RU2244588C1 - Method for preparation of composite gas and liquid drier - Google Patents
Method for preparation of composite gas and liquid drier Download PDFInfo
- Publication number
- RU2244588C1 RU2244588C1 RU2003131221/15A RU2003131221A RU2244588C1 RU 2244588 C1 RU2244588 C1 RU 2244588C1 RU 2003131221/15 A RU2003131221/15 A RU 2003131221/15A RU 2003131221 A RU2003131221 A RU 2003131221A RU 2244588 C1 RU2244588 C1 RU 2244588C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- matrix
- solution
- moisture
- alkali
- absorbing substance
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к сорбционной технике, а именно к способам синтеза композитных осушителей газов и жидкостей, и может быть использовано для улучшения качества сырья и продуктов химической, газовой, нефтеперерабатывающей промышленности, для глубокой осушки технологических газовых потоков, жидкостей, парогазовых смесей.The invention relates to sorption technology, and in particular to methods for the synthesis of composite dehumidifiers of gases and liquids, and can be used to improve the quality of raw materials and products of the chemical, gas, oil refining industry, for deep drying of process gas streams, liquids, gas-vapor mixtures.
Для этих целей используют различные композиционные осушители, которые представляют собой композицию гигроскопичной соли, например хлорида кальция, бромида лития, и пористого носителя, например оксида алюминия, силикагеля, пористых углей, и синтезируются методом, включающим в себя следующие стадии: предварительная термообработка матрицы, пропитка ее водным раствором гигроскопичной соли и термическая сушка. Данный способ синтеза реализуется в импрегнированных осушителях: [А.с. СССР №1620789, B 01 D 53/26, 1991; А.с. СССР №406552, B 01 D 53/26, 21.11.73; А.с. СССР №566616, B 01 D 53/02, 30.07.77; А.с. СССР №1452566, B 01 D 53/26, 23.01.89].For these purposes, various composite desiccants are used, which are a composition of a hygroscopic salt, for example calcium chloride, lithium bromide, and a porous carrier, for example, aluminum oxide, silica gel, porous coals, and are synthesized by a method that includes the following stages: preliminary heat treatment of the matrix, impregnation its aqueous solution of hygroscopic salt and thermal drying. This synthesis method is implemented in impregnated dehumidifiers: [A.S. USSR No. 1620789, B 01 D 53/26, 1991; A.S. USSR No. 406552, B 01 D 53/26, 11.21.73; A.S. USSR No. 5666616, B 01 D 53/02, 07/30/07; A.S. USSR No. 1452566, B 01 D 53/26, 01/23/89].
Недостатками таких осушителей являются вытекание активного компонента из порового пространства матрицы при относительной влажности более 50%, невысокая сорбционная емкость, разрушение пористой матрицы в процессе эксплуатации.The disadvantages of such dehumidifiers are the leakage of the active component from the pore space of the matrix at a relative humidity of more than 50%, low sorption capacity, destruction of the porous matrix during operation.
Наиболее близким к предлагаемому способу синтеза композитного осушителя является композитный осушитель газов и жидкостей (Пат. РФ 2169606, B 01 D 53/26, 15.06.1999), содержащий пористую матрицу с открытой системой пор и активное влагопоглощающее вещество, помещенное в поры в виде раствора. Данный композитный осушитель готовят следующим образом. Пористую матрицу, имеющую открытую систему мезо-, и микро- и транспортных пор, прогревают в токе воздуха в течение 2 ч при температуре 200°С. После охлаждения в поры матрицы помещают раствор влагопоглощающего вещества.Closest to the proposed method for the synthesis of a composite desiccant is a composite desiccant for gases and liquids (US Pat. RF 2169606, B 01 D 53/26, 06/15/1999) containing a porous matrix with an open pore system and an active moisture-absorbing substance, placed in the pores in the form of a solution . This composite desiccant is prepared as follows. A porous matrix having an open system of meso- and micro- and transport pores is heated in a stream of air for 2 hours at a temperature of 200 ° C. After cooling, a solution of a moisture-absorbing substance is placed in the pores of the matrix.
