KR19980032979A - 과립형 활성제를 함유하는 적층구조를 가지는 활성 복합체 - Google Patents

과립형 활성제를 함유하는 적층구조를 가지는 활성 복합체 Download PDF

Info

Publication number
KR19980032979A
KR19980032979A KR1019970053726A KR19970053726A KR19980032979A KR 19980032979 A KR19980032979 A KR 19980032979A KR 1019970053726 A KR1019970053726 A KR 1019970053726A KR 19970053726 A KR19970053726 A KR 19970053726A KR 19980032979 A KR19980032979 A KR 19980032979A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
active
sheet
sheets
composite
active agent
Prior art date
Application number
KR1019970053726A
Other languages
English (en)
Inventor
피에르 부
쟝 자크 길레미노
미쉘 폰스
Original Assignee
티모니 찰스
엘프 아퀴텐느
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 티모니 찰스, 엘프 아퀴텐느 filed Critical 티모니 찰스
Publication of KR19980032979A publication Critical patent/KR19980032979A/ko

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/18Carbon
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/20Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/52Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite
    • C04B35/536Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite based on expanded graphite or complexed graphite
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/02Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of carbon, e.g. graphite
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10Process efficiency
    • Y02P20/129Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24273Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including aperture
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24273Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including aperture
    • Y10T428/24322Composite web or sheet
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24273Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including aperture
    • Y10T428/24322Composite web or sheet
    • Y10T428/24331Composite web or sheet including nonapertured component
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y10T428/249953Composite having voids in a component [e.g., porous, cellular, etc.]
    • Y10T428/249967Inorganic matrix in void-containing component
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/30Self-sustaining carbon mass or layer with impregnant or other layer

Abstract

본 발명은 압축 지지체와 1종 이상의 기체에 대해 활성인 성분(활성제)으로 구성되며 상기 압축 지지체는 상대밀도가 0.02~1.5인 재압축 팽창 흑연을 포함하는 활성 복합체에 있어서, 일련의 시트를 서로 위로 겹쳐놓음으로써 형성되며 상기 활성제는 과립 형태로 시트 사이에 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 활성 복합체에 관한 것이다.

