NO160689B - Fremgangsm te fo minske innholdet av organiske forblser i luft eller vann. - Google Patents

Abstract

Hydrocarboninnholdet i luft eller vann minskes ved at luften eller vannet bringes til å passere gjennom et filter omfattende en hydrofob, krystallinsk zeolitt.

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte

for å minske innholdet av organiske forbindelser i luft eller vann.

I den senere tid er stadig større oppmerksomhet blitt rettet mot utslipp i luft og vann av organiske stoffer fra industrier av forskjellige typer. Disse utslipp forårsaker ofte skadelige virkninger på mennesker og dyr, men selv om noen skadelige virkninger ennu ikke er kjente for visse typer av utslipp, ønskes det likevel å minske innholdet av organiske stoffer som slippes ut i naturen.

Eksempler på organiske stoffer, spesielt hydrocarboner, som har vist seg å være skadelige for naturen og for mennesker, er forskjellige oppløsningsmidler ved lakkerings-og trykkeprosesser, klorerte hydrocarboner fra rengjørings-prosesser, klorerte forbindelser som fås som biprodukter ved forskjellige fremstillingsprosesser, biprodukter ved forskjellige forbrenningsprosesser og fremstillingsprosesser, etc.

De hittil mest anvendte metoder bygger på adsorpsjon med aktivt kull som adsorpsjonsmiddel. Luft eller vann bringes derved til å passere gjennom et filter som omfatter det aktive kull. Det aktive kull kan da foreligge i form av et lag eller være påført på en bærer, som papir eller et keramisk materiale. Det aktive kull kan også foreligge i form av et fluidisert lag, hvorved luften eller vannet som skal behandles, utgjør fluidiseringsmidlet.

Det aktive kull er blitt anvendt i lang tid, og dets fordeler ved rensing av luft og vann er velkjente. Til tross for at disse kjente metoder i årenes løp er blitt utviklet henimot stadig bedre metoder, har de fremdeles visse ulemper som ikke har kunnet overvinnes.

Således har det aktive kull lav effektivitet ved lave forurensningskonsentrasjoner. Videre er det brennbart og tåler ikke høye temperaturer, og av denne grunn er regenerer-barheten sterkt begrenset efter adsorpsjon av høytkokende molekyler. Det er videre et "skittent" materiale, og det foreligger derfor en viss motvilje mot å håndtere materialet. Ved siden av anvendelsen av aktivt kull har anvendelsen av forskjellige polymerer som adsorpsjonsmiddel lenge vært diskutert. De har egenskaper som i mange henseender ligner på det aktive kulls, som adsorpsjonsevne og stor bredde hva gjelder antall av forskjellige adsorberbare molekyltyper. De har imidlertid også mange av de aktive kulls ulemper, som temperaturømfintlighet og brennbarhet.

Ulempene ved de hittil anvendte adsorpsjonsmidler er av stor betydning for anvendbarheten av disse, og dette gjør det meget viktig å finne frem til nye og mer effektive metoder for å rense luft og vann for organiske forbindelser, spesielt hydrocarboner.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er derfor å tilveiebringe en fremgangsmåte for å minske innholdet av organiske forbindelser i luft eller vann.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er særpreget ved

at luften eller vannet bringes til å passere gjennom et filter som omfatter en hydrofob zeolitt med formelen HAlSi35072 eller HAlSi25052.

Zeolittene som anvendes ved oppfinnelsen, er blitt gjort hydrofobe ved at deres forhold Si:Al er blitt gjort høyt enten ved direkte syntese eller ved modifisering av zeolitter med lavere Si:Al-forhold.

En normal zeolitt er hydrofil av art og adsorberer vanndamp fremfor organiske molekyler. Ved direkte syntese eller ved kjemisk modifisering av eksisterende zeolitter kan zeolitter erholdes som er hydrofobe eller lipofile, hvilket medfører at deres tilbøyelighet til å adsorbere organiske molekyler øker. På grunn av deres krystallstrukturer kan disse zeolitter selektivt adsorbere slike stoffer som fenoler, guajakoler, forskjellige oppløsningsmidler, av-fettingsmidler, produkter ved biokjemiske prosesser etc. fra luft eller vann. Det er da krystallstrukturenes dimensjoner som bestemmer de selektive egenskaper, først og fremst med hensyn til de adsorberte molekylers størrelse.

Zeolittene som anvendes ifølge oppfinnelsen, er krystallinske materialer som består av silicium, aluminium og oxygen samt hydrogenioner. De er ikke brennbare og tåler oppheting til 800-900°C. De kan derfor utsettes for regenereringsprosesser under umilde betingelser. Videre kan de hydrofobe zeolitter behandles med mineralsyrer og kan derved befris for partikkelbelegg.

Da krystallstrukturene definerer nøyaktig porestørrelse og poreåpninger, er de selektive hva gjelder de molekyler som kan adsorberes. De virker således som omvendte siler, dvs. at de adsorberer molekyler opp til en viss størrelse som bestemmes av den aktuelle krystallstruktur, mens de slipper gjennom de større molekyler.

