SK284080B6

SK284080B6 - Sorpčná kompozícia, spôsob jej výroby a použitie na odstránenie síry z prúdu tekutiny

Info

Publication number: SK284080B6
Application number: SK731-96A
Authority: SK
Inventors: Gyanesh P. Khare; Donald H. Kubicek
Original assignee: Philips Petroleum Company
Priority date: 1995-06-07
Filing date: 1996-06-06
Publication date: 2004-09-08
Also published as: CN1064861C; BG62122B1; ES2186746T3; JPH0999233A; HUP9601551A3; CZ293288B6; ATE230630T1; DE69625643D1; EP0747121A3; US5726117A; CA2177768A1; DK0747121T3; EP0747121A2; RU2160630C2; US5776331A; CN1147419A; JP3638378B2; PL314665A1; KR970000323A; YU35596A

Abstract

Sorpčná kompozícia sa pripraví tak, že sa (a) zinková zložka uvedie do styku s koloidnou oxidovou zložkou a so zložkou na báze oxidu kovu; následne sa suší pri teplote 50 °C až 300 °C, čím sa odstráni v podstate všetko kvapalné médium koloidnej oxidovej zložky; a následne (b) sa kompozícia získaná v kroku (a) podrobí pôsobeniu pary, pričom toto pôsobenie sa uskutočňuje pri teplote 200 °C až 900 °C počas 1 hodiny až 24 hodín. Opísaná je aj kompozícia vyrobiteľná týmto spôsobom a jej použitie na odstránenie síry z prúdu tekutiny obsahujúceho síru.ŕ

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka oblasti sorpčných kompozícií.

Doterajší stav techniky

Odstraňovanie síry z prúdov tekutiny je žiaduce, rovnako ako aj nevyhnutné. Ak sa má prúd tekutiny obsahujúci síru uvoľniť ako odpadový prúd, je z dôvodu splnenia určitých predpisov týkajúcich sa ochrany životného prostredia často nevyhnutné odstrániť z tohto prúdu síru. Ak má byť tento prúd tekutiny obsahujúci síru použitý v katalytickom procese, je často nevyhnutné z tohto prúdu odstrániť síru a tým zabrániť znečisteniu katalyzátora.

V priebehu procesu odstraňovania síry sa tieto sorbenty príležitostne stávajú tak zaťažené sírou, že sa ich schopnosť odstraňovať síru z prúdu tekutiny obsahujúcej síru značne zníži. V dôsledku toho sú tieto sorbenty vystavené regeneračnému procesu. Ale plyny požívané na regeneráciu týchto sírou zaťažených sorbentov zvyčajne obsahujú paru. Táto para môže veľmi znížiť účinnosť takýchto sorbentov pri odstraňovaní síry.

Podstata vynálezu

Predmetom vynálezu je spôsob výroby sorpčnej kompozície, ktorý je charakteristický tým, že:

a) sa zinková zložka uvedie do styku s koloidnou oxidovou zložkou a so zložkou na báze oxidu kovu; následne sa suší pri teplote 50 °C až 300 °C, čím sa odstráni v podstate všetko kvapalné médium koloidnej oxidovej zložky; a následne

b) sa kompozícia získaná v kroku a) podrobí pôsobeniu parou, pričom toto pôsobenie sa uskutočňuje pri teplote 200 °C až 900 °C počas 1 hodiny až 24 hodín.

Vynález sa ďalej týka samotnej sorpčnej kompozície, pripraviteľnej spôsobom podľa vynálezu. Táto kompozícia výhodne ďalej obsahuje promótor na báze oxidu kovu VIII. skupiny periodickej tabuľky prvkov, ktorý je tu výhodne obsiahnutý v množstve, ktoré zodpovedá 1 % hmotn. až 15 % hmotn., vztiahnuté na hmotnosť uvedenej sorpčnej kompozície. Ďalej je výhodné, pokiaľ sorpčná kompozícia obsahuje vodu. Zinková zložka je výhodne v sorpčnej kompozícii prítomná v množstve od 25 % hmotn. do 75 % hmotn., výhodne od 40 % hmotn. do 60 % hmotn. Koloidná oxidová zložka sa výhodne použije v takom množstve, že množstvo kovového oxidu prítomného v sorpčnej kompozícii predstavuje 1 % hmotn. až 20 % hmotn., výhodne 5 % hmotn. až 15 % hmotn., vztiahnuté na hmotnosť uvedenej sorpčnej kompozície.

