SE501971C2

SE501971C2 - Användning av hydrofob zeolit för rening av luft som innehåller merkaptaner och H2S

Info

Publication number: SE501971C2
Application number: SE9303710A
Authority: SE
Inventors: Zoltan Blum; Sten Andersson
Original assignee: Mimat Ab
Priority date: 1993-11-10
Filing date: 1993-11-10
Publication date: 1995-07-03
Also published as: SE9303710D0; WO1995013127A1; AU1037995A; SE9303710L

Description

501 10 15 20 25 30 35 971 2 Vid samtidig borttagning av olika merkaptaner och HZS finns således det problemet att det är svårt att få en effektiv borttagning av både merkaptaner och H28. H25 är nämligen mycket mindre än de olika merkaptanerna och ad- sorberas således inte speciellt effektivt av en zeolit, som har större porer och som är anpassad för de olika mer- kaptanerna.

Vi har funnit att zeoliterna ZSM 5 (silikalit) och mordenit ger bra och effektiv borttagning av både H25 och merkaptaner vid rening av luft, och H28.

Mordenit är bland de största kända zeoliterna med en som innehåller merkaptaner porstorlek av 7,5 Å och silikalit har en porstorlek av ca 5,5 Å.

Silikalitens porstorlek är sådan att både H28 och merkaptaner adsorberas bra, men mordenitens porstorlek borde emellertid inte ge en speciellt effektiv adsorption av H28.

Mordenitens struktur, som är uppbyggd av 12-ringar, är sådan att 12-ringarna är sammanbundna med 8-ringar. Det har visat sig att dessa 8-ringar, som har mindre por- diameter, är utmärkt anpassade för att adsorbera H28.

Silikalitens struktur är uppbyggd av enbart 10-ringar.

Inom pappersindustrin och i reningsverk finns det problem med illaluktande luftutsläpp, och dessa luftut- släpp innehåller merkaptaner och H28, varvid H28 dessutom är mycket toxisk.

Luften i många datorutrymmen innehåller också mer- kaptaner och H25, och man vet att H25 orsakar korrosion i datorernas kontaktorer. Genom att rena luften från mer- kaptaner och H28 kan stora ekonomiska vinster göras.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är således användning av hydrofoba zeoliter vid rening av luft- intag/utsläpp, som innehåller merkaptaner och H S. 2 10 15 20 25 30 35 501 971' 3 Ett speciellt ändamål med föreliggande uppfinning är användning av mordenit och/eller ZSM 5 (silikalit) vid rening av luftintag/utsläpp, som innehåller merkaptaner och H28.

Dessa ändamål uppfylls med användning av hydrofoba zeoliter vid rening av luft, som innehåller merkaptaner och H2 zeolit, som har en zeolitrymdnätsstruktur [(Al02)x(SiO2)Y], där x och y är heltal och y/x > 15, i en tillräcklig mängd för att tillräckligt effektivt ta bort merkaptaner och H28.

S, varvid luften bringas i kontakt med en hydrofob De hydrofoba zeoliterna som används enligt förelig- gande uppfinning har sammansättningen Nax[(Al02)x(Si02)Y], där x och y är heltal och y/x > 15, företrädesvis är y/x > 20 och allra helst är y/x > 45.

Två föredragna hydrofoba zeoliter är mordenit och silikalit, och i synnerhet mordenit. De hydrofoba zeoli- terna kan användas i form av pulver på bärare, såsom i rotorer, eller i form av pellets av sintrade zeolitkris- taller. Vid pelletsform är vanligtvis använda bindemedel kiseldioxid, aluminiumoxid eller vissa leror. I exemplen som ges nedan är bindemedlet aluminiumoxid i en halt av 15 vikt%.

Vid användningen av hydrofoba zeoliter vid rening av luft, som innehåller merkaptaner och H28, bringas luften i kontakt med de hydrofoba zeoliterna, företrädesvis morde- nit och/eller silikalit och allra helst mordenit, i en tillräcklig mängd för att effektivt ta bort merkaptaner och H28.

De hydrofoba zeoliterna kan föreligga i form av pel- lets och användas i en filterbädd. Fördelen med att zeoli- terna föreligger i pelletsform i stället för som pulver eller granulat är att lågt tryckfall erhålls över filter- bädden. Inom industrin kan det bli tal om att tusentals m luft/h strömmar igenom filterbädden. Däremot kan man an- 3 vända zeoliter i pulverform om man använder bärare, och exempel på bärare är rotorer. 501 10 15 20 25 30 35 971 4 De bifogade figurerna l-4 avser försöken enligt exemplen 1-4.

Fig la visar adsorption av H28 vid 20°C med använd- ning av mordenit.

Fig lb visar adsorption av H28 vid 45°C med använd- ning av mordenit.

