NL1006965C2

NL1006965C2 - Droogmiddel.

Info

Publication number: NL1006965C2
Application number: NL1006965A
Authority: NL
Inventors: Guannadi Anatolievich Nesterov
Original assignee: Inalfa Ind Bv
Priority date: 1997-09-08
Filing date: 1997-09-08
Publication date: 1999-03-09
Also published as: WO1999012641A1; EP1019187A1; AU9006998A

Description

NL 2091-Me/hv Droogmiddel

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een droogmiddel voorzien van een vaste, poreuze drager met daarop geïmpregneerd een hygroscopisch materiaal, in het bijzonder een hygroscopisch zout, zoals een chloride.

5 Een dergelijk droogmiddel, dat bijvoorbeeld kan worden gebruikt als energie-opslagmateriaal in warmtepompen of als ab- of adsorptiemiddel in een airconditioning installatie is bijvoorbeeld bekend uit de Japanse octrooiaanvrage 55039240 en 03009767.

10 De onderhavige uitvinding beoogt thans een droog middel met verbeterde absorptie-eigenschappen te verschaffen.

Hiertoe is het droogmiddel volgens de uitvinding daardoor gekenmerkt, dat de drager een porie-oppervlakte 15 heeft van ca. 200 - 350 m2/g, en/of een porievolume van ca. 0,8 - 1,5 cm3/g en/of een poriediameter van ca. 150 - 250 A.

Verrassenderwijze is gebleken dat een droogmiddel met een dergelijke drager zeer goede droogeigenschappen heeft. De porie-oppervlakte en het porievolume zorgen voor 20 een grote vochtopnamecapaciteit, terwijl een relatief grote porie-diameter bewerkstelligt dat het in de poriën opgenomen vocht relatief gemakkelijk weer kan worden afgegeven zonder dat verstoppingen in de poriën ontstaan en capillaire krachten het uittreden van vocht uit de poriën verhinderen. 25 De meest gunstige eigenschappen ontstaan wanneer aan alle genoemde voorwaarden wordt voldaan, doch ook gedeeltelijke combinaties leiden tot gunstige eigenschappen.

Een zeer voordelige uitvoering van het droogmiddel volgens de uitvinding is die, waarbij het hygroscopische 30 materiaal met een homogene verdeling van ten minste een monomoleculaire laag op de drager is aangebracht.

Door de in hoofdzaak volledige bedekking van de drager met een zeer dunne homogene laag van hygroscopisch materiaal is het materiaal van de drager zelf niet aktief in 10069 65 2 het droogproces, zodat het materiaal van de drager geheel kan worden gekozen op basis van gunstige dragereigenschap-pen. Mogelijke materialen voor de drager omvatten silica, aluinaarde, roet, papier of dergelijke. Bij voorkeur wordt 5 de drager geleverd in de vorm van deeltjes, in het bijzonder bolletjes met bijvoorbeeld een grootte van ca. 2,5-5mm. Aan deze bolletjes kunnen relatief goede mechanische eigenschappen worden gegeven, zodat deeltjes ontstaan die bijvoorbeeld in een "crush-test" een drukkracht van 8 kg per deeltje 10 kunnen weerstaan. Naast een poreus materiaal kan ook worden gekozen voor een materiaal dat in een honingraatstructuur of dergelijke is gevormd, of waarbij aan een poreus materiaal een honingraatstructuur wordt gegeven.

De uitvinding zal hierna verder worden toegelicht 15 aan de hand van een aantal voorbeelden.

VOORBEELD 1

Als drager voor het droogmiddel werd silica gekozen 20 met een porievolume van 1,2 cm3/g, een porie-oppervlakte van 260 m2/g en een gemiddelde diameter van de poriën van ca. 200 A. 1 kg silica werd behandeld met een oplossing van 1200 ml met de volgende samenstelling: 300 g LiCl, 20 g Ca(OH)2, 15 g CaCl2 en 1635 ml water. Na de behandeling en droging ontstond 25 een droogmiddel met een bulkdichtheid van 0,47g/cm3.

Een dynamische absorptietest werd uitgevoerd onder de volgende omstandigheden: a. het aanvankelijke gewicht van het droogmiddel was 20 g, b. een luchtstroom werd door het droogmiddel geleid met een 30 doorstromingshoeveelheid van 1,48 m3/u, een luchtinlaattempe- ratuur van Tinlaat = 15°C en een relatieve luchtvochtigheid bij de inlaat van 80%, C. het droogmiddel werd geregenereerd bij 100°C bij een luchtstroom van 20 m3/u gedurende 15 minuten.