Vynález sa ďalej týka použitia sorpčnej kompozície podľa vynálezu na odstránenie síry z prúdu tekutiny obsahujúceho síru.

Sorpčné kompozície podľa vynálezu obsahujú zinkovú zložku, koloidnú oxidovú zložku a zložku na báze oxidu kovu (alebo prípadne obsahujú najmä ju alebo sú ňou tvorené).

Zinková zložka je zvyčajne oxid zinočnatý. Ale je možné takisto použiť zlúčeninu, ktorá sa pri tu opísaných podmienkach prípravy prevedie na oxid zinočnatý. Medzi takéto zlúčeniny sa dá zaradiť napríklad sulfid zinočnatý, síran zinočnatý, hydroxid zinočnatý, uhličitan zinočnatý, octan zinočnatý a dusičnan zinočnatý. Použité množstvo zinkovej zlúčeniny prítomné v sorpčnej kompozícii sa pohybuje približne v rozmedzí od 10 do 90 hmotn. percent, vztiahnuté na celkovú hmotnosť sorpčnej kompozície, napriek tomu, výhodne sa množstvo prítomnej zinkovej zložky pohybuje približne v rozmedzí od 25 do 75 hmotnostných percent a najvýhodnejšie v rozmedzí približne od 40 do približne 60 hmotnostných percent.

Koloidná oxidová zložka je zvyčajne kvapalné médium obsahujúce jemne rozptýlené koloidné častice oxidu kovu. Tieto častice sú zvyčajne rovnomerne rozptýlené v celom kvapalnom médiu. Veľkosť týchto častíc sa mení, ale zvyčajne sa pohybuje v rozmedzí približne od 10 do 10 000 angistrómov. Typické koncentrácie pevnej zložky v takýchto koloidných oxidových zložkách sú koncentrácie pohybujúce sa približne v rozmedzí 1 až 30 hmotnostných percent, vztiahnuté na celkovú hmotnosť koloidnej kyslíkovej zložky. pH hodnota koloidnej oxidovej zložky sa pohybuje v rozmedzí približne od 2 do približne 11, v závislosti od spôsobu prípravy tejto koloidnej oxidovej zložky. Pri ďalšej realizácii môže byť koloidný oxid pevná látka obsahujúca častice oxidu kovu. Koloidný roztok môže byť napríklad prášok obsahujúci častice kovového oxidu. Napriek tomu, ak je koloidný oxid pevná látka obsahujúca častice kovu, potom by táto látka mala mať schopnosť ľahko sa dispergovať v kvapalnom médiu, inými slovami, ak koloidný oxid pevná látka obsahujúca častice kovu, potom by mal byť oxid kovu pri tu opísaných podmienkach prípravy schopný vytvoriť disperziu, ktorá bude obsahovať častice majúce koloidnú veľkosť. Pri výhodnej realizácii sa oxid kovu zvolí z množiny zahrnujúcej oxid hlinitý, oxid kremičitý, oxid titaničitý, oxid zirkoničitý, oxid cínu, antimónu, céru, ytrium, meď, železo, mangán, molybdén, volfrám, chróm a zmesi dvoch alebo viacerých oxidov. Súčasne pri výhodnej realizácii koloidná oxidová zložka obsahuje koloidnú aluminu, koloidný oxid kremičitý alebo ich zmesi. Množstvo kovového oxidu prítomného v sorpčnej kompozícii z koloidnej oxidovej zložky sa pohybuje v rozmedzí približne od 1 do 30 hmotnostných percent, vztiahnuté na celkovú hmotnosť sorpčnej kompozície. Napriek tomu, výhodne sa množstvo prítomného oxidu pohybuje približne v rozmedzí od 1 do 20 hmotnostných percent a najvýhodnejšie približne v rozmedzí od 5 do 15 hmotnostných percent.