Description

과립형 활성제를 함유하는 적층구조를 가지는 활성 복합체
본 발명은 시트 형태의 압축 지지체와 기체에 대해 활성인 성분(활성제)으로 구성되며, 상기 활성제는 과립형태로 상기 시트 사이에 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 적층 구조를 가지는 활성 복합체에 관한 것이다.
또한 본 발명은 상기 형태의 활성 복합체를 반응 중간체로 사용하여 기체-고체 또는 기체-액체 물리화학적 공정을 수행하는 방법에 관한 것이다.
예를 들면 고체와 기체 사이의 흡열 또는 발열반응을 기본으로 하는 화학 열펌프나 또는 고체상에 기체의 흡착과 같은 특정 분야에서는, 분할 성분(예를 들면 팽창 흑연)과 고체 반응물질(예를 들면 염) 또는 흡착제(예를 들면 제올라이트)의 혼합물이 사용된다. 팽창 흑연과 상기 고체의 혼합물은 화학적 반응 자리나 물리적 흡착 자리면에서, 고체와 기체사이의 화학적 반응이나 물리적 흡착 과정중에 많은 장점을 가진다. 시트 또는 적층입자 형태의 팽창 흑연은 매우 큰 비표면적을 가지며, 제한된 중간체에서도 기체의 확산을 가능하게 한다.
정해진 용량으로 압축된, 소정의 질량비를 가지는 열 장치에 의해 팽창된 천연 흑연과 활성 고체의 혼합물로부터 가역적 고체-기체 반응 동력학에 있어서 실질적인 개선이 이루어지며, 이는 반응 기체에 대해 상기 방법으로 제조된 고정 베드의 탁월한 투과성 및 벽과의 열교환 게수가 우수함으로서 수반되는 열전도로부터 비롯된다. 통상적으로 이러한 반응물질을 제조함으로써 제조 조건(비율 및 압축정도)에 따라 이방성 열전도도의 값이 0.5~2 Wm-1k-1범위이고 벽과의 열교환 계수가 50~150 Wm-2k-1인 본질적으로 균질한 이방성 베드를 달성할 수 있다.
이러한 장점에도 불구하고 이러한 혼합물을 과립상태로 사용하는 것은 몇가지 결점이 있다. 즉 완전히 균질한 혼합물을 얻기에는 어려움이 있으며, 취급하기가 어렵고 이 혼합물이 차지하는 부피가 크다는 점이다. 또한 종종 흡습성있는 반응물의 경우 혼합 공정이 장시간되는 경우 수분을 흡수하게 되며, 따라서 후속 탈수 단계가 길어지며 비용이 많이 들고, 탈수 이후에까지도 목적 생성물의 질에 영향을 줄 수 있다.
W091/15292에는 팽창 흑연을 재압축시킨 다음, 예를 들면 염과 같은 활성제를 주입시킨 블록 형태의 활성 복합체에 대해 발표되어 있다. 이러한 형태의 활성복합체는 앞서 기술한 바와 같은 팽창 흑연을 함유하는 분말 혼합물에 비해 우수한 장점을 가지나, 블록이 액체를 내포하는 경우에는 이 블록을 건조시키는데 상당한 시간이 걸리기 때문에 제조하는데에 어려움이 따른다.
팽창 흑연을 제조하는 방법에 대해서는 특히 미합중국 특허 US 3,404,061호에 잘 알려져 있따. 흑연 박락법이라고 불리우는 이 방법은 흑연 콤플렉스를 열에 의해 급속히 팽창시킴으로써 연충의 팽창 흑연 분말을 제조하는 단계를 포함한다.
FR-A 2,732,242에는 일련의 압축된 흑연 시트가 서로 위에 겹쳐놓여져 있는 형태로서 이 시트내에 활성제가 분산되어 있는 활성 복합체에 대하여 발표되어 있다. 일반적으로 이러한 형태의 복합체를 제조하는 과정에 있어서, 시트를 활성제의 용액내에 침지시킨 후에 건조시킨다.
FR-A 2,715,081에는 열화학 시스템에 사용되는 과립형태의 반응물질이 발표되어 있다. 각 과립은 팽창 천연 흑연을 재압축시킨 다음 활성제를 주입시킴으로써 형성되는 지지체를 함유한다. 활성제의 주입은 과립을 활성제의 용액에 침지시킨 다음 이것을 건조시킴으로써 달성된다.
앞서 기술한 두가지 형태의 반응물질의 제조방법은 주입단계 후에 건조단계를 포함시키므로,시간과 비용면에서 개선의 여지가 있다.
그러므로 본 발명의 목적은 기체 유체에 대한 투과성이 탁월하고 우수한 열전도도 특성을 가지면서도, 제조하기가 용이한 적층구조를 가지는 활성 복합체를 제공하기 위한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따르는 시트를 도시한 개략도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따르는 활성 복합체를 도시한 개략도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따르는 여러개의 시트에 의해 형성되는 활성 복합체를 도시한 개략도.
