Brevet FR2268553A1 — publié le 19751121

L'invention concerne des noyaux filtrants pour la technique d'adsorption et leur procédé de fabrication. Pour ltobtention des corps filtrants,on connatt une série d'adsorbants et de liants. Comme adsorbants, on utilise par exempie des gels de silice, des oxydes d'aluminium, des oxydes de ma gnésium et des tamis moléculaires de différents types. Comme liants, on se sert d'une série de substances- naturelles ou synthétiques minérales ou organiques, telles quialuminates, silicates, phosphates, résines époxydiques, polyesters, polyuréthannes/ résines phénoliques et résines silicones. Tous les corps filtrants constitués par les adsorbants et les liants cftés,présentent en commun le défaut que, pour assurer une liaison solide, la partie adsorbante est relativement faible et,de decefait, les corps filtrants possèdent une faible capacité d'adsorption. Les liants utilisés Jusqu'ici colmatent en partie la surface active des adsorbants, ce qui a pour effet d'empêcher la diffusion des corps participant à la réaction vers les centres actifs. De plus, certains des liants mis en oeuvre,tels que les résines époxydiques, les polyesters, les polyuréthannes, les résines phénoliques et les résines de silicones, ne possèdent qu'une stabilité thermique limitée, si bien qu'avec par exemple une certaine teneur en tamis moléculaire des corps filtrants, des températures de 4500C,telles qu'elles doivent être employées pour l'activation du tamis moléculaire, conduisent à la décomposition et par conséquent à la destruction de la liaison solide du corps filtrant. A des températures plus basses, par exemple de 100 à 200 C, on peut réaliser qu'une activation partielle du tamis moléculaire. L'objet de l'invention est de remédier à ces inconvénients. L'invention concerne des corps filtrants dotés d'une liaison solide et d'une grande dureté superficielle qui, utilisés comme noyaux filtrants dans des milieux gazeux et liquides, possèdent une faible résistance à l'écoulement, un bon pouvoir de rétention des particules solides et de très bonnes caractéristiques d'adsorption et de séchage