Zložka na báze kovového oxidu môže byť kremičitan kovu, hlinitan kovu, hlinitokremičitan kovu alebo ich zmes. Kov v uvedenej zložke na báze oxidu kovu sa môže zvoliť zo skupiny zahrnujúcej berýlium, horčík, vápnik, stroncium, báryum, rádiu, zinok, kadmium, ortuť a ich zmesi. Napriek tomu, výhodnejšie sa uvedený kov zvolí zo skupiny zahrnujúcej horčík, vápnik, zinok a ich zmesi a najvýhodnejšie sa zvolí zinok. Medzi zložky na báze oxidu kovu sa dá napríklad zaradiť kremičitan horečnatý, kremičitan vápenatý, kremičitan vápenný, kremičitan zinočnatý, hlinitan vápenatý a hlinitan zinočnatý. Množstvo zložky na báze kovového oxidu prítomné v sorpčnej kompozícii sa pohybuje v rozmedzí približne od 5 do 90 hmotnostných percent, vztiahnuté na celkovú hmotnosť sorpčnej kompozície. Napriek tomu, výhodne sa množstvo prítomnej zložky pohybuje približne v rozmedzí od 10 do 75 hmotnostných percent a najvýhodnejšie približne v rozmedzí od 15 do 60 hmotnostných percent. Pri ďalšej realizácii sa zložka na báze oxidu kovu môže pripraviť priamo na mieste počas prípravy sorpčnej kompozície. Napríklad sa dá počas prípravy sorbentu a vystavenia tepelnému a/alebo hydrotepelnému ošetreniu uviesť do vzájomného styku oxid zinočnatý a oxid kremičitý, čo povedie k vzniku zložky na báze oxidu kovu obsahujúcej kremičitan zinočnatý.

Tieto tri opísané zložky sa dajú uviesť do vzájomného kontaktu pomocou ľubovoľného v danom odbore známeho spôsobu. Tieto zložky sa môžu zo začiatku po uvedení do vzájomného kontaktu zhlukovať pomocou ľubovoľného v danom odbore známeho spôsobu. Táto aglomerácia môže zahrnovať zväčšovanie častíc, ktoré vedie k dosiahnutiu požadovanej distribúcie častíc. Okrem toho môže k tomuto rastu veľkosti častíc dochádzať po ľubovoľnom sušení alebo kalcinácii.

Potom, ako sa uvedené zložky zhluknú, sa zvyčajne podrobia sušeniu. Sušenie sa všeobecne používa na odstránenie kvapalného média koloidnej oxidovej zložky. Sušenie sa môže uskutočňovať pri ľubovoľnej teplote vhodnej na odstránenie v podstate všetkého kvapalného média. Tieto teploty sa zvyčajne pohybujú v rozmedzí od 50 °C do 300 °C. Napriek tomu je výhodné, aby sa tieto teploty pohybovali v rozmedzí približne od 100 do približne 200 °C. Čas sušenia je závislý od kvapalného média, od teploty sušenia, ale zvyčajne sú výhodné časy sušenia približne 0,5 až 4 hodiny.

Vysušená kompozícia sa môže potom kalcinovať za vzniku kalcinovanej kompozície. Kalcinácia sa dá uskutočňovať pri ľubovoľných podmienkach, ktoré umožní odstrániť zvyškovú vodu, zoxidovať všetky horľavé zložky a'alebo vytvoriť zložku na báze oxidu kovu. Vysušená kompozícia môže byť kalcinovaná v prostredí obsahujúcom kyslík. Zvyčajne sa teplota, pri ktorej sa kalcinácia uskutočňuje, pohybuje približne v rozmedzí od 300 °C do 1300 °C. Napriek tomu, je najvýhodnejšie, ak sa táto teplota bude pohybovať v rozmedzí približne od 450 °C do približne 1100 °C. Kalcinácia sa môže uskutočňovať počas približne 0,5 až 24 hodín. Ľubovoľná zinková zložka, ktorá nie je vo forme oxidu zinočnatého, sa v tomto bode prípravy môže zvyčajne previesť na oxid zinočnatý. Okrem toho sa môže oxid zinočnatý a oxid kremičitý v tomto mieste prípravy zlúčiť za vzniku kremičitanu zinočnatého.