도 4는 여러개의 시트를 가로지르는 열전달관을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 활성 복합체를 도시한 개략도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10:시트12:지지체
14:활성체16:과립
20:관24:열전달관
이를 위해 본 발명은 압축 지지체와 1종 이상의 기체에 대해 활성인 성분(활성제)으로 구성되어 상기 압축 지지체는 상대밀도가 0.02~1.5인 재압축 팽창 흑연을 포함하는 활성 복합체로서, 일련의 시트를 서로 위로 겹쳐놓음으로써 형성되며 상기 활성제는 과립 형태로 시트 사이에 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 활성 복합체를 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 적층 구조를 가지는 활성 복합체는 5~95중량%의 재압축 팽창 흑연과 95~5중량%의 활성제를 함유한다.
또한 본 발명은 고체-기체 또는 고체-액체의 물리화학적 공정을 수행하는 방법으로서, 압축 지지체와 기체에 대해 활성인 성분(활성제)으로 구성되며 상기 압축 지지체는 상대밀도가 0.02~1.5인 재압축 팽창 흑연을 포함하는 것으로서 일련의 시트를 서로 위로 겹쳐놓음으로써 형성되며 상기 활성제는 과립 형태로 시트 사이에 분산되어 있는 활성복합체를 반응 중간체로서 사용하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
이러한 형태의 활성 복합체는 고체-기체 형태의 반응이나 기체와 액체 사이의 흡착반응, 또는 기체와 액체 사이에 고체에 의해 촉매화되는 반응, 또는 기체의 축합/증발, 또는 고체-촉매화 기체 변화 반응을 수행하는데에 사용하기 위한 것이다. 따라서 본발명은 본 발명에 따른는 활성복합체 블록을 반응 중간체로서 사용하여 기체-고체 형태의 반응 또는 기체-고체 흡착반응, 또는 기체의 촉매 변화 반응을 수행하는 방법을 제공한다.
본 발명에 따르는 활성 복합체는 열전도도가 높은 흑연 시트가 규칙적으로 압축되어 있으므로써 그 결과 열 전달 면에서 매우 높은 이방성을 가지면서, 동시에 복합체내에 실질적으로 균일하게 위치하고 있는 활성 자리 각각에 대한 기체의 확산이 잘 이루어지도록 높은 다공성을 가진다.
본 발명에 따르는 활성 복합체는 흑연의 상개 밀도가 0.02~1.5이며 높은 열전도도 이방성을 가진다. 즉, 활성 복합체에서의 제1방향(D1)에 따르는 열전도도(C1)가 제1방향에 대해 수직인 또 다른 방향(D2)에 따르는 열전도도보다 매우 높다. 본 발명에 따르는 활성 복합체는 이방성 계수, 즉 비 C1/C2가 2~200, 바람직하게는 10~100이다.
또한 본 발명에 따르는 활성 복합체는 기체가 활성 자리에 도달되도록 높은 다공성을 가진다.
본 발명의 한 특징에 따르면, 활성 복합체는 동일한 시트가 쌍으로 결합되어 있는 스택으로서 각 쌍에 있어서 과립이 존재하는 두면이 서로 접촉되어 있다. 따라서 과립이 기체에 쉽게 접근할 수 있도록 한 쌍의 두 시트사이에 통로가 생기게 된다.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 또한 액체 및 기체에 대한 활성 자리의 접근을 증가시키기 위해, -최소한 한층이상의 고도의 다공성 물질을 두 개의 인접한 활성제층 사이에 위치시킨다.
-및/또는 압축된 지지체를 통과하는 통로는 시트의 평면을 가로지르는, 다양한 단면적을 가지는 분산 구멍이다.
-및/또는 압축 지지체의 시트 표면을 통과하는 통로는 확산 통로 네트워크이며, 특히 네트워크는 에칭 또는 몰딩될 수 있다.
앞서 기술한 고도의 다공성 물질로는 직물, 매트 또는 탄소함유 물질로 된 종이, 유리, 또는 상기 물리화학적 공정의 수행중에 도달되는 온도 및 기체나 액체에 대해 저항성이 있는 기타 어떠한 물질을 사용할 수 있다.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 특히 시트 평면에서의 열전도도를 변화시키고 그럼으로써 열 유량을 조절하기 위하여, 상기 시트는 시트의 두께를 통과시킬 수도 있고 통과시키지 못할수도 있는 다양한 길이 및 모양(예를 들면 원호)의 슬롯 및/또는 노취 및/또는 그루브를 구비한다.
본 발명의 또 다른 특징 및 장점은 첨부도면을 참조로 하여 기술되는 다음의 설명에 의해 보다 상세하게 드러날 것이다.