35 Uit de test bleek dat het droogmiddel tijdens elke cyclus 5,0 g vocht absorbeerde.

1006965 3

Ook een dauwpuntmeting leverde gunstige resultaten op. Lucht met aan de inlaat een temperatuur van T = 17°C en een dauwpunt van D.P. = 11°C leverde bij een regeneratietem-peratuur van 80°C een dauwpunt van de uit laat lucht bij dit 5 droogmiddel op van D.P. = -10°C. Bij een luchtinlaattempera-tuur van T = 22°C en een dauwpunt van D.P. » 12°C ontstond bij een regeneratietemperatuur van 70°C bij dit droogmiddel een uitlaatlucht-dauwpunt van D.P. = -3°C.

10 Het bovengenoemde droogmiddel werd ook in een veel grotere hoeveelheid getest.

Een dynamische absorptietest werd uitgevoerd onder de volgende omstandigheden: a. het aanvankelijke gewicht van het droogmiddel was 4 kg, 15 b. een luchtstroom werd door het droogmiddel geleid met een doorstromingshoeveelheid van 137 m3/u en een adsorptietijd van 30 min., C. het droogmiddel werd geregenereerd bij 50°C gedurende een regeneratietijd van 30 min.

20

Het dauwpunt van de uitlaatlucht was 11°C.

VOORBEELD 2 25 100 gram silica met een porie-oppervlakte van 260 m2/g, een porievolume van 1,2 cm3/g en een poriediameter van 200 A werd behandeld met 120 ml van een waterige oplossing van Na2Si03 9H20 (250 gram in 2000 ml water) en dan gedroogd. Het gedroogde materiaal werd vervolgens behandeld met een 30 waterige oplossing van LiCl (330 gram LiCl in 1635 ml water) en geregenereerd. Het droogmiddel bleek een hoge absorptie-capaciteit te bezitten, terwijl het aktieve bestanddeel onder milde omstandigheden (temperatuur 20-100°C en een relatieve luchtvochtigheid tot 100%) niet konden worden 35 verwijderd. De testresulaten waren vergelijkbaar met die van het eerste voorbeeld.

1006965 4 VOORBEELD 3

Silica (100 gram) met een porie-oppervlakte van 260 m3/g, een porie-volume van l,2cm3/g en een poriediameter van 5 circa 200 A werd behandeld met 120 ml lithiumchlorideoplos-sing (230 gram LiCl in 1635 ml water). Het materiaal werd dan weer geregenereerd en geïmpregneerd met 120 ml LiCl (100 gram) LiCl in 1635 ml water.

De in voorbeeld 1 beschreven dynamische absorptie-10 test leidde bij dit droogmiddel tot een absorptie van ca.

5,5 gram vocht tijdens elke cyclus. Een dauwpuntmeting leidde bij inlaatlucht met T = 17°C en D.P. - 11°C en een regeneratietemperatuur van 80°C tot een uitlaatlucht-dauwpunt bij dit droogmiddel van -12°C.

15 VOORBEELD 4

Als drager voor het droogmiddel werd aluinaarde gekozen met een porievolume van 1,0 cm3/g, een porie-opper-2 0 vlakte van 260 m2/g en een gemiddelde diameter van de poriën van ca. 154 A. 1 kg alumina werd behandeld met een oplossing van 1000 ml met de volgende samenstelling: 300 g LiCl, 20 g CaCl2 en 1635 ml water. Na de behandeling en droging ontstond een droogmiddel met een bulkdichtheid van 0,49g/cm3.

25 Een statische adsorptietest wees uit dat het droogmiddel een hoge adsorptiecapacitiet had in tegenstelling tot onbehandelde aluinaarde dat slechts een zeer kleine adsorptiecapaciteit bezit.

Een dynamische absorptietest werd uitgevoerd onder 30 de volgende omstandigheden: a. het aanvankelijke gewicht van het droogmiddel was 20 g, b. een luchtstroom werd door het droogmiddel geleid met een doorstromingshoeveelheid van 1,48 m3/u, een luchtinlaattemperatuur van Tinlaat = 15°C en een relatieve luchtvochtigheid bij 35 de inlaat van 80%, C. het droogmiddel werd geregenereerd bij 100°C bij een luchtstroom van 20 m3/u gedurende 15 minuten.

10069 65 5

Uit de test bleek dat het droogmiddel tijdens elke cyclus 4,8 g vocht absorbeerde.

Ook een dauwpuntmeting leverde gunstige resultaten op. Lucht met aan de inlaat een temperatuur van T = 17°C en 5 een dauwpunt van D.P. = 11°C leverde bij een regeneratietem-peratuur van 80°C een dauwpunt van de uit laat lucht bij dit droogmiddel op van D.P. = -9°C. Bij een luchtinlaat temperatuur van T = 22°C en een dauwpunt van D.P. = 12°C ontstond bij een regeneratietemperatuur van 70°C bij dit droogmiddel 10 een uitlaatlucht-dauwpunt van D.P. = -2°C.