Недостатком прототипа является вытекание раствора влагопоглощающего вещества из порового пространства матрицы, приводящее к снижению его сорбционной емкости и к коррозии металлических деталей адсорбера. Это связано с тем, что влагопоглощающее вещество находится в порах матрицы в виде раствора.The disadvantage of the prototype is the leakage of a solution of a moisture-absorbing substance from the pore space of the matrix, leading to a decrease in its sorption capacity and to corrosion of the metal parts of the adsorber. This is due to the fact that the moisture-absorbing substance is in the pores of the matrix in the form of a solution.
Задача решается предлагаемым способом приготовления композитного осушителя газов и жидкостей, который содержит влагопоглощающее вещество, помещенное в поры матрицы с открытой системой пор и связанное с ее поверхностью.The problem is solved by the proposed method for preparing a composite desiccant of gases and liquids, which contains a moisture-absorbing substance placed in the pores of the matrix with an open pore system and associated with its surface.
Осушитель газов и жидкостей готовят пропиткой пористой матрицы раствором влагопоглощающего вещества, к которому добавляют щелочной раствор до рН не выше 10.A desiccant of gases and liquids is prepared by impregnating the porous matrix with a solution of a moisture-absorbing substance, to which an alkaline solution is added to a pH of not higher than 10.
В качестве щелочного раствора используют гидроксиды щелочных и/или щелочно-земельных металлов, а также аммиак.As the alkaline solution, alkali and / or alkaline earth metal hydroxides are used, as well as ammonia.
В качестве влагопоглощающего вещества используют высокогигроскопичные соли, такие как галогениды, сульфаты и нитраты щелочно-земельных металлов.Highly hygroscopic salts, such as halides, sulfates and nitrates of alkaline-earth metals, are used as a moisture-absorbing substance.
В качестве пористой матрицы с открытой системой пор используют неорганические оксиды, пористые угли, природные сорбенты, пористые металлы или их смеси.Inorganic oxides, porous coals, natural sorbents, porous metals or mixtures thereof are used as a porous matrix with an open pore system.
Связывание влагопоглощающего вещества с поверхностью матрицы достигают путем добавления в раствор влагопоглощающего вещества на стадии пропитки матрицы гидроксидами щелочных металлов или аммиака до рН не выше 10, которые взаимодействуют с гидроксидными (кислыми) группами поверхности матрицы, что приводит к образованию отрицательного поверхностного заряда и адсорбции катионов металлов гигроскопических солей из пропиточного раствора на поверхности матрицы.The binding of a moisture-absorbing substance to the matrix surface is achieved by adding a moisture-absorbing substance to the solution at the stage of matrix impregnation with alkali metal or ammonia hydroxides to a pH of not higher than 10, which interact with hydroxide (acid) groups of the matrix surface, which leads to the formation of a negative surface charge and adsorption of metal cations hygroscopic salts from the impregnating solution on the surface of the matrix.
Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.The invention is illustrated by the following examples.