Niekedy je žiaduce zahrnúť do sorpčnej kompozície promótor na báze oxidu kovu VIII skupiny. Tieto promótory môžu zlepšiť fyzikálne a chemické vlastnosti uvedenej sorpčnej kompozície. Tieto promótory napríklad môžu zlepšiť schopnosť sorpčnej kompozície hydrogenizovať oxid síry na sírovodík. Okrem toho môžu tieto promótory zlepšovať schopnosť sorpčnej kompozície regenerovať sa potom, ako sa stanú vyčerpané v procese odstraňovania síry. Medzi vhodné promótory na báze oxidu kovu VIII skupiny sa dá zaradiť napríklad oxid železa, oxid kobaltu, oxid niklu, oxid ruténia, oxid rodia, oxid paládia, oxid osmia, oxid irídia a oxid platiny. Množstvo promótora v sorpčnej kompozícii sa pohybuje v rozmedzí približne od 0,1 do 20 hmotnostných percent, vztiahnuté na hmotnosť sorpčnej kompozície. Napriek tomu, je najvýhodnejšie, ak sa množstvo promótora pohybuje v rozmedzí približne od 1 do približne 15 hmotnostných percent a najvýhodnejšie je, ak sa pohybuje približne v rozmedzí od 5 do 10 hmotnostných percent.

Promótor sa môže pridať k sorpčnej kompozícii vo forme elementárneho kovu, oxidu kovu a/alebo zlúčenín obsahujúcich kov, ktoré sa pri tu opísaných podmienkach kalcinácie môže previesť na oxidy kovov. Medzi takéto zlúčeniny obsahujúce kovy sa dajú napríklad zaradiť octany kovov, dusičnany kovov, sírany kovov, tiosirany kovov a zmesi týchto ľubovoľných dvoch alebo viacerých zlúčenín.

Elementárny kov, oxid kovu a/alebo zlúčenina obsahujúca kov sa dá k uvedenej sorpčnej kompozícii pridať ľubovoľný v danom odbore známym spôsobom. Jedným z týchto spôsobov je napustenie sorpčnej kompozície roztokom, buď vodným alebo organickým, ktorý obsahuje elementárny kov, oxid kovu a/alebo zlúčeniny obsahujúce kov. Po pridaní elementárneho kovu, oxidu kovu a/alebo zlúčenín obsahujúcich kov k uvedenej sorpčnej kompozícii sa táto kompozícia suší a kalcinuje spôsobom opísaným ďalej.

Elementárny kov, oxid kovu a/alebo zlúčeniny obsahujúce kov môžu byť k sorpčnej kompozícii pridané ako zložky pôvodnej zmesi, alebo k nej môžu byť pridané po jej vysušení a kalcinácii. Ak sú tieto zložky pridané k sorpčnej kompozícii po jej vysušení a kalcinácii, potom je potrebné túto kompozíciu po pridaní promótorov opäť vysušiť a kalcinovať. Promótormi vybavená kompozícia sa výhodne suší pri teplotách pohybujúcich sa v rozmedzí približne od 50 °C do približne 300 °C, ale výhodnejšie sa teploty pohybujú v rozmedzí približne od 100 °C do približne 200 °C, približne počas 0,5 hodiny až 8 hodín, výhodnejšie počas približne 1 hodiny až 5 hodín. Vysušená, promótormi vybavená, kompozícia sa potom kalcinuje v prítomnosti kyslíka alebo plynu obsahujúceho kyslík pri teplote približne 300 °C až 800 °C, výhodnejšie pri teplote približne 450 °C až 750 °C, dokiaľ sa neodstránia všetky prchavé zložky a dokiaľ sa aspoň časť elementárneho kovu a/alebo zlúčenín obsahujúcich kovy neprevedie na oxid kovu. Čas, ktorý vyžaduje kalcinačný krok sa pohybuje v rozmedzí približne od 0,5 hodiny do približne 4 hodín a výhodne približne v rozmedzí od 1 hodiny do 3 hodín.

Pri ďalšej realizácii vynálezu sa sorpčná kompozícia podrobí ošetreniu parou. Toto ošetrenie zahrnuje uvedenie sorpčnej kompozície do kontaktu s prúdom zmesi, ktorá obsahuje vodu a vzduch. Ak to je žiaduce, môže táto zmes obsahovať aj ďalšie plyny, ako napríklad dusík, hélium a argón. Parná zmes môže obsahovať približne 5 až 90 objemových percent vody, pričom zvyšok tvorí vzduch. Parná zmes by mala výhodne obsahovať približne 10 až 80 objemových percent vody, pričom zvyšok by tvoril vzduch. Ošetrenie parou by sa malo uskutočňovať pri teplote v rozmedzí približne od 200 do 900 °C. Zvyčajne bude čas, počas ktorého je uvedená parná zmes v kontakte so sorpčnou kompozíciou, závisieť od teploty, pri ktorej sa parné ošetrenie uskutočňuje. Napriek tomu, parná zmes sa ponecháva v kontakte s uvedenou sorpčnou kompozíciou približne 1 hodinu až 24 hodín a výhodne približne 2 až 8 hodín. Ošetrenie parou sa môže uskutočňovať buď pred zabudovaním, alebo po zabudovaní promótora do sorpčnej kompozície. Okrem toho sa s cieľom dosiahnuť požadovanú sorpčnú kompozíciu môže uskutočňovať ošetrenie parou raz alebo viackrát. Okrem toho môže byť sorpčná kompozícia podrobená parnému ošetreniu buď vo forme suchého prášku, ktorý sa uvedie do styku s parnou zmesou alebo vo forme sorpčnej kompozície obsahujúcej vodu.