도 1 내지 도 4는 각각 본 발명에 따르는 적층구조를 가지는 활성 복합체의 경도면의 개략도이다.
본 발명에 따르는 활성 복합체는 동일한 시트를 여러개 겹쳐놓음으로써 형성되며, 상기 시트는 도 1에 도시된 바와 같다.
시트(10)은 분말 형태의 팽창 흑연으로부터 제조된 지지체(12)를 함유한다. 상기 흑연은 예를 들면 몰드내에서의 압축 또는 프레롤링 장치에 의해 압축된다. 압축은 여러단계로 수행될 수 있으며, 시트의 흑연의 밀도는 각 단계에서 증가된다. 시트의 흑연의 최종 밀도는 0.02~1.5g/㎤인 것이 바람직하다.
지지체(12)가 형성되며 지지체(12)의 최소한 한면에 과립형태(16)로 활성제가 놓여진다. 그 다음 과립(16)은 압축이나 접착성 결합에 의해 바로 지지체(12)와 통합된다. 이때 접착층은 미리 지지체상에 위치되어 있으며 그후에 압축된다. 또한 도 2에 도시된 바와 같이 활성제 과립(16)을 지지체(12)의 양면에 위치시킬 수도 있다.
시트를 따로따로 제조하거나 연속적인 웹을 제조한 다음 같은 크기로 절단함으로써 여러개의 동일한 시트(10)를 형성시킨 후에, 이 시트(10)를 겹쳐놓음으로써 활성 복합체를 형성시킬 수 있다.
도 3은 여러개의 시트(10)에 의해 형성되는 활성 복합체로서 각 시트에는 한쪽면에만 활성제가 존재하는 것을 보여준다. 인접한 두 개의 시트의 활성제가 존재하는 면이 함께 놓여지도록 시트(10)가 겹쳐놓여져 있다. 따라서 활성제와 기체 사이에 반응이 수행되는 경우, 기체는 화살표 방향(18)으로 활성제의 과립(22)으로 기체의 통로가 활성 복합체내에 형성될 수 있도록 하기 위한 것이다.
복합체 시트는 두 개의 연속적인 시트의 과립이 존재하는 두면이 서로 접촉되도록 쌍으로 놓여지기 때문에, 복합체의 다공도는 과립의 다공도와 같다. 이로인해 기체가 복합체를 통과하여 흐를 수 있는 바람직한 통로가 형성된다.
활성 복합체는 지지체와 친밀하게 접촉되어 있으며 압축된 지지체의 흑연을 통해 복합체와 열을 교환할 수 있는 열전달 유체를 수용할 수 있도록 하기 위해 의도된 열전달관(24)을 구비한다. 또한 복합체에 전기 저항 성분을 위치시키는 것이 유리하다. 또한 도 4에 도시한 바와 같이 열전달관(24)을 여러개의 시트(10)를 가로지르도록 위치시킬 수 있다.
또 다른 방법으로 열전달관을 수직방향으로 위치시키는 대신, 플레이트 형태의 열교환기를 활성 복합체내의 시트와 나란하게 위치시킬 수 있다. 이때 각 교환기는 과립이 존재하지 않는 연속 시트의 두면 사이에 놓여지는 것이 바람직하다.
활성 복합체와 열교환 장치사이의 바람직한 접촉은 다음의 방법에 의해 달성될 수 있다.
-활성 복합체의 제조과정 중에 열교환 장치를 압축 몰딩시키는 방법
-시트의 스택이 형성되는 경우, 지지체와 접촉되도록 교환기를 위치시킨 후 시트와 교환기로 구성되는 스택을 압축시키는 방법
-교환기가 원통 다관식 교환기의 경우, 스택을 형성시킨 후에 관을 압력 끼워맞춤하는 방법 또는 관을 끼워맞춤한 후에 관의 직경을 증가시키는 것이 가능한 어떠한 공지의 방법(예를 들면 벨링-아웃법, 압력하의 변형 등등.)
이러한 우수한 열접촉은 전도성 점착제 또는 페이스트와 같은 제3의 물질을 사용하는 것을 포함한 어떠한 방법에 의해서도 개선될 수 있다.
본 재료는 분사수 또는 기타 어떠한 수단을 사용하여 매우 쉽게 기계화될 수 있는 시트 형태이기 때문에, 활성 복합체의 형성 및 복합형태의 열- 또는 기체-교환기의 배치를 위해서 이러한 장점을 활용하는 것이 가능하다.
지지체(10)의 표면에 과립(16)을 위치시키는 일은 매우 쉽게 조절할 수 있다.
특히 지지체 상에 과립 베드를 압축하는 과정에서 과립이 지지체와 접촉하게 되지못하도록 어떠한 방법(종이 마스킹, 자체-접착 등등.)에 의해서도 지지체의 특정부분을 차단시킬 수 있다. 어쨌든 필요한 일은 지지체(10)의 표면상에 표시되어 있으며 마스크의 외면적 형태에 해당하는 어떠한 과립(16)도 존재하지 않는 그릿 형태를 내보이기 위해 마스크를 제거하는 것이다.
활성 복합체가 겹쳐놓을수 있는 시트 구조를 가짐으로써, 스택의 조성 및 특징이 높이에 따라 달라질 수 있게 된다. 특히 다음과 같은 플레이트 형태의 스택을 제조할 수 있다.
-활성탄을 기본으로 하는 대신 예를 들면 제올라이트 과립을 함유하는 스택
-플레이트당 과립의 수가 시트에 따라 변화하는 스택
-열전도도가 시트에 따라 변화하는 스택