Пример 1. Силикагель марки КСКГ прогревают в токе воздуха в течение 2 ч. После охлаждения в поры силикагеля помещают раствор хлорида кальция и раствор гидроксида натрия до рН 8. Содержание соли в композитном сорбенте в пересчете на сухой вес составляет 25 мас.%. Полученный композитный осушитель помещают в адсорбер объемом 1 л и регенерируют нагреванием до температуры 150°С в токе воздуха в течение 5 ч. После охлаждения до комнатной температуры на вход адсорбера подают сжатый воздух, предварительно пропущенный через барботер, наполненный водой. Содержание влаги во входящем газе составляет 2.05 г/нм3, расход воздуха составляет 2 нм3/ч. Процесс осушки газа прекращают после достижения выходящим воздухом влажности 100 ррм (объемных). Динамическая емкость адсорбента, определяемая как отношение массы поглощенной воды к массе сухого сорбента,Example 1. Silica gel KSKG brand is heated in a stream of air for 2 hours. After cooling, a solution of calcium chloride and a solution of sodium hydroxide are placed in pores of silica gel to pH 8. The salt content in the composite sorbent in terms of dry weight is 25 wt.%. The resulting composite desiccant is placed in a 1 L adsorber and regenerated by heating to a temperature of 150 ° C in an air stream for 5 hours. After cooling to room temperature, compressed air is fed to the inlet of the adsorber, previously passed through a bubbler filled with water. The moisture content in the incoming gas is 2.05 g / nm 3 , the air flow rate is 2 nm 3 / h. The process of drying gas is stopped after reaching the outlet air humidity of 100 ppm (volumetric). The dynamic capacity of the adsorbent, defined as the ratio of the mass of absorbed water to the mass of dry sorbent,
составляет 0.29 г/г. Затем на адсорбент подают поток сжатого воздуха, предварительно насыщенного водой до относительной влажности 80%. Процесс адсорбции прекращают, когда вес адсорбента перестает изменяться. Статическая емкость адсорбента при относительной влажности 80% составляет 0.69 г/г. Объем порового пространства композитного осушителя 0.75 см3/г.is 0.29 g / g. Then, a stream of compressed air pre-saturated with water to a relative humidity of 80% is fed to the adsorbent. The adsorption process is stopped when the weight of the adsorbent ceases to change. The static capacity of the adsorbent at a relative humidity of 80% is 0.69 g / g. The pore volume of the composite desiccant is 0.75 cm 3 / g.
Пример 2. Оксид алюминия прогревают в токе воздуха в течение 2 ч. После охлаждения в поры оксида алюминия помещают раствор сульфата магния и раствор гидроксида калия до рН 10. Содержание соли в композитном сорбенте составляет 16%. Динамическая емкость адсорбента составляет 0.21 г/г. Статическая емкость адсорбента при относительной влажности 90% составляет 0.51 см3/г. Объем порового пространства композитного осушителя 0.55 см3/г.Example 2. Aluminum oxide is heated in a stream of air for 2 hours. After cooling, a solution of magnesium sulfate and a solution of potassium hydroxide are placed in pores of aluminum oxide to pH 10. The salt content in the composite sorbent is 16%. The dynamic capacity of the adsorbent is 0.21 g / g. The static capacity of the adsorbent at a relative humidity of 90% is 0.51 cm 3 / g. The pore volume of the composite desiccant is 0.55 cm 3 / g.
Пример 3. Силикагель марки КСК прогревают в токе воздуха в течение 2 ч. После охлаждения в поры силикагеля помещают раствор хлорида магния и раствор аммиака до рН 9. Содержание соли в композитном сорбенте составляет 25%. Динамическая емкость адсорбента составляет 0.29 г/г. Статическая емкость адсорбента при относительной влажности 90% составляет 0.70 см3/г. Объем порового пространства композитного осушителя 0.75 см3/г.Example 3. Silica gel brand KSK is heated in a stream of air for 2 hours. After cooling, a solution of magnesium chloride and a solution of ammonia are placed in the pores of silica gel to pH 9. The salt content in the composite sorbent is 25%. The dynamic capacity of the adsorbent is 0.29 g / g. The static capacity of the adsorbent at a relative humidity of 90% is 0.70 cm 3 / g. The pore volume of the composite desiccant is 0.75 cm 3 / g.
Пример 4. Аналогично примеру 1, но для приготовления композитного осушителя используют пористый углерод, предварительно прогретый при температуре 300°С в течение 5 ч. Содержание соли в композитном сорбенте составляет 23%. Динамическая емкость адсорбента составляет 0.19 г/г. Статическая емкость адсорбента при относительной влажности 90% составляет 0.44 см3/г. Объем порового пространства композитного осушителя 0.55 см3/г.Example 4. Analogously to example 1, but for the preparation of the composite desiccant, porous carbon is used, preheated at 300 ° C for 5 hours. The salt content in the composite sorbent is 23%. The dynamic capacity of the adsorbent is 0.19 g / g. The static capacity of the adsorbent at a relative humidity of 90% is 0.44 cm 3 / g. The pore volume of the composite desiccant is 0.55 cm 3 / g.
