelassen, um die beiden Papiere zu­ sammenzukleben. Auf den Wellengratbereich des gewellten Papiers 7 a der erhaltenen einseitig mit Deckpapier beklebten Wellpapier­ bahn 9 wird durch die Klebstoffauftragwalze 5 b der Klebstoffauf­ trageinrichtung 5 Klebstoff 6 aufgetragen. Dann wird die ein­ seitig mit Deckpapier beklebte Wellpapierbahn 9 um einen Kern 10 herum aufgewickelt, wodurch eine zylinderförmige Matrix 11 mit vielen kleinen Kanälen, die durch beide Enden hindurchgehen, erhalten wird, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist.
In eine wäßrige Lösung (Feststoffgehalt: 25 bis 30%) von Was­ serglas Nr. 1 (Siliciumdioxid:Natriumoxid=2,1:1) werden 5 bis 25 Masse% Aktivkohle entweder in Form von feinem Pulver oder in Form von kurzen Fasern eingemischt. Die vorstehend erwähnte Ma­ trix wird mit der wäßrigen Lösung durchtränkt und dann etwa 1 h lang bei 50 bis 100°C getrocknet, um das Wasserglas in hydra­ tisiertes Wasserglas oder Wasserglas in halbfestem Zustand mit einem Wassergehalt von 5 bis 20% umzuwandeln. Die gebundene Menge des Wasserglases und der Aktivkohle, mit denen die Matrix durchtränkt wurde, ist geeigneterweise 1- bis 2,5mal so schwer wie die Matrix. Die Matrix wird dann in einer 21%igen wäßrigen Lösung von Aluminiumsulfat durchfeuchtet, und die Lösung wird gerührt, um durch die Reaktion von Wasserglas und Aluminiumsul­ fat ein Hydrogel von Aluminiumsilicat zu erzeugen. Natriumsalz, das als Nebenprodukt erhalten wird, und überschüssiges Alumi­ niumsulfat werden durch Waschen entfernt. Die Matrix wird zur Trockne erhitzt, und auf diese Weise wird ein dauerhaftes Ent­ feuchterelement erhalten, das aus wabenförmigem Aluminiumsili­ cat-Aerogel besteht, in dem Aktivkohle gleichmäßig verteilt bzw. dispergiert ist und das mit der vorstehend beschriebenen Matrix aus Papier aus anorganischen Fasern verstärkt ist, wobei das Aerogel auf den Papieren und in den Öffnungen zwischen den Fa­ sern der Papiere gebildet ist.
Anstelle einer wäßrigen Lösung von Aluminiumsulfat kann eine et­ wa 15- bis 30%ige wäßrige Lösung von Metallsalzen wie z.B. Alu­ miniumdihydrogenphosphat, Aluminiumnitrat oder Magnesiumsulfat verwendet werden, wobei genau dieselben Ergebnisse erzielt wer­ den.
Beispiel 2
Papiere mit einer geringen scheinbaren Dichte von 0,3 bis 0,45 g/cm3 und einer Dicke von etwa 0,15 bis 0,25 mm werden durch Zu­ satz einer geringen Menge von Holzschliff bzw. Holzzellstoff und Bindemittel zu Keramikfasern der Siliciumdioxid-Aluminium­ oxid-Reihe hergestellt und gewellt, um wie in Beispiel 1 unter Verwendung eines Klebstoffs, der aus einer Mischung aus Kunst­ harz wie z.B. Polyvinylacetat und einem anorganischen Bindemit­ tel wie z.B. Kieselsäure-Sol besteht, eine Matrix 11 zu bilden. Die Matrix wird an der Luft auf etwa 400°C erhitzt, um organi­ sche Substanzen, die organische Fasern und Bindemittel umfassen, die in dem Papier und in dem organischen Klebstoff, der zum La­ minieren verwendet wird, enthalten sind, zu entfernen. Wasser­ glas Nr. 3 (Siliciumdioxid:Natriumoxid=3,1:1) wird mit Wasser bis zu einem Feststoffgehalt von 30 bis 45% verdünnt. 10 bis 20 Masse% eines synthetischen Zeolithen ("Zeolam A-4", herge­ stellt von Toyo Soda Co., Ltd.) und 5 bis 20 Masse% Aktivtoner­ depulver werden der Wasserglaslösung zugesetzt und gleichmäßig vermischt. Die vorstehend beschriebene Matrix wird mit dieser Mischung durchtränkt und dann zur Trockne erhitzt. Dann wird die Matrix 3 bis 4 h lang in einer 20%igen wäßrigen Lösung von Magnesiumsulfat durchfeuchtet, um durch die chemische Reaktion von Wasserglas und Magnesiumsulfat ein Hydrogel von Magnesiumsi­ licat zu erzeugen, wobei dieses Hydrogel an der Matrix anhaftet oder mit der Matrix verbunden ist. Die Matrix wird dann gewa­ schen, um Natriumsulfat, ein Nebenprodukt, und überschüssiges Magnesiumsulfat zu entfernen, und dann getrocknet. Auf diese Weise wird ein wabenförmiges Entfeuchterelement erhalten, das aus festem bzw. dauerhaftem Magnesiumsilicat-Aerogel besteht, in dem synthetischer Zeolith und Aktivtonerde gleichmäßig ver­ teilt bzw. dispergiert sind und das mit der Matrix aus Papier aus Keramikfasern verstärkt ist, wobei das Aerogel auf den Pa­ pieren und in den Öffnungen zwischen den Fasern der Papiere ge­ bildet ist.