-예를 들면 열전달관의 수를 변화시킴으로써, 시트에 따라 전열면 열부하(heat flux)가 변화하는 스택.
실시예
본 발명에 따르는 활성 복합체의 기술적 성능 특성을 알아보기 위해서, 3가지 원료를 제조하여 이를 같은 반응기 체임버내에서 테스트하였다. 3가지 복합체 각각의 활성제는 제올라이트이며, 이는 수증기와의 흡착 반응의 자리이다.
원료 M1은 직경 2mm의 제올라이트 과립 베드이며, 반응기에 따라 부어진다.
원료 M2는 특허 출원 WO 91/15292의 방법에 따라서 제조된, 제올라이트(5㎛직경100㎛)와 팽창 흑연 분말의 혼합물로서 질량비가 70 제올라이트/30 흑연이다.
그 다음 이 균질 혼합물을 직경 150mm, 높이 100mm의 실린더형이 되도록 압축시켰다. 이때 흑연의 밀도(dG)는 0.2g/㎤이다.
원료 M3는 본 발명에 따르는 시트 스택으로서, 각 시트는 다음과 같은 공정순서에 의해 제조된다.
-직경 2mm의 제올라이트 과립의 단일층을 형성시킨다.
-초기 밀도(dG초기)가 0.05g/㎤인 팽창 흑연을 압축시킴으로써 지지체를 제조한다.
-지지체를 점착제로 분무-코팅시킨다.
-시트의 두께가 dG=0.2g/㎤가 될 때까지 제올라이트 과립 상에 지지체를 압축시킨다(M2). 이렇게 하여 제올라이트 함량이 70%이고 dG=0.2g/㎤인 단일층 시트가 형성된다.
-마지막으로 분사수를 사용하여, 직경 150mm의 디스크형으로 절단한 다음 반응기 내에서 높이가 100mm되도록 스택시킨다.
3가지 원료의 특성을 축방향 또는 활성 복합체 플레이트의 평면에 수직인 방향(접미사 ㅗ)과 방사상 방향 또는 활성 복합체 플레이트의 평면에 평행인 방향(접미사 //)에 대해서 측정하여, 다음과 같은 결과를 얻었다.
원료 M1은 열전도도가 낮기 때문에 제한된 흡착용량을 가지며, 열 증가가 흡착 반응을 방해한다.
원료 M2의 용량면에서의 성능 특성은 열전도도가 70까지 향상되므로 개선되었으나, 투과성이 낮기 때문에 이러한 용량면에서의 향상이 제한된다.
본 발명에 따르는 원료 M3는 원료 M1에 비해 열전도도가 150까지 증가되며 동시에 투과성도 제한되지 않고 유지된다.
직접적인 결과는 용량이 최소한 20까지 향상된다는 것이다. 또한 비 λ//(M1의 경우 1, M2의 경우 2.3~3.5, M3의 경우 150)로 표현되는 열전도도 이방성은 히트-프론트 시스템에서 기술한 바와 같은 보다 효율적인 반응기를 디자인하는데에 유리하게 사용될 수 있다.
본 발명에 따르는 적층 구조를 가지는 활성 복합체는 예를 들면 표1에 도시된 바와 같은 여러 가지 다른 활성제로부터 제조될 수 있다. 활성제는 예를 들면 반응성 고체, 흡착제 고체 또는 촉매로써 작용하는 고체를 말한다.
활성 복합체 블록은 시트가 서로 위로 겹쳐놓여짐으로써 형성되기 때문에, 의도하는 목적에 따라 여러 가지 형태의 블록을 제조하는 것이 가능하다. 가장 간단한 경우, 활성 복합체 블록은 같은 밀도의 시트로부터 제조되며, 이때 각 시트는 동일한 비율의 같은 활성제를 함유한다. 이렇게 하여 제조된 블록은 균질한 구조를 가진다.
또한 활성 복합체 블록을 제조하기 위해서, 예를 들면 밀도가 두께를 통해 점차적으로 증가 또는 감소하는 블록을 형성할 수 있도록 여러 가지 다른 밀도를 가지는 시트를 사용할 수도 있다. 이러한 형태의 블록은 서로 다른 밀도의 시트로부터 제조될 수있으며, 이때 각 시트는 시트의 밀도에 따라 동일한 비율로 또는 다른 비율로 같은 활성제를 함유한다.
또한 시트상에 여러 가지 활성제를 바람직하게는 시트당 1종의 활성제 비율로 위치시킴으로써, 미리 예정된 비율로 특정 영역에 다양한 활성제를 함유하는 활성 복합체를 제조할 수 있다. 이러한 형태의 복합체는 여러 가지 밀도를 가지는 시트로부터 제조되는 것이 바람직하다.
따라서 본 발명에 의하면, 시트의 밀도, 활성제의 종류 및 블록에서의 비율을 용이하게 선택함으로써, 다양한 형태의 활성 복합체를 제조할 수 있다.
그러므로 본 발명에 따르는 활성 복합체는 기계적 보전성이 우수하며(반응물질에 의해 차지되는 용량의 변화가 작음) 따라서 방법을 한정하지 않는 벽에서의 열교환 계수를 얻게됨으로써, 우수한 성능 특성을 발휘한다.
상술한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 사상과 범위를 통해 각종 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이다.