Пример 5. Аналогично примеру 1, но для увеличения рН пропиточного раствора используют раствор гидроксида кальция. Содержание соли в композитном сорбенте составляет 18%. Динамическая емкость адсорбента составляет 0.29 г/г. Статическая емкость адсорбента при относительной влажности 90% составляет 0.71 см3/г. Объем порового пространства композитного осушителя 0.82 см3/г.Example 5. Analogously to example 1, but to increase the pH of the impregnating solution using a solution of calcium hydroxide. The salt content in the composite sorbent is 18%. The dynamic capacity of the adsorbent is 0.29 g / g. The static capacity of the adsorbent at a relative humidity of 90% is 0.71 cm 3 / g. The pore volume of the composite desiccant is 0.82 cm 3 / g.
Примеры 6-7, в которых используют композитные осушители, полученные помещением в поры матрицы нейтральных растворов гигроскопичных солей, приведены для сравнения.Examples 6-7, in which composite desiccants are used, obtained by placing neutral solutions of hygroscopic salts in the pores of the matrix, are given for comparison.
Пример 6. Аналогично примеру 1, но в поры силикагеля вносят нейтральный раствор хлорида кальция. Содержание соли составило 23%. Динамическая емкость адсорбента составляет 0.29 г/г. Статическая емкость адсорбента при влажности воздуха 80% составляет 1.03 г/г. Объем порового пространства адсорбента - 0.77 см3/г.Example 6. Analogously to example 1, but a neutral solution of calcium chloride is added to the pores of silica gel. The salt content was 23%. The dynamic capacity of the adsorbent is 0.29 g / g. The static capacity of the adsorbent with an air humidity of 80% is 1.03 g / g. The pore volume of the adsorbent is 0.77 cm 3 / g.
Пример 7. Аналогично примеру 2, но в поры оксида алюминия вносят нейтральный раствор сульфата магния. Содержание соли составиляет 16%. Динамическая емкость адсорбента составляет 0.20 г/г. Статическая емкость адсорбента при влажности воздуха 90% составляет 0.84 г/г. Объем порового пространства адсорбента - 0.76 см3/г.Example 7. Analogously to example 2, but a neutral solution of magnesium sulfate is added to the pores of alumina. The salt content is 16%. The dynamic capacity of the adsorbent is 0.20 g / g. The static capacity of the adsorbent at 90% air humidity is 0.84 g / g. The pore volume of the adsorbent is 0.76 cm 3 / g.
Таким образом, приведенные примеры демонстрируют, что предлагаемые осушители обладают не менее высокой динамической емкостью по воде, чем композитные осушители, приготовленные по методу, заявленному в прототипе. При этом благодаря связыванию соли с поверхностью матрицы их статическая емкость при влажности воздуха 80-90% оказывается ниже объема их порового пространства, что позволяет избежать вытекания раствора гигроскопичной соли из пор матрицы.Thus, the above examples demonstrate that the proposed dehumidifiers have no less high dynamic water capacity than composite dehumidifiers prepared according to the method claimed in the prototype. Moreover, due to the binding of salt to the matrix surface, their static capacity at an air humidity of 80-90% turns out to be lower than the volume of their pore space, which avoids leakage of the hygroscopic salt solution from the matrix pores.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003131221/15A RU2244588C1 (en) | 2003-10-23 | 2003-10-23 | Method for preparation of composite gas and liquid drier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003131221/15A RU2244588C1 (en) | 2003-10-23 | 2003-10-23 | Method for preparation of composite gas and liquid drier |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2244588C1 true RU2244588C1 (en) | 2005-01-20 |
Family
ID=34978037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003131221/15A RU2244588C1 (en) | 2003-10-23 | 2003-10-23 | Method for preparation of composite gas and liquid drier |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2244588C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2476264C2 (en) * | 2007-10-30 | 2013-02-27 | Саес Геттерс С.П.А. | Method of making dehydration composite sorbent consisting of hygroscopic inorganic salts diluted in polymer matrix |
