184947. lajstromszámú szabadalom • Eljárás oxigént és nitrogént tartalmazó gázelegyek szétválasztására alkalmas abszorbens előállítására mordenitet tartalmazó riolittufákból
5 184947 6 II. táblázat Az alapanyagként felhasznált kőzetminta főbb röntgendiffrakciós vonalai d (A-ben) 13,55 20 9,05 60 6,57 50 6,05 10 5,79 20 4,51 40 4,25----3,98 60 3,77 — 3,64 10 3,47 100 3,39 60 3,35 — 3,22 80 3,19 — 2,89 30 * Mordenitre jellemző relatív vonalintenzitások A kb. 50% mordenitet tartalmazó riolittufa 1—1,6 mm-es szemcsefrakcióját 1 N NaCl oldattal kezeltük. A kőzet 1 g-nyi mennyiségére 6 ml oldatot számítva az oldatot a kőzettel 4 óra hosszat forraltuk, majd az oldatot friss oldatra cserélve a forralást további 4 órán át folytattuk. A kőzetet a NaCl oldat eltávolítása után vízzel mostuk. Az ioncserélt mintát ~ 100 kPa nyomású száraz levegő áramban 650 K-en aktiváltuk. A levegőszétválasztást egyoszlopos kísérleti PSA- berendezéssel végeztük, melynek oszlopmagassága 2 m, belső átmérője 3 cm. Az oszlopban 3 kg aktivált adszorbenst helyeztünk el. A berendezést folyamatosan a következő üzemi ciklusban működtettük: az oszlopot és az adszorbenst 1 kPa végnyomásig evakuáltuk, ezután 400 kPa-ra töltöttük fel előszárított levegővel, majd 350 kPa nyomásig oxigénben feldúsult gázt fúvattunk le. Ilymódon 95% oxigént tartalmazó gázelegyet állítottunk elő. A berendezést ugyanilyen feltételek között működtetve, adszorbensként a kőzet természetes formáját dehidratálás után használva, a levegő csak 70% oxigéntartalomra dúsult fel. 2. példa Az 1. példában jellemzett 50% mordenitet tartalmazó riolittufa 250—400 jxm-es szemcsefrakciójából 10— 10 g-ot 60—60 ml 1 N BaCl2, SrCI2, KC1, CaCl2, MgCl2, LiCl, NaCl oldattal 4 órán át szobahőmérsékleten ioncseréltünk. Ezután az oldatot dekantáltuk és az ioncserét ugyanilyen mennyiségű friss oldattal további 4 órán át folytattuk, A mintát dekantáltuk, szárítottuk és megtöltöttünk vele egy 1,2 m hosszú gázkromatográfiás kolonnát. A kolonnát fokozatosan 600 K-re melegítettük és ezen a hőmérsékleten tartottuk 4 órán keresztül, miközben nitrogént áramoltattunk át rajta. Az így aktivált kolonnát CHROM IV-típusú gázkromatográfba helyeztük, 293 K-en termosztáltuk és 20 ml/perc hélium vivőgáz sebességnél 1 ml levegőmintát adtunk be. Az adszorbens hatékonyságát a levegőszétválasztásban a csúcsfelbontás értékével jellemeztük és az értékeket a 3. táblázatban adjuk meg. III. táblázat Az előkezelés során bevitt kation Csúcsfelbontás ses/mm Cs 6,7 Ba 9,8 Sr 10,7 K 11,2 Ca 12,9 Mg 15,7 Li 16,8 Na 25,8 ioncsere nélkül 18,9 Az előkezelés során bevitt kationok közül egyedül a nátriumos ioncsere eredményez javulást a csúcsfelbontásban, az eredeti, csupán hőkezelt kőzetmintához képest. 3. példa Az 1. példában jellemzett 50% mordenitet tartalmazó riolittufa 250—400 am-es szemcsefrakciójából 10 g-hoz szobahőmérsékleten telített NaCl oldatból 60 ml-t adtunk és 2x4 órán át visszafolyóhűtő alatt forraltuk. 4 óra után az oldatot 60 ml friss NaCl oldatra cseréltük. Az ioncserélt mintán a 2. példában leírt módon levegőszétválasztást végeztünk. A csúcsfelbontás értéke 35 s/mm. 4. példa A 3. példában ismertetett módon 80% mordenitet tartalmazó 1—1,5 mm-es szemcseméretű kőzetből adszorbenst készítettünk. Az adszorbenssel megtöltöttünk egy egyoszlopos PSA elven működő kísérleti adszorbenst. Az adszorberrel levegőszétválasztást végeztünk olyan működési paramétereket választva, hogy a termék 60% oxigént tartalmazó gázelegy legyen. Ilyen körülmények között a bevitt oxigén 75%-át kaptuk meg folyamatosan a termékben. Az adszorbens 1 g-nyi mennyiségére vonatkoztatva óránként 60 ml atmoszferikus termékgáz keletkezett. Az erre az adszorbensre vonatkozó csúcsfelbontási érték 38 s/mm. Szabadalmi igénypontok 1 Eljárás oxigént és nitrogént tartalmazó gázelegyek szétválasztására alkalmas adszorbens előállítására, mordenitet tartalmazó aprított kőzetekből vagy mordenit ásványból azzal jellemezve, hogy legalább 50% mordenitet tartalmazó, legalább 0,1 mm-es szemcsenagyságú kőzetet vagy mordenitásványt Na-ionokat tartalmazó 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