Claims (22)

  1. 압축 지지체와 1종 이상의 기체에 대해 활성인 성분(활성제)으로 구성되며 상기 압축 지지체는 상대밀도가 0.02~1.5인 재압축 팽창 흑연을 포함하는 활성 복합체에 있어서, 일련의 시트를 서로 위로 겹쳐놓음으로써 형성되며 상기 활성제는 과립 형태로 시트 사이에 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 활성 복합체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 과립은 인접 시트와 통합되는 것을 특징으로 하는 활성 복합체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 과립은 점착제 결합에 의해 시트와 통합되는 것을 특징으로 하는 활성 복합체.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 각 쌍의 시트에 있어서 과립을 가지고 있는 두면이 서로 접촉하도록 동일한 시트가 쌍으로 조합된 시트 스택을 포함하는 것을 특징으로 하는 활성 복합체.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    두께가 0.1mm~10mm인 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 활성 복합체.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 5~95중량% 범위의 재압축 팽창 흑연과 95~5중량%의 활성제를 함유하는 것을 특징으로 하는 활성 복합체.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서
    계수 C1/C2가 2~200인 열전도도 이방성을 가지는 것을 특징으로 하는 활성 복합체.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    오픈 다공도는 복합체의 총 다공도의 32~99%인 것을 특징으로 하는 활성 복합체.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    동일한 밀도를 가지는 시트로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 활성 복합체.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    서로 다른 밀도를 가지는 시트로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 활성 복합체.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    여러 가지 다양한 활성제를 함유하며, 각 활성제는 각각의 시트상에 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 활성 복합체.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 활성제는 서로 다른 비율로 시트에 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 활성 복합체.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    최소한 1층이상의 고도의 다공성 물질이 시트 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 활성 복합체.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 고도의 다공성 물질은 직물, 매트 또는 탄소함유 물질로 된 종이, 유리, 또는 상기 물리화학적 공정의 수행중에 도달되는 온도 및 기체나 액체에 대해 저항성이 있는 기타 어떠한 물질 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 활성 복합체.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복합체를 통과하는 통로는 시트의 평면을 가로지르는, 다양한 단면적을 가지는 분산 구멍인 것을 특징으로 하는 활성 복합체.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시트를 통과하는 통로는 확산 통로 네트워크인 것을 특징으로 하는 활성 복합체.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시트는 시트의 두께를 통과시킬 수도 있고 통과시키지 못할 수도 있는 다양한 길이 및 모양(예를 들면 원호)의 슬롯 및/또는 노취 및/또는 그루브를 구비하는 것을 특징으로 하는 활성 복합체.
  18. 기체와 고체나 또는 흡착제 고체 또는 촉매로서 작용하는 고체의 반응, 또는 기체의 축합/증발을 포함하는 물리화학적 공정을 수행하는 방법에 있어서, 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따르는 활성 복합체가 반응 중간체로서 사용되는 것을 특징으로 하는 활성 복합체.
  19. 제18항에 있어서,
    염인 반응성 고체가 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    흡착제 고체가 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제18항에 있어서,
    금속인 반응성 고체가 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제18항에 있어서,
    촉매로서 작용하는 고체가 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
KR1019970053726A 1996-10-21 1997-10-20 과립형 활성제를 함유하는 적층구조를 가지는 활성 복합체 KR19980032979A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9612762A FR2754740B1 (fr) 1996-10-21 1996-10-21 Composite actif a structure feuilletee comprenant un agent actif sous forme de granules
FR9612762 1996-10-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR19980032979A true KR19980032979A (ko) 1998-07-25