| RU2640540C2 (en) * | 2013-02-13 | 2018-01-09 | Пропагруп С.П.А. | Composition for regulating humidity of environment, method of its manufacture and its use for regulating humidity of environment |
| RU2726048C1 (en) * | 2019-11-11 | 2020-07-08 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Федеральный Сибирский научно-клинический центр Федерального медико-биологического агентства" | Method of treating chronic pain |
| RU2789376C1 (en) * | 2022-06-29 | 2023-02-02 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" | Method for producing a microspherical composite dryer for bulk materials |
-
2003
- 2003-10-23 RU RU2003131221/15A patent/RU2244588C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2476264C2 (en) * | 2007-10-30 | 2013-02-27 | Саес Геттерс С.П.А. | Method of making dehydration composite sorbent consisting of hygroscopic inorganic salts diluted in polymer matrix |
| RU2640540C2 (en) * | 2013-02-13 | 2018-01-09 | Пропагруп С.П.А. | Composition for regulating humidity of environment, method of its manufacture and its use for regulating humidity of environment |
| RU2726048C1 (en) * | 2019-11-11 | 2020-07-08 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Федеральный Сибирский научно-клинический центр Федерального медико-биологического агентства" | Method of treating chronic pain |
| RU2789376C1 (en) * | 2022-06-29 | 2023-02-02 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" | Method for producing a microspherical composite dryer for bulk materials |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2785870B2 (en) | Pressure swing adsorption method | |
| JP5212992B2 (en) | Aluminum silicate complex and high performance adsorbent comprising the complex | |
| JP5229916B2 (en) | Carbon dioxide adsorbent that can be adsorbed and desorbed depending on the pressure above atmospheric pressure | |
| KR100480219B1 (en) | Argon/oxygen selective x-zeolite | |
| AU2017208389A1 (en) | Desiccant based honeycomb chemical filter and method of manufacture thereof | |
| JPH10263392A (en) | Adsorption of carbon dioxide and water and adsorbent | |
| JPH11518A (en) | Temperature swing adsorption method | |
| US20140239225A1 (en) | Water-Selective Adsorbent and Method for Producing Same | |
| JP2013507249A (en) | Honeycomb matrix containing macroporous desiccant, process and use thereof | |
| JP2015509832A (en) | Desiccant-supporting honeycomb chemical filter and manufacturing method thereof | |
| RU2244588C1 (en) | Method for preparation of composite gas and liquid drier | |
| WO2010109477A2 (en) | A process for the preparation of molecular sieve adsorbent for the size/shape selective adsorption of carbon dioxide from its gaseous mixture with nitrogen | |
| CA2795060A1 (en) | Utilization of waste heat using fiber sorbent system and method of using same | |
| RU2576634C1 (en) | Adsorbent for trapping, concentration and storage of carbon dioxide | |
| JP2001129392A (en) | Adsorbent | |
| JP2011156478A (en) | Method for producing moisture absorbent and moisture absorbent | |
| JPH0549918A (en) | Carbon dioxide adsorbent | |
| RU2169606C2 (en) | Composite drier for gases and liquids | |
| RU2244586C1 (en) | Carbon dioxide absorber and a method for removing carbon dioxide for gas mixtures | |
| RU2294796C2 (en) | Methanol vapor sorbent and a method to produce cold by means of adsorption-cooling apparatus | |
| RU2525178C1 (en) | Adsorbent for drying gases | |
| Aristov | Selective water sorbents, a new family of materials for adsorption cooling/heating: State of the art | |
| RU2288026C1 (en) | Method of removing methanol vapors from gas mixtures | |
| JP2011161357A (en) | Method for manufacturing moisture absorbent and moisture absorbent | |
| RU2174870C2 (en) | Method of preparing air drier |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101024 |