Способ получения осушителя газов на основе силикагеля
Владельцы патента RU 2274484:
Открытое акционерное общество "Электростальский химико-механический завод" (ОАО "ЭХМЗ") (RU)
Изобретение относится к области сорбционной техники, в частности к процессам осушки технологических газов и к системам индивидуальной и коллективной защиты органов дыхания. Предложенный способ включает пропитку силикагеля водным раствором, содержащим 380 г/л хлористого кальция и 480 г/л бромистого лития с температурой раствора 10-20°С и соотношением объема пор силикагеля к объему раствора 1,0:(0,9-1,0), перемешивание в течение 15-20 мин, сушку при температуре 300-450°С в течение 0,8 часа, рассев и отбор фракции с диаметром гранул 1,0-3,0 мм. Изобретение позволяет получить осушитель газов, превосходящий известный по прочности и технологичности процесса. 1 табл.
Изобретение относится к области сорбционной техники, в частности к процессам осушки технологических газов и к системам индивидуальной и коллективной защиты органов дыхания.
Известен способ получения осушителя газов на основе силикагеля, включающий пропитку силикагеля с объемом пор не менее 0,9 см3/г раствором галогенида лития; получение таблеток диаметром, равным 3,8 мм; высушивание при температуре 140°С в течение 4 часов; обжиг при температуре 700°С в течение 2 часов; погружение таблеток на 15 мин в раствор, содержащий 800 г/л бромистого лития, и окончательную сушку при температуре 140°С в течение 3 часов (Патент Япония №55-39240, кл. В 01 D 53/28).
Недостатком данного способа является большая трудоемкость процесса.
Наиболее близким к предложенному по технической сущности и количеству совпадающих признаков является способ получения осушителя газов на основе размолотого силикагеля, связанного в водостойкие гранулы различными минеральными связующими, включающий однократную или двукратную (что более предпочтительно) пропитку водным раствором, содержащим 5-25 мас.% хлорида кальция и 5-25 мас.% хлорида лития.
Температура пропиточного раствора составляет 60-80°С, соотношение объемов сорбента-основы и пропиточного раствора 1,0: (0,8-1,20). (Патент RU 2174870 С2, B 01 J 20/10, 20.10.2001 (реферат). Этот способ может быть принят в качестве прототипа.
Недостатком прототипа является высокая температура пропиточного раствора и высокая трудоемкость процесса: изготовление гранул из размолотого силикагеля и предпочтение двукратной пропитки основы.
Заявляемое изобретение направлено на повышение прочности осушителя без предварительного размола и грануляции основы, повышение технологичности процесса, а также на снижение температуры пропиточного раствора, что достигается предложенным способом, включающим пропитку силикагеля марки ШСКГ (ГОСТ 3956-76) с суммарным объемом пор 0,8-1,2 см3/г раствором галогенидов элементов первой и второй группы в одну стадию и сушку, причем пропитку ведут водным раствором хлорида кальция и бромида лития с температурой раствора 10-20°С при содержании CaCl2 - 380 г/л и LiBr - 480 г/л, при этом соотношение объема пор силикагеля и пропиточного раствора - 1,0:(0,9-1,0).
Отличие предложенного способа от известного заключается в том, что, во-первых, в качестве основы используют силикагель с суммарным объемом пор 0,8-1,2 см3/г, во-вторых, температура пропиточного раствора намного ниже, чем в вышеописанных изобретениях, и составляет 10-20°С.
Способ осуществляется следующим образом. В смесительный барабан загружают 0,7-1,2 кг силикагеля с суммарным объемом пор 0,8-1,2 см3/г. При перемешивании в смесительный барабан добавляют 0,65-1,2 л раствора с температурой 10-20°С, содержащего хлорид кальция и бромид лития, при этом концентрация в растворе хлорида кальция составляет 380 г/л, бромида лития составляет 480 г/л.