Family

ID=9496825

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019970053726A KR19980032979A (ko) 1996-10-21 1997-10-20 과립형 활성제를 함유하는 적층구조를 가지는 활성 복합체

Country Status (6)

Country Link
US (2) US6045915A (ko)
EP (1) EP0837116A1 (ko)
JP (1) JPH10175262A (ko)
KR (1) KR19980032979A (ko)
CA (1) CA2216927C (ko)
FR (1) FR2754740B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011027946A1 (ko) * 2009-09-01 2011-03-10 지씨에스커뮤니케이션 주식회사 비정질 탄소 미립자를 포함하는 흑연 방열재 및 그의 제조방법

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6528199B1 (en) * 2000-04-14 2003-03-04 Graftech Inc. Graphite article useful as an electrode for an electrochemical fuel cell
US6413671B1 (en) * 2000-04-10 2002-07-02 Gaftech Inc. Flexible graphite article and fuel cell electrode with enhanced electrical and thermal conductivity
FR2804426B1 (fr) * 2000-01-27 2002-03-01 Centre Nat Rech Scient Materiau composite comprenant du charbon actif et du graphite expanse
US20040072055A1 (en) * 2000-04-14 2004-04-15 Getz Matthew George Graphite article useful as a fuel cell component substrate
US8382004B2 (en) * 2001-04-04 2013-02-26 Graftech International Holdings Inc. Flexible graphite flooring heat spreader
US20020164483A1 (en) 2001-04-04 2002-11-07 Mercuri Robert Angelo Graphite article having predetermined anisotropic characteristics and process therefor
US6893483B2 (en) * 2002-03-08 2005-05-17 Air Products And Chemicals, Inc. Multilayered adsorbent system for gas separations by pressure swing adsorption
US6867978B2 (en) * 2002-10-08 2005-03-15 Intel Corporation Integrated heat spreader package for heat transfer and for bond line thickness control and process of making
DE10341255B4 (de) * 2003-09-04 2005-06-16 Sgl Carbon Ag Wärmeleitplatten aus expandiertem Graphit sowie Verfahren zu ihrer Herstellung
JP3691836B1 (ja) 2004-08-27 2005-09-07 東洋炭素株式会社 膨張黒鉛シート
WO2006022599A1 (en) * 2004-08-27 2006-03-02 Marian Metke Production method for exfoliated graphite, equipment for its production, exfoliated graphite and means of its use
JP5011556B2 (ja) * 2007-11-09 2012-08-29 イビデン株式会社 炭素系複合部材
RU2503496C2 (ru) * 2012-03-11 2014-01-10 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Саратовский Государственный Университет Имени Н.Г. Чернышевского" Гранулированный модифицированный наноструктурированный сорбент, способ его получения и состав для его получения
RU2501602C2 (ru) * 2012-03-11 2013-12-20 Общество с ограниченной ответственностью "НаноТехЦентр" Состав для получения комплексного гранулированного наносорбента
JP6632005B1 (ja) * 2018-08-29 2020-01-15 株式会社西部技研 ガス吸着体とその製法及び二酸化炭素ガス濃縮装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2620046B1 (fr) * 1987-09-07 1989-12-01 Elf Aquitaine Procede de conduite d'une reaction d'absorption ou de desorption entre un gaz et un solide
FR2626496B1 (fr) * 1988-01-29 1990-06-01 Elf Aquitaine Procede d'amelioration des caracteristiques d'absorption et de desorption d'un gaz par un milieu reactionnel
ATE93748T1 (de) * 1990-04-11 1993-09-15 Elf Aquitaine Aktive zusammensetzung und ihre verwendung als reaktionsmedium.
FR2702678B1 (fr) * 1993-03-18 1995-06-16 Elf Aquitaine Procédé de réalisation d'un composite actif.
FR2713512B1 (fr) * 1993-12-14 1996-01-19 Lorraine Carbone Eléments diffuseurs facilitant le transfert de matière dans des réactions solide-gaz.
FR2715082B1 (fr) * 1994-01-19 1996-02-23 Elf Aquitaine Procédé de réalisation d'un composite actif et composite actif réalisé à partir de ce procédé.
FR2715081B1 (fr) * 1994-01-19 1996-02-23 Elf Aquitaine Réactif en forme de granulés pour systèmes thermochimiques.
FR2726282B1 (fr) * 1994-10-28 1999-02-19 Elf Aquitaine Reactif pour systemes thermochimiques et systeme thermochimique destine a utiliser un tel reactif
FR2732242B1 (fr) * 1995-03-28 1997-05-23 Elf Aquitaine Composite actif a structure feuilletee et son utilisation comme milieu reactionnel
FR2732243B1 (fr) * 1995-03-28 1997-05-23 Elf Aquitaine Composite actif a structure feuilletee et son utilisation comme milieu reactionnel
FR2732337B1 (fr) * 1995-03-28 1997-05-16 Lorraine Carbone Procede de fabrication de composites actifs a base de graphite expanse