Fig 2 visar genombrottskurvan för mordenit vid adsorption av CH3SH när koncentrationen för CH3SH vid inloppet är 700 ppm.

Fig 3 visar genombrottskurvan för mordenit vid adsorption av H28 när koncentrationen för H28 vid inloppet är 45 ppm.

Fig 4 visar genombrottskurvan för mordenit vid adsorption av H28 när koncentrationen för H28 vid inloppet är 70 ppb.

Exempel 1 Adsorption av H28, CH3SH och C2§6§2 med användning av mor- denit och silikalit Pellets av de hydrofoba zeoliterna mordenit och sili- kalit med Si:Al > 50 resp 90 användes i ett försök för ad- sorption av ren H28, CH3SH och C2H6S2 vid olika temperatu- rer. Resultaten framgàr av tabell 1. 10 15 20 25 30 35 501 971' 5 Tabell 1 Zeolit Temperatur Gas Adsorption (20°C) (vikt%) Mordenit 20°C H28 5,6 45°C " 3,8 Silikalit 20°C " 1,0 45°C " 0,1 Mordenit 20°C CHSSH 12,7 45°C " 9,1 Silikalit 20”C " 10,0 45°C " 7,5 Silikalit 20°C C2H6S2 10,2 45°C " 7,5 Som framgår av tabell 1 är mordenit överlägset sili- kalit vad det gäller adsorption av H25, men även silika- litens adsorption av H28 är bra. Anledningen till dessa försök vid 45°C är att de luftutsläpp som kommer från pappersindustrin ligger vid högre temperaturer, ca 20-60°C, och vi vill således visa att mordenit och sili- kalit även fungerar inom detta temperaturomràde.

Exempel 2 Genombrottsförsök för mordenit med CH3§§ Pellets av mordenit (fràn Tosoh, Japan) med Si:Al > 50 användes i en filterbädd (med en volym av 0,3 dms) och luft med en relativ fuktighet av 60% och en CH3SH-kon- centration av 700 ppm fick passera genom bädden med en uppehállstid av 0,6 s. Luftutloppet hade en CH3SH-kon- centration av mindre än 1 ppm under 50 min.

Exempel 3 Genombrottsförsök för mordenit med med 45 ppm H2§ Pellets av mordenit (frán Tosoh, Japan) med Si:Al > 50 användes i en filterbädd (med en volym av 0,3 dm3) och luft med en relativ fuktighet av 60% och en H2S-kon- 501 971 10 15 20 25 30 35 6 centration av 45 ppm fick passera genom bädden med en uppehàllstid av 1,5 s. Luftutloppet hade en H centration av mindre än 1 ppm under 18 min.

Exempel 4 Genombrottsförsök för mordenit med 70 ppb H2§ Pellets av mordenit (från Tosoh, Japan) med Si:Al > 50 användes i en filterbädd (med en volym av 0,3 dm3) och luft med en relativ fuktighet av 75% och en H2S-kon- centration av 70 ppb fick passera genom bädden med en uppehållstid av 1,5 s. Luftutloppet hade en H S-kon- centration av mindre än 1 ppb under 38 min. 2S-kon- 2 Detta försök visar mordenits effektiva adsorption av H28 även vid låga H28-koncentrationer.

Användningen enligt föreliggande uppfinning är mycket applicerbar inom pappersindustrin för att eliminera illa- luktande utsläpp av merkaptaner och den mycket toxiska H28. H28 som förekommer i luften i reningsverk avlägsnas också lätt enligt föreliggande uppfinning. Ett ytterligare användningsområde är rening av luft, som innehåller mer- kaptaner och H28, i datorutrymmen. Det har nämligen på senare tid visat sig vara H28 eller andra svavelföre- ningar, som orsakar korrosion av datorerna.

Claims

10 15 20 25 30 35 501 971* PATENTKRAV

1. Användning av hydrofoba zeoliter vid rening av luft, som innehåller merkaptaner och H28, varvid luften bringas i kontakt med en hydrofob zeolit, som har en zeolitrymdnätsstruktur [(AlO2)x(SiO2)Y], där x och y är heltal och y/x > 15, i en tillräcklig mängd för att huvudsakligen ta bort merkaptaner och H28.

2. Användning enligt krav l, varvid de hydrofoba zeoliterna utgörs av mordenit och/eller ZSM 5 (silikalit).

3. Användning enligt krav 1 eller 2, varvid luften, som innehåller merkaptaner och H28, utgörs av luftutsläpp från pappersindustrin.

4. Användning enligt något av kraven 1-3, varvid luften, som innehåller merkaptaner och H25, utgörs av luftutsläpp från reningsverk.

5. Användning enligt något av kraven l-4, varvid och H luften, som innehåller merkaptaner ZS, utgörs av luft i datorutrymmen.