Процесс перемешивания после добавления раствора ведут в течение 15-20 мин. Пропитанный силикагель выгружают из смесительного барабана и сушат при температуре 300-450°С в течение 0,8 часа. Высушенный продукт рассеивают и отбирают фракцию с диаметром гранул 1,0-3,0 мм.
Пример 1. Берут 1 кг силикагеля с суммарным объемом пор 1,0 см3/г, загружают в смесительный барабан и перемешивают, добавляя 0,95 л раствора с температурой 10°С и концентрацией хлорида кальция 380 г/л, бромида лития - 480 г/л. После добавления раствора перемешивание ведут в течение 15 мин. Пропитанный силикагель выгружают из смесительного барабана и сушат при температуре 300-450°С в течение 0,8 часа. Высушенный продукт рассеивают и отбирают фракцию 1,0-3,0 мм. Механическая прочность полученного осушителя составила 86%.
Пример 2. Ведение процесса, как в примере 1, за исключением температуры пропиточного раствора, которая составила 20°С. Механическая прочность полученного осушителя составила 83%.
Пример 3. Ведение процесса, как в примере 1, за исключением коэффициента пропитки, который составил 1,0 от суммарного объема пор силикагеля. Механическая прочность полученного продукта оказалась равной 85%.
Результаты исследования влияния коэффициента пропитки и температуры пропиточного раствора на механическую прочность осушителя представлены в таблице.
Примечание к таблице. Прочность осушителя определяли по ГОСТ 16188-70.
Как следует из данных, приведенных в таблице, наибольшая прочность наблюдается при коэффициенте пропитки, равном 0,95-1,0 от суммарного объема пор силикагеля, и температуре пропиточного раствора 10-20°С. При выходе параметров за пределы указанных значений прочность осушителя заметно снижается.
Сущность предложенного способа заключается в следующем. Повышение прочности осушителя связано с оптимальным соотношением и равномерным распределением компонентов в порах.
Уменьшение коэффициента пропитки приводит к неравномерному заполнению пор: основная масса компонентов уходит в глубину, а ближе к поверхности поры остаются незаполненными. Это снижает прочность осушителя.
| Таблица Зависимость прочности осушителя от температуры пропиточного раствора и коэффициента пропитки. | |||
| Способ | Температура пропиточного раствора, °С | Коэффициент пропитки от суммарного объема пор | Прочность осушителя, % |
| Предлагаемый | 10 | 0,8 | 78 |
| 10 | 0,85 | 80 | |
| 10 | 0,90 | 85 | |
| 10 | 0,95 | 86 | |
| 10 | 1,0 | 85 | |
| 5 | 0,95 | 80 | |
| 10 | 0,95 | 86 | |
| 15 | 0,95 | 85 | |
| 20 | 0,95 | 85 | |
| 25 | 0,95 | 75 | |
| 30 | 0,95 | 60 | |
| Известный (пат. РФ №2081823 от 24.11.94) | 70 | 0,7 | 75 |
При температуре пропиточного раствора ниже 10°С невозможно ввести необходимое количество компонентов, что снижает прочность осушителя. При температуре выше 20°С гранулы осушителя растрескиваются.
Таким образом, предложенный способ позволяет получить осушитель газов, превосходящий известные по технологичности процесса при сохранении прочностных и адсорбционных показателей.
Реализация предложенного способа позволит проводить эффективную осушку газовых потоков.
Из изложенного следует, что каждый из признаков заявленной совокупности в большей или меньшей степени влияет на достижение поставленной цели, а именно на повышение прочности осушителя и улучшение технологичности процесса, а вся совокупность является достаточной для характеристики заявленного технического решения.
Способ получения осушителя газов на основе силикагеля, включающий его пропитку водным раствором галогенидов металлов в одну стадию и сушку, причем соотношение объема пор силикагеля и объема раствора составляет 1,0:(0,9-1,0), отличающийся тем, что в качестве основы используют силикагель с суммарным объемом пор 0,8-1,2 см3/г, температура пропиточного раствора составляет 10-20°С.
