177564. lajstromszámú szabadalom • Eljárás javított adszorpcióképességű adszorbens előállítására
3 177564 4 szülő) adszorbensek megjelenése, amelyek ugyancsak hatékony nitrogénoxid adszorbenseknek bizonyultak. Nagy részük azonban nem elég saválló, ezért a gyakorlatban nitrogénoxidok megkötésére nem használható. így mindenekelőtt az ismert saválló zeolitok: az AW—500 (3 389961 Ijsz. USA szabadalom és Sundaresan. B. B.. Harding. C. 1.. Max. F. P., Hendrickson E. R.: Environmental Science and Technology, 1 (2). 151 (1967), a mordenit (158954 ljsz. magyar szabadalom) és az Y-zeoIit (48—39374 sz. japán szabadalmi bejelentés) kerülnek alkalmazásra. kigyes saválló zeolitok, pl. a mordenit a természetben is előfordulnak, k.z az anyag a nitrogénoxidok megkötésére ugyancsak hasznosítható, de adszorpciós kapacitása nem kielégítő, ezért nagyméretű adszorbereket kellene alkalmazni. Az adszorpciós kapacitás savas kezeléssel ugyan növelhető, de nem a kívánt mértékben (Papp J., Valyon J., Czárán L. : Magyar Kémiai Folyóirat 81, 442 (1975)). Az irodalom szerint a kezelést 1—5 n töménységű savval végezték. A leírt izoterma adatok alapján a legkedvezőbb fajlagos adszorpció a 2—3 n savval végzett kezelésnél várható, minthogy a fajlagos felület ekkor maximális. Meglepő módon azt találtuk, hogy sokkal kedvezőbb adszorpciós tulajdonságú terméket kapunk, ha a természetes mordenittartalmú kőzetőrleményt az irodalomban leírtnál lényegesen enyhébb körülmények között, hígabb savval kezeljük. A találmány alapja továbbá az a felismerés is, hogy a kőzetőrleményt nagyobb térfogatú savval 4 órát meghaladó ideig, célszerűen 6 óra hosszat kell kezelni. A találmány szerint úgy járunk el. hogy a legalább 45"0 mordenittartalmú kőzetőrleményt 0,2—1 n, célszerűen 0,7 0,8 n töménységű sav 5- 10-szeres mennyiségével visszacsepegő hűtés mellett 4 órát meghaladó ideig főzzük, a folyadékot dekantáljuk, azonos mennyiségű és töménységű savval a 4 órát meghaladó ideig tartó főzést megismételjük, az őrleményt a folyadéktól elkülönítjük, desztillált vízzel savmentesre mossuk, és megszárítjuk. A kétszeri savas főzés időtartama célszerűen 5—7 óra, mert az adszorpciós kapacitás hosszabb ideig tartó forralás hatására már nem növekszik számottevően. A találmány szerinti eljárással a természetes mordenitek dinamikus körülmények között mutatott nitrogénoxidmegkötése több mint kétszeresére növelhető. A találmány szerint készült adszorbens alkalmazása esetén kisebb adszorberekre és kevesebb töltetre van szükség, így az adszorpciós eljárás költségei lényegesen mérséklődnek. A találmány szerinti eljárással nemcsak a természetes mordenitek nitrogénoxidokat megkötő képessége javítható, hanem az így kezelt adszorbensek a tisztítandó gázok más savas karakterű alkotórészeiből is többet képesek adszorbeálni — így például a találmány szerinti adszorbensek kiválóan alkalmasak véggázok kén-dioxid tartalmának megkötésére. A találmány szerinti eljárással készült adszorbens előnyeit az alábbi példákkal szemléltetjük. 