Sorpčná kompozícia podľa vynálezu sa môže použiť v procesoch odstraňovania síry, v ktorých sa uvedená sorpčná kompozícia uvedie do styku s privádzaným prúdom vody, ktorý obsahuje síru a potom sa táto kompozícia vystaví pôsobeniu kyslíka alebo vzduchu obsahujúceho kyslík s cieľom regenerovať túto sorpčnú kompozíciu. Proces odstraňovania síry sa v žiadnom prípade neobmedzuje na použitie určitého zariadenia. Proces odstraňovania síry sa dá uskutočňovať použitím pevného lôžka sorpčnej kompozície, alebo fluidného lôžka sorpčnej kompozície, alebo pohyblivého lôžka sorpčnej kompozície. Spôsoby odstraňovania síry sú opísané napríklad v patentoch US 4 990 318, 5 077 261, 5 102 854, 5 108 975, 5 130 288, 5 174 919, 5 219 542, 5 244 641, 5 248 481 a 5 281 445. Uvedené sorpčné kompozície podľa vynálezu sú použiteľné v procesoch odstraňovania síry, ktoré sa uskutočňujú pri teplotách približne 300 °C až 800 °C. Okrem toho sú použiteľné najmä v procesoch odstraňovania síry, ktoré sa uskutočňujú pri teplotách vyšších ako približne 430 °C, ale nižších ako približne 650 °C. Osobitne vhodné sú potom v procesoch odstraňovania síry, ktoré sa uskutočňujú pri teplotách vyšších ako približne 475 °C, ale nižších ako približne 625 °C.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Je potrebné uviesť, že nasledujúce príklady realizácie majú len ilustratívny charakter a v žiadnom prípade neobmedzujú rozsah vynálezu, ktorý je vymedzený priloženými patentovými nárokmi.

Príklad 1

Príprava sorbentu

Sorbent sa pripraví suchým zmiešaním 158,9 gramov kremičitanu vápenatého Mikro-Cel T-38 (Celíte Corporation, Lompoc, CA) a 198,6 gramov práškového oxidu zinočnatého, ktoré sa uskutočňovalo 10 minút v zmiešavacej nádobe vybavenej tíkom. Táto kompozícia sa potom impregnovala postrekom 197,0 gramov oxidu hlinitého Nyacol Al-20 v 140 gramoch deionizovanej vody. Výsledný materiál sa miešal ďalších 35 minút. Výsledná mokrá pasta sa aglomerovala sušením pri teplote 150 °C počas 3 hodín a počas jednej hodiny sa kalcinovala pri teplote 635 °C. Vysušené aglomeráty v stroji na výrobu granúl vybavenom sitom s veľkosťou ôk 50 mesh (Stokes Pennwalt, Warminster, Patent Application, Model 43 Granulator). 250 gramov granúl ovaného materiálu sa umiestnilo do rotačného mixéra a impregnovalo sa 74,27 gramami dusičnanu nikelnatého v 153,3 gramoch deionizovanej vody. Impregnovaný materiál sa potom sušil jednu hodinu pri teplote 150 °C a jednu hodinu pri teplote 635 °C. Po vysušení a kalcinácii sa preosial s cieľom odstrániť častice väčšie ako 50 mesh a menšie ako 200 mesh. 250 gramov preosiateho produktu sa podrobilo sekundárnej impregnácii niklom použitím 24m75 gramov dusičnanu nikelnatého v 122,5 gramoch deionizovanej vody. Tento materiál sa sušil cez noc pri teplote 121 °C. Vysušený produkt sa označil ako „Sorbent A“.