Als Matrix kann gleichermaßen Papier verwendet werden, das her­ gestellt wird, indem Keramikfasern, Glasfasern und Holzschliff bzw. Holzzellstoff oder Papier, das hauptsächlich aus Kohlen­ stoffasern oder Aktivkohlefasern besteht, vermischt werden. An­ stelle einer wäßrigen Lösung von Magnesiumsulfat kann gleicher­ maßen eine 15- bis 30%ige wäßrige Lösung eines Metallsalzes wie z.B. Aluminiumsulfat, Aluminiumdihydrogenphosphat oder Alumi­ niumnitrat verwendet werden.
Beispiel 3
Eine Matrix 11 wird wie in Beispiel 2 unter Verwendung von Pa­ pier mit einer Dicke von 0,1 bis 0,5 mm und mit einer geringen scheinbaren Dichte von 0,3 bis 0,6 g/cm3, das aus 70 bis 94% Keramikfasern, 2 bis 22% Holzschliff bzw. Holzzellstoff und 4 bis 8% Bindemittel besteht, gebildet. Die Matrix wird an der Luft auf etwa 400°C erhitzt, um organische Substanzen zu ent­ fernen, die in dem Papier und in dem zum Laminieren verwendeten Klebstoff enthalten sind. Die Matrix wird dann mit einer wäßri­ gen Lösung (Feststoffgehalt: 25 bis 45%) von Wasserglas Nr. 1, die 5 bis 25 Masse% pulverförmige Aktivkohle enthält, durch­ tränkt und bei etwa 90°C zur Trockne erhitzt, um das Wasser­ glas in hydratisiertes Wasserglas oder Wasserglas in halbfestem Zustand mit einem Wassergehalt von 5 bis 20% umzuwandeln. Die Menge des Wasserglases und der Aktivkohle, mit denen die Matrix durchtränkt ist, beträgt etwa das 1,5- bis 3fache der Masse der Matrix. Die Matrix wird dann unter Rühren in wäßriger 3 n Schwe­ felsäurelösung durchfeuchtet, um durch die Reaktion von Wasser­ glas und Schwefelsäure Kieselsäure-Hydrogel zu erzeugen, das mit Aktivkohle verbunden ist, wobei das Hydrogel an der Matrix aus keramischen Fasern anhaftet oder mit dieser Matrix in einem Stück verbunden ist. Die Matrix wird gewaschen, um als Neben­ produkt erhaltenes Natriumsulfat und überschüssige Schwefelsäu­ re zu entfernen, und zur Trockne erhitzt. Auf diese Weise wird ein Entfeuchterelement erhalten, das hauptsächlich aus Kiesel­ säure-Aerogel besteht, in dem Aktivkohle gleichmäßig verteilt bzw. dispergiert ist und das mit der als Verstärkungsmaterial dienenden Matrix in einem Stück fest verbunden ist, wobei das Aerogel auf den Papieren und in den Öffnungen zwischen den Fa­ sern der Papiere gebildet ist.
Anstelle von Schwefelsäure können gleichermaßen andere Säuren wie z.B. Salzsäure oder Phosphorsäure verwendet werden, soweit sie die Keramikfasern oder die Aktivkohle nicht derart beein­ flussen, daß eine unerwünschte Verschlechterung verursacht wird, jedoch ist z.B. vom Standpunkt der Kosten und der Betriebsumge­ bung Schwefelsäure am besten geeignet.