Samenvattend kunnen aan het droogmiddel de volgende voordelige eigenschappen worden toegedicht; A. een hoge statische en dynamische absorptiecapaciteit tot 15 1,3 g vocht per 1 g droogmiddel.

B. een lage regeneratietemperatuur (tot 35-40°C) gecombineerd met een hoge absorptiecapaciteit, C. een vermogen om tijdens een regeneratieproces een luchtstroming te produceren met elke relatieve vochtigheid 20 (20-95%), D. een kleine bulkdichtheid, E. een goede weerstand tegen uitwassen van de actieve componenten.

Op grond van de eigenschappen van het droogmiddel 25 volgens de uitvinding zou dit kunnen worden toegepast in de volgende inrichtingen; airconditioning installaties voor benutting van afvalenergie (supermarkten, kantoren en dergelijke), airconditioning installaties voor personenauto's, caravans en dergelijke, 30 als een droogmiddel voor de atmosferische en drukbehandelingen van lucht, als middel voor het produceren van lucht met een bepaalde relatieve vochtigheid, als een materiaal in een warmtepomp en als energie-opslagmateriaal.

De uitvinding is niet beperkt tot de hiervoor 35 beschreven uitvoeringvoorbeelden, die op verschillende manieren binnen het kader van de uitvinding kunnen worden gevarieerd.

1006965

Claims

1. Droogmiddel voorzien van een vaste, poreuze 5 drager met daarop geïmpregneerd een hygroscopisch materiaal, in het bijzonder een hygroscopisch zout, zoals een chloride, met het kenmerk, dat de drager een porie-oppervlakte heeft van ca. 200 - 350 mz/g, en/of een porievolume van ca. 0,8 - 1,5 cmVg en/of een poriediameter van ca. 150 - 250 A.

2. Droogmiddel volgens conclusie 1, waarbij het hygroscopische materiaal met een homogene verdeling van ten minste een monomoleculaire laag op de drager is aangebracht.

3. Droogmiddel volgens conclusie 1 of 2, waarbij de drager is vervaardigd van silica, aluinaarde, roet, papier 15 of dergelijke.

4. Droogmiddel volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de drager is voorzien van een porie-oppervlakte van ca. 250 - 350 m2/g, een porievolume van ca. 1,2 - 1,5 cm3/g en een poriediameter van 150 - 250 A.

5. Droogmiddel volgens een der voorgaande conclu sies, waarbij de drager de vorm heeft van deeltjes, in het bijzonder bolletjes met een grootte van ca. 2,5 - 5 mm.

6. Droogmiddel volgens een der voorgaande conclusies voor toepassing als absorptiemiddel in een absorptie- 25 reactor van een air-conditioning installatie.

7. Droogmiddel volgens een der voorgaande conclusies, waarbij als hygroscopisch materiaal lithiumchloride, calciumchloride, natriumsilicaat of soortgelijk materiaal is gekozen. 1006965 SAMENWERKINGSVERDRAG (PCT) RAPPORT BETREFFENDE NIEUWHE1DSONDERZOEK VAN INTERNATIONAAL TYPE IDENTIFIKATIE VAN DE NATIONALE AANVRAGE Kenmerk van de aanvrager ol van de gemaenogde NL 2091-Me Nederlandse aanvrage nr. indienngsdaajm 1006965 8 september 1997 Ingeroepen voorrangsoatum Aanvrager (Naam) INALFA INDUSTRIES B.V. Datum van net verzoek voor een onderzoek van internationaal type Ooor oe Instanoe voor Internationaal Onderzoek (ISA) aan nel verzoek voor een onderzoek van mtemaoonaaf type toe gekend nr. SN 29927 NL I. CLASSIFICATIE VAN HET ONDERWERP (bij toepassing van verschillen oe classificaties. alle dassificaoesymboien opgeven) Volgens de Intemaoonaie classificatie (IPC) Int.Cl.6: B 01 J 20/04 II. ONDERZOCHTE GEBIEDEN VAN DE TECHNIEK _Onderzochte minimum documentatie_ Classificatiesysteem__Classificaiiesymbolen__ Int.Cl.6: B 01 J Onderzochte andere documentatie dan de minimum documentatie voor zover dergelijke doeumenen in de onderzochte gebeden zijn opgenomen III. I ' GEEN ONDERZOEK MOGELIJK VOOR BEPAALDE CONCLUSIES (opmerkingen op aanvullingsblad) IV. '_| GEBREK AAN EENHEID VAN UITVINDING (opmerkingen op aanvullinasoiad) ! Form PC7/lSA/20l(aiCS 19Sa