Dvadsať gramov Sorbentu A sa umiestilo do kremennej trubice a vystavilo pôsobeniu zmesi 8,0 cm³/hod. deionizovanej vody, 2 500 cm³/hod. vzduchu a 7500 cm³/hod. dusíka počas 24 hodín pri teplote 760 °C. Výsledný materiál sa označil ako „Sorbent B“.

Porovnávacia kompozícia sa pripravila pomocou nasledujúceho spôsobu. Deväť kilogramov práškového Celitu sa umiestnilo do zmiešavacej nádoby vybavenej tíkom a pritom, ako sa tento práškový Celit miešal, sa impregnoval počas 6 až 8 minút použitím čerpadla a rozprašovacej dýzy postrekom 11 kg koloidného oxidu hlinitého Nyacol Al-20. Do toho sa pridalo po malých častiach pri stálom miešaní počas 22 až 24 minút 11,3 kg oxidu zinočnatého. Podľa potreby sa strany, rezné hrany a kolieska mixéra oškriabali, aby sa zaistilo homogénne miešanie. Celkový čas miešania vrátane pridania oxidu hlinitého neprekročil 30 minút. Mokrý podiel zmesi tvorí 26 až 27 %. V tomto okamihu získaná zmes mala vlhký práškový vzhľad. Potom sa uvedená zmes vytláčala pomocou závitovkoveho vytláčacieho stroja použitím vodou chladeného sudu udržiavaného na teplote 45 až 50 °C. Extrudát sa sušil na tácniach v peci s cirkuláciou vzduchu pri teplote 150 °C počas troch hodín. Vysušený extrudát sa kalcinoval pri teplote 635 °C počas jednej hodiny použitím pásového kalcinačného stroja. Kalcinovaná báza sa potom impregnovala postrekom nikla (použitím vodného roztoku dusičnanu nikelnatého). Vodný roztok nikla sa pripravil rozpustením 134,7 gramov hexahydrátu dusičnanu nikelnatého na 453 g kalcinovanej bázy v dostatočnom množstve vody, aby spôsobil impregnáciu % začiatočnou vlhkosťou. Po impregnácii sa uvedený materiál sušil pri teplote 150 °C počas 3 hodín a kalcinoval pri teplote 635 °C počas 1 hodiny. Výsledný materiál sa označil ako „Sorbent C“.

Časť sorbentu C sa ošetrila parou v kremíkovej trubici spôsobom analogickým spôsobu ošetrenia sorbentu A. Výsledný materiál sa označil ako „Sorbent D“.

Odstraňovanie síry z plynov

V tomto teste sa jednotlivé sorbenty striedavo uvádzali pri teplote 427 až 649 °C do kontaktu so sírovodíkom nariedeným plynmi, ako je napríklad oxid uhličitý a dusičný a pri teplote 593 - 649 °C do kontaktu so vzduchom. Počas kontaktovania sorbentu so sírovodíkom sa stanovovalo zaťaženie sorbentu sírou, pričom úplné vyčerpanie sorbentu sa stanovilo v okamihu, keď sa vo výstupnom prúde zistilo 100 ppm sírovodíka. V tomto okamihu sa začala regenerácia sorbentu jeho uvedením do styku so vzduchom. Výsledky testu sú vynesené v nasledujúcej tabuľke I.

Tabuľka I Sorbent A

Teplota °C	Cyklus	Sírne zaťaženie %
427	1	3,0
427	2	3,7
427	3	3,1
538	4	9,3
538	5	10,8
538	6	12,7
649	7	16,3
649	8	15,4
427	9	7,0
427	10	9,1
427	11	10,0
Sorbent B
Teplota °C	Cyklus	Sírne zaťaženie %
427	1	U
427	2	2,1
427	3	2,6
427	4	2,8
427	5	3,1
427	6	3,2
649	7	15,1
649	8	16,5
649	9	16,1
593	10	14,0
593	11	13,2
593	12	14,9
538	13	13,7
538	14	15,4
538	15	15,6
Sorbent C
Teplota °C	Cyklus	Sírne zaťaženie %
427	1	12,4
427	2	14,2
427	3	14,3
427	4	13,7
427	5	13,7
427	6	13,7
427	7	13,8
427	S	13,5
427	9	13,3
427	10	13,5

Testovala sa takisto sorpčná kapacita sorbentu E pri odstraňovaní síry z plynov použitím spôsobu opísaného v súvislosti so sorbentmi A-D. Výsledky týchto testov uvádza tabuľka II.