Betriebsweise des Gasadsorptionselements gemäß der Erfindung
Das Gasadsorptionselement, das durch das erfindungsgemäße Ver­ fahren erhalten worden ist, wird beispielsweise angewendet, in­ dem es in einen Entfeuchter zum Entfeuchten von Gas eingebaut wird. Fig. 3 zeigt ein Beispiel eines rotierenden Entfeuchters. Ein Entfeuchterelement 11 wird in einem Gehäuse 12 drehbar ge­ halten. Ein Trennstück 13 teilt das Entfeuchterelement 11 in eine Behandlungszone 14 und eine Regenerierungszone 15 ein. Das Entfeuchterelement 11 wird durch einen Getriebemotor 16 und ei­ nen Treibriemen 17 mit einer niedrigen Drehzahl von etwa 5 bis 20 Umdrehungen/h gedreht. Zu behandelnde Luft 18 wird in die Behandlungszone 14 eingeführt, und heiße Regenerierungsluft 19 mit niedriger Feuchte wird in die Regenerierungszone 15 einge­ führt. Die zu behandelnde Luft wird entfeuchtet, und es wird trockene Luft 20 erhalten. Fig. 3 zeigt ferner eine Laufrolle bzw. Riemenscheibe 21, eine Spannrolle 22, eine Gummidichtung 23 und eine Heizeinrichtung 24 für die Regenerierungsluft.
Wirkung der Erfindung
Fig. 4 zeigt für verschiedene Werte der relativen Feuchtigkeit das Gleichgewichts-Feuchtigkeitsadsorptionsvermögen in Masse% der adsorbierten Feuchtigkeit, bezogen auf die Masse des Adsorp­ tionsmittels, das in verschiedenen Entfeuchterelementen enthal­ ten ist. In Fig. 4 zeigt die Kurve C Meßwerte für das in Bei­ spiel 1 erhaltene Entfeuchterelement, zeigt die Kurve S Meßwer­ te für ein Entfeuchterelement, das hauptsächlich aus Aluminium­ silicat-Aerogel besteht und das gemäß dem Verfahren der JP-Pa­ tentanmeldung 86 969/1985 durch Weglassen der Aktivkohle in dem Verfahren des vorstehend beschriebenen Beispiels 1 erhalten wor­ den ist, zeigt die Kurve A Meßwerte für das in Beispiel 2 erhal­ tene Entfeuchterelement, zeigt die Kurve Z Meßwerte für ein Ent­ feuchterelement, das hauptsächlich aus Magnesiumsilicat und syn­ thetischem Zeolith besteht und das gemäß dem Verfahren der DE- OS 38 19 727.8 durch Weglassen der Aktivtonerde in dem Verfah­ ren des vorstehend beschriebenen Beispiels 2 erhalten worden ist, zeigt die Kurve B Meßwerte für das in Beispiel 3 erhaltene Entfeuchterelement und zeigt die Kurve H Meßwerte für ein Ent­ feuchterelement, das hauptsächlich aus Kieselsäure-Aerogel be­ steht und gemäß dem Verfahren der JP-Patentanmeldung 2 06 849/ 1984 durch Weglassen der Aktivkohle in dem Verfahren des vorste­ hend beschriebenen Beispiels 3 erhalten worden ist. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, wird beobachtet, daß das Entfeuchterelement besonders gegenüber einem zu behandelndem Gas mit hoher Feuchte eine außerordentlich gute Entfeuchtungsleistung zeigt, wenn Ak­ tivkohle in Form von Pulver oder von kurzen Fasern eingemischt ist, und daß das Entfeuchterelement wie im Fall des Einmischens von synthetischem Zeolith besonders gegenüber einem zu behan­ delndem Gas mit niedriger Feuchte eine außerordentlich gute Ent­ feuchtungsleistung zeigt, wenn Aktivtonerde eingemischt ist.
Wegen des vorstehend beschriebenen Aufbaus des erfindungsgemä­ ßen Verfahrens benetzt bzw. befeuchtet das Wasserglas nicht nur völlig die Oberfläche des Papiers aus anorganischen Fasern, was auf die große Affinität von Wasserglas zu dem Papier aus anorga­ nischen Fasern zurückzuführen ist, sondern es dringt auch völ­ lig bzw. gut in die Zwischenräume zwischen den Fasern in dem Papier aus anorganischen Fasern ein und erzeugt durch die Reak­ tion mit wäßriger Säurelösung oder mit wäßriger Metallsalzlö­ sung Kieselsäure- bzw. Metallsilicat-Hydrogel. Infolgedessen wird Kieselsäure- oder Metallsilicat-Hydrogel, in dem Aktivkoh­ le in Form von Fasern oder von Pulver und/oder Aktivtonerdepul­ ver und/oder Zeolithpulver gleichmäßig dispergiert ist (sind), bis in den innersten Bereich der Matrix aus Papier mit geringer Dichte fest in einem Stück verbunden. Wenn dieses Hydrogel ge­ trocknet wird, um das Hydrogel in Aerogel umzuwandeln, tritt beim Trocknen kaum ein Schrumpfen ein, und das Aerogel reißt nicht und zerbricht nicht in kleine Stücke. Folglich wird ein festes Aerogel erhalten. Die Adsorptionsvermögen dieses Aero­ gels und der Aktivkohle und/oder der Aktivtonerde und/oder des Zeolithen wirken zusammen und verbessern das Entfeuchtungsvermö­ gen in außerordentlichem Maße.