Zeolittene kan hydrofoberes gradvis fra den tilstand hvor de har helt hydrofile egenskaper, til de blir helt hydrofobe, og dette medfører at hydrofobisiteten kan inn-stilles på en verdi som er gunstig for den molekyltype som skal absorberes.

Zeolitter som er egnede for hydrofobering for anvend-else ifølge oppfinnelsen, er heulanditt, mordenitt, phillip-sitt, chabazitt, natrolitt, analcitt, clinoptilolitt, gmelinitt og/eller faujasitt.

De zeolitter som ifølge oppfinnelsen er blitt funnet å være virksomme, er de som har formelen HAlSi^O.^ °9 HAlSi25052.

Den foreliggende oppfinnelse kan tillempes i forskjellige sammenheng, som ved fjernelse av forholdsvis høye innhold av giftige organiske stoffer fra vann. Des-suten kan de anvendes for å fjerne giftige stoffer, spesielt slike som dannes ved forbrenning av brensler, fra luft som innføres i motorkjøretøyer, båter eller bygninger. Endelig kan fremgangsmåten også anvendes for å minske innholdet av giftige stoffer i luft som slippes ut over tettbebygde områder.

Filtrene kan anordnes i innløps- og utløpsledninger på forskjellige måter. For eksempel kan en rekke filterpatroner anordnes i en samlehylse for rensing av forurenset vann. Når filtrene er blitt mer eller mindre mettet med forurensninger, blir filtrene regenerert ved innslipp av varmluft eller inertgass. Efter denne regenerering kan oppløsningsmidlene senere gjenvinnes ved kondensasjon.

En annen måte å anordne filtreringen på er å ha to parallelle system med filtere, hvorved omvekslende det ene anordnes for filtrering mens det annet regenereres.

Oppfinnelsen vil nu bli nærmere beskrevet ved hjelp

av de nedenstående eksempler som ikke er beregnet på noen måte å begrense oppfinnelsen.

Eksempel 1

Butanol ble fremstilt ved en kontinuerlig kjemisk gjæringsprosess. Da butanolinnholdet hadde nådd 2/8%, stanset prosessen på grunn av at alkoholinnholdet ble for høyt for mikroorganismen. Ved å la prosessvannet passere gjennom en hydrofob zeolitt med sammensetningen HAlSi^O.^ ble alkoholinnholdet redusert og kunne holdes på et kon-stant nivå av 0,2%. Butanolen ble kontinuerlig adsorbert av zeolitten, og prosessoppløsningen oppnådde derfor ikke de butanolkonsentrasjoner som er giftige for mikroorganismene. Da zeolitten var blitt mettet med butanol, ble den erstattet med en ny zeolittsats, og butanolen ble utvunnet fra den mettede zeolitt.

Eksempel 2

Industriavløpsvann med et fenolinnhold av 3% ble ledet gjennom et regenererbart filter bestående av en hydrofob zeolitt med sammensetningen HAlSi-j^O^* Derved ble fenol-innholdet redusert til 0,01%. ;Eksempel 3 ;Avfallsvann fra alkalisk bleking av papirmasse og inneholdende lave innhold av klorfenoler og klorguajakoler samt høye innhold av methanol og maursyre ble efter pH-regulering behandlet med hydrofob zeolitt med sammensetningen HAlSi-^O,^* Innholdet av klorfenoler og klorguajakoler ble redusert med ca. 35%, og dette innhold refererer seg til andelen av slike forbindelser med kinetiske diametere av under ca. 8 Å.

Eksempel 4

Avfallsvann fra klorbleking av papirmasse og inneholdende lave innhold av klorfenoler og klorguajakoler samt høye innhold av maursyre og methanol ble direkte behandlet med en hydrofob zeolitt med sammensetningen Hal<Si>35°72" Innholdet av klorfenoler og klorguajakoler ble redusert med ca. 30%, idet dette innhold refererer seg til andelen av slike forurensninger med kinetiske diametre av under ca 8 Å.

Eksempel 5

Avløpsluft fra en sprøytelakkeringsboks og inneholdende 200 mg oppløsningsmiddel pr. m 3, først og fremst xylen og lakknaftha, ble behandlet med en hydrofob zeolitt med sammensetningen HAlSi-^O.^- Innholdet av oppløsnings-middel ble redusert til 1 mg pr. m^ luft. Den adsorberte oppløsningsmiddelmengde ble derefter avdestillert og gjenvunnet fra zeolitten.

Eksempel 6

Avløpsluft inneholdende 2800 mg oppløsningsmiddel pr. m 3 luft fra en sprøytelakkeringsboks ble behandlet med en hydrofob zeolitt med sammensetningen HAlSi-jt-O.^- Innholdet av oppløsningsmiddel i den behandlede luft sank til ca. 1,5 mg pr. m 3. Den adsorberte mengde ble avdestillert og gjenvunnet fra zeolitten.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte for å minske innholdet av organiske forbindelser i luft eller vann,

   karakterisert ved at luften eller vannet bringes til å passere gjennom et filter som omfatter en hydrofob zeolitt med formelen HAlSi^C^ eller HAlSi25052<»>