Tabuľka II pre Sorbent E

427	11	13,5
427	12	13,5
427	13	13,3
427	14	13,3
427	15	13,7
427	16	13,0

Sorbent D

Teplota °C	Cyklus	Sírne zaťaženie %
427	1	12,8
427	2	15,2
427	3	14,3
427	4	—
427	5	4,2
538	6	2,9
538	Ί	8,5
538	8	6,4
538	9	6,5
538	10	5,8
538	11	5,5

V cykloch 3-11 regeneračný plyn obsahoval takisto paru

Porovnávanie údajov sorbentu A a sorbcntu B ukazuje, že sorbent B má vyššiu kapacitu sorpcie síry pri teplotách vyšších ako približne 430 °C, ale pri teplotách nižších ako približne 650 °C, čo naznačuje kladný vplyv parného ošetrenia na sorpčnú kapacitu sorbentu pri odstraňovaní síry. Porovnanie údajov pre sorbent C a sorbent D ukazuje, že porovnávací materiál sa správa podobne, ak nie je v regeneračných plynoch prítomná para. Ale ak v týchto plynoch para prítomná je, potom dochádza k značnému zníženiu sorpčnej kapacity sorbentu D.

Príklad 2

V tomto príklade sa uskutočnila príprava sorbentu podľa vynálezu pomocou spôsobu podľa vynálezu, pri ktorom aktívna zložka, oxid zinočnatý, a promótor, oxid nikelnatý, zreagujú na mieste za vzniku matrice obsahujúcej kremičitan zinočnatý.

Uvedený sorbent sa pripravil suchým miešaním 1584 gramov oxidu zinočnatého a 216 gramov oxidu kremičitého Celit v miešacej nádobe vybavenej tíkom počas 5 minút. Výsledný prášok sa impregnoval postrekom roztoku 250 gramov oxidu hlinitého Vista Dispal v 450 gramoch deionizovanej vody. Výsledná mokrá pasta sa aglomerovala sušením pri teplote 150 °C počas 3 hodín a počas jednej hodiny sa kalcinovala pri teplote 635 °C. Vysušené aglomeráty sa granulovali v stroji na výrobu granúl vybavenom sitom s veľkosťou ôk 50 mesh (Stokes Penwalt, Warminster, Patent Application, Model 43 Granulator). 151 gramov frakcie mesh -20 až +140 sa umiestnilo do kremenného reaktora a ošetrilo parou použitím zmesi 1,0 cm³/min. deionizovanej vody a 336 cm³/min. vzduchu pri teplote 870 °C počas 20 hodín. 125 gramov parou ošetreného materiálu sa potom umiestnilo do rotačného mixéra a impregnovalo sa 37,1 gramami dusičnanu nikelnatého rozpusteného v 26,6 gramoch deionizovanej vody. Impregnovaný materiál sa potom sušil jednu hodinu pri teplote 150 °C a jednu hodinu kalcinoval pri teplote 635 °C. Výsledný materiál sa označil ako „Sorbent E“. Rôntgenová difŕakčná analýza ukázala, že v uvedenej sorpčnej kompozícii je okrem oxidu zinočnatého a oxidu nikelnatého prítomných takisto 22,1 hmotnostných percent kremičitanu zinočnatého. Dá sa predpokladať, že uvedená sorpčná kompozícia obsahuje takisto určité množstvo nezreagovaného oxidu kremičitého, rovnako ako aj oxidu hlinitého.

Teplota °C	Cyklus	Sírne zaťaženie %
538	1	22,4
538	2	24,4
538	3	24,0
538	4	23,9
538	5	31,9
538	6	27,4
538	7	24,8
538	8	24,8
538	9	24, 1
538	10	24,0
538	11	23,7
538	12	23,2
538	13	22,4
538	14	24, 1
538	15	22,8
538	16	21,3
538	17	19,2
538	18	16,5
538	19	17,3
538	20	18,5
538	21	18,0
538	22	16,9