Vorstehend ist zwar nur der Fall beschrieben worden, daß ein durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltenes Gasadsorptions­ element als Entfeuchterelement angewandt wird, jedoch kann es natürlich auch verwendet werden, um aktive Gase, bei denen es sich nicht um Feuchtigkeit (d.h., um Wasser) handelt, beispiels­ weise Stickstoffoxide, Schwefeloxide, Kohlenmonoxid, Ammoniak und verschiedene übelriechende organische Substanzen zu adsor­ bieren und zu entfernen. Das Gasadsorptionselement, dem Aktiv­ kohle zugesetzt worden ist, kann eine au8erordentlich gute Wir­ kung der Adsorption und der Entfernung von übelriechenden orga­ nischen Substanzen oder Lösungsmitteldämpfen mit verhältnismä­ ßig kleiner Polarität ausüben. Das Gasadsorptionselement, dem Aktivtonerde zugesetzt worden ist, kann eine außerordentlich gute Wirkung der Adsorption und der Entfernung von anorgani­ schen Gasen mit verhältnismäßig großer Polarität ausüben.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung eines Gasadsorptionselements, da­ durch gekennzeichnet, daß
  • a) Papiere mit geringer Dichte, die hauptsächlich aus anorga­ nischen Fasern bestehen, aufeinandergeschichtet bzw. laminiert werden, um eine Matrix eines Gasadsorptionselements mit zahlrei­ chen kleinen Kanälen, die zu entgegengesetzten Oberflächen hin­ durchgehen, zu erhalten,
  • b) die Matrix mit einer wäßrigen Lösung von Wasserglas, in der Aktivkohle in Form von Pulver oder von kurzen Fasern und/oder Aktivtonerde dispergiert ist, durchtränkt wird,
  • c) die durchtränkte Matrix getrocknet wird,
  • d) die getrocknete Matrix in einer wäßrigen Lösung eines wasser­ löslichen Metallsalzes wie z.B. Aluminiumsalzen, Magnesiumsal­ zen oder anderen Metallsalzen, die unlösliches Silicat im Gel­ zustand erzeugen können, durchfeuchtet wird, um durch die Reak­ tion des Wasserglases und des Metallsalzes ein wasserunlösli­ ches Metallsilicat-Hydrogel zu erzeugen,
  • e) die durchfeuchtete Matrix gewaschen wird und
  • f) die gewaschene Matrix getrocknet wird,
um das Gasadsorptionselement zu erhalten in dem Aktivkohle und/ oder Aktivtonerde und Metallsilicat-Aerogel, die Gasadsorptions­ vermögen zeigen, fest an die Matrix gebunden und mit der Matrix in einem Stück verbunden sind.
2. Verfahren zur Herstellung eines Gasadsorptionselements nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasadsorptionsele­ ment ein Entfeuchterelement ist.
3. Verfahren zur Herstellung eines Gasadsorptionselements nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der wäßrigen Lösung von Wasserglas Aktivkohle und/oder Aktivtonerde sowie Zeolith dispergiert sind.
4. Verfahren zur Herstellung eines Gasadsorptionselements, da­ durch gekennzeichnet, daß
  • a) Papiere mit geringer Dichte, die hauptsächlich aus anorga­ nischen Fasern bestehen, aufeinandergeschichtet bzw. laminiert werden, um eine Matrix eines Gasadsorptionselements mit zahlrei­ chen kleinen Kanälen, die zu entgegengesetzten Oberflächen hin­ durchgehen, zu erhalten,
  • b) die Matrix mit einer wäßrigen Lösung von Wasserglas, in der Aktivkohle in Form von Pulver oder von kurzen Fasern und/oder Aktivtonerde dispergiert ist, durchtränkt wird,
  • c) die durchtränkte Matrix getrocknet wird,
  • d) die getrocknete Matrix in einer Säure wie z.B. Schwefelsäure und anderen Säuren durchfeuchtet wird, um durch die Reaktion des Wasserglases und der Säure Kieselsäure-Hydrogel zu erzeugen,
  • e) die durchfeuchtete Matrix gewaschen wird und
  • f) die gewaschene Matrix getrocknet wird,
um das Gasadsorptionselement zu erhalten, in dem Aktivkohle und/ oder Aktivtonerde und Kieselsäure-Aerogel, die Gasadsorptions­ vermögen zeigen, fest an die Matrix gebunden und mit der Matrix in einem Stück verbunden sind.
5. Verfahren zur Herstellung eines Gasadsorptionselements nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasadsorptionsele­ ment ein Entfeuchterelement ist.
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