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011027946A1 (ko) * 2009-09-01 2011-03-10 지씨에스커뮤니케이션 주식회사 비정질 탄소 미립자를 포함하는 흑연 방열재 및 그의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
FR2754740A1 (fr) 1998-04-24
EP0837116A1 (fr) 1998-04-22
JPH10175262A (ja) 1998-06-30
FR2754740B1 (fr) 1998-12-04
CA2216927C (fr) 2006-12-12
US6210652B1 (en) 2001-04-03
US6045915A (en) 2000-04-04
CA2216927A1 (fr) 1998-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR19980032979A (ko) 과립형 활성제를 함유하는 적층구조를 가지는 활성 복합체
CN101688705B (zh) 用于太阳能式吸附制冷系统的部件及其制造方法
EP0483815B1 (en) Sintered body, absorbent, and process for preparing said body
EP0488287B1 (en) Adsorbent having good heat conductivity
KR970011322B1 (ko) 활성복합물
EP1413348B1 (en) Parallel flow passage contacting devices with adsorbent sheet material
US6790390B2 (en) Composite material comprising activated carbon and expanded graphite
US5496397A (en) Desiccant-coated substrate and method of manufacture
AU2015205332B2 (en) Hybrid adsorber heat exchanging device and method of manufacture
US4259092A (en) Adsorptive material
US20050129952A1 (en) High density adsorbent structures
JP2005501688A (ja) 吸着剤コーティング組成物、この組成物を有する積層体および吸着体素子、ならびにこれらの製造方法および使用方法
US9464824B2 (en) Heat exchange reactor and adsorption heat pump
JP2009531495A (ja) メラミン/ホルムアルデヒド樹脂連続気泡発泡体を充填したチューブ、及びそのチューブをフィルター又はスタチックミキサーとして使用する方法
US6461406B1 (en) Honeycomb type gas separating membrane structure
US4391667A (en) Method of preparing cells to enable one fluid to be affected by another fluid
Menard et al. Development of thermally conductive packing for gas separation
JPH08319108A (ja) 積層構造を有する活性複合体及び反応媒体としてのその利用
JPH08283011A (ja) 膨張黒鉛を主成分とする活性複合材料の製造方法
US5861207A (en) Active composite with foliated structure and its use as reaction medium
JPH0584415A (ja) ガス吸着処理装置
JPH04225762A (ja) 吸着式ヒートポンプ
JPH06206780A (ja) 活性多孔質炭素構造体の製造方法
EP3901234A1 (en) Platy chemical heat-storage object
KR20210157353A (ko) 소수성의 실리카 에어로겔 블랭킷 및 이의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application