V cykloch 2-22 regeneračný plyn obsahuje takisto síru

Údaje uvedené v tabuľke II ukazujú, že sorbent E je takisto účinný pri odstraňovaní síry z plynov pri vysokých teplotách a pri prítomnosti vodnej pary. To je podstatný rozdiel oproti prudkému poklesu sorpčnej kapacity sorbentu D v prítomnosti vlhkosti. Je potrebné uviesť, že napriek tomu, že vypočítaná hladina aktívneho zinku v sorbente E by mala byť 57,5 hmotnostných percent oproti 46,6 hmotnostným percentám v sorbente D, t. j. hladina aktívneho zinku v sorbente E je vyššia o 23,4 %, nie je tento rozdiel dostatočným dôvodom na to, aby sorbent E mal po ekvivalentnom počte regeneračných cyklov za prítomnosti pary (porovnanie cyklu 11 sorbent D s cyklom 12 sorbentu E, obidva po deviatich cykloch v prítomnosti pary) úroveň sorpčnej kapacity pri odstraňovaní síry o 400 % vyššiu ako sorbent D.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Spôsob výroby sorpčnej kompozície, vyznačujúci sa tým, že:

a) sa zinková zložka uvedie do styku s koloidnou oxidovou zložkou a so zložkou na báze oxidu kovu; následne sa suší pri teplote 50 °C až 300 °C, čím sa odstráni v podstate všetko kvapalné médium koloidnej oxidovej zložky; a následne

b) sa kompozícia získaná v kroku a) podrobí pôsobeniu parou, pričom toto pôsobenie sa uskutočňuje pri teplote 200 °C až 900 °C počas 1 až 24 hodín.
2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že pôsobenie parou zahŕňa uvedenie kompozície pripravenej v kroku (a) do kontaktu so zmesou pary, ktorá obsahuje vodu a vzduch.
3. Spôsob podľa nároku 2, vyznačujúci sa tým, že sa použije parná zmes obsahujúca 5 % obj. až 90 % obj. vody.
4. Sorpčná kompozícia pripraviteľná spôsobom podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 3.
5. Sorpčná kompozícia podľa nároku 4, vyznačujúca sa tým, že ďalej obsahuje promótor na báze oxidu kovu VIII. skupiny periodickej tabuľky prvkov.
6. Sorpčná kompozícia podľa nároku 5, vyznačujúca sa tým, že promótor na báze oxidu kovu VIII. skupiny je v sorpčnej kompozícii prítomný 1 % hmotn. až. 15 % hmotn., vztiahnuté na hmotnosti uvedenej sorpčnej kompozície.
7. Sorpčná kompozícia podľa ktoréhokoľvek z nárokov 4až 6, vyznačujúca sa tým, že ďalej obsahuje vodu.
8. Sorpčná kompozícia podľa ktoréhokoľvek z nárokov 4až7, vyznačujúca sa tým, že zinková zložka je v sorpčnej kompozícii prítomná v množstve od 25 % hmotn. do 75 % hmotn., výhodne od 40 % hmotn. do 60 % hmotn.
9. Sorpčná kompozícia podľa ktoréhokoľvek z nárokov 4až 8, vyznačujúca sa tým, že koloidná oxidová zložka obsahuje oxid kovu zvolený zo skupiny zahŕňajúcej oxid hlinitý, oxid kremičitý, oxid titaničitý, oxid zirkoničitý, oxid cínu, oxid antimónu, oxid céru, oxid ytria, oxid medi, oxid železa, oxid mangánu, oxid molybdénu, οχιό volfrámu, oxid chrómu a ich zmesí.
10. Sorpčná kompozícia podľa ktoréhokoľvek z nárokov 4 až 9, vyznačujúca sa tým, že sa koloidná oxidová zložka použije v takom množstve, že množstvo kovového oxidu prítomného v sorpčnej kompozícii predstavuje 1 % hmotn. až 20 % hmotn., výhodne 5 % hmotn. až 15 % hmotn., vztiahnuté na hmotnosť uvedenej sorpčnej kompozície.
11. Sorpčná kompozícia podľa ktoréhokoľvek z nárokov 4ažl0, vyznačujúca sa tým, že zložka na báze oxidu kovu obsahuje kov zvolený z horčíka, vápnika, zinku a ich zmesí.
12. Sorpčná kompozícia podľa ktoréhokoľvek z nárokov 4ažll, vyznačujúca sa tým, že zložka na báze oxidu kovu je v sorpčnej kompozícii prítomná 10 % hmotn. až 75 % hmotn., vztiahnuté na celkovú hmotnosť uvedenej sorpčnej kompozície.
13. Použitie sorpčnej kompozície podľa ktoréhokoľvek z nárokov 4 až 12, na odstránenie síry z prúdu tekutiny obsahujúceho síru.