1. példa Mád-Harcsatetői kőbányából származó mordenites tufakőzetet megőrlünk, és az 1,0—1,5 mm-es szemcsefrakciót szitálással elkülönítjük. A frakcióból, 60 g-ot 70 cm hosszú, 1 cm1 2 keresztmetszetű kolonnába töltünk és külső fűtés segítségével 420 C-on 3 órát hevítünk. A hevítés alatt felszabaduló vízgőzöket 40 I h nitrogén vagy levegő öblítőgázzal távolítjuk el. Az ily módon aktivált, majd lehűlni hagyott adszorpciós oszlopra a környezet hőmérsékleten 90 I h áramlási sebességgel 0.4 sü(, NO -t tartalmazó levegőt adagolunk, és az oszlop után a levegő nitrogén-dioxid tartalmát nagyérzékenységű analitikai módszerrel 10 ppm pontossággal követjük. A kezdeti időszakban a gáz nitrogénoxid-tartalma 10 ppm alatt van. A termék nitrogén-dioxid-tartalmát az idő függvényében grafikusan ábrázoljuk és a 10 ppm koncentráció eléréséig eltelt idő. valamint az adagolt levegő NO,-tartalma alapján meghatározzuk az oszlop ún. áttörési nitrogén-dioxid-adszorpciós kapacitását. A kísérleteinkhez használt előkezeletlen tölteten 2,1 s°0 áttörési kapacitást értünk el. 2. példa Az I. példában leírt módon nyert mordenites kőzetőrleményt az oszlopbatöltés előtt a fentebb idézett Papp --Valyon—Czárán közleményben ismertetett módon, azaz 100 g őrleményre 400 ml savat adagolva 2 n sósavval 4 órát főztünk visszacsepegő hűtés mellett. A folyadékot dekantáltuk, a főzést újabb azonos mennyiségű savrészlettel megismételtük. Újra dekantáltunk, a terméket savmentesre mostuk és szárítószekrényben megszárítottuk. Az őrleményt ezt követően kolonnába töltöttük és 420 C'-on végzett aktiválás után az 1. példában leírt módon meghatároztuk az áttörési kapacitást. Eredményként 3,06 s%-ot kaptunk, így a javulás nem éri el az 50%-ot. 3. példa Az 1. példában leírt módon nyert 1,0—1,5 mm szemcseméretű mordenites kőzetőrleményt az irodalomban és a 2. példában ismertetett módszertől eltérően csak 0,75 n töménységű savval főztünk. Ebből a töménységű savból 100 g őrleményre főzésenként 750 ml-t adagoltunk, a főzési időt pedig 6 órára növeltük. Azt találtuk, hogy az ily módon megválasztott kezelési paraméterekkel nyert őrlemény az 1. példában részletezett módszerrel 4,3 s% áttörési nitrogén-dioxid adszorpciós kapacitást mutat, vagyis a fajlagos adszorpció az anyagnál a kiindulási értékhez képest több mint 100%-kal javult. 4. példa Mád-Harcsatetői kőbányából származó mordenites tufakőzetet megőröltünk, és a 2—3 mm-es szemcséket szitálással különválasztottuk. A frakcióból 50 g-ot 50 cm hoszszú és 1,5 cm keresztmetszetű kolonnába töltünk, és 2 óra hosszat 400 °C-on tartjuk. A hevítés során felszabaduló vízgőzt 40 1/h nitrogénárammal távolítjuk el. A lehűlt töltetre 60 1/h térfogatárammal 1 tf% SO--tartalmú gázt vezetünk. Az oszlopon áthaladt gáz kén-dioxid tartalmát vezetőképességméréses módszerrel ellenőriztük. Az ún. áttörési S02 koncentrációt 0,03 tf%-nak vettük. Az oszlop ebből számolt átlagos fajlagos kén-dioxid adszorpciója, az ún. áttörési kapacitás 6,0 s%. Amikor a kísérletet a természetes állapotú töltet helyett a 3. példában leirt módon 0,75 n sósavban főzött töltettel megismételtük, az azonos módón meghatározott áttőr&i kapacitás 7,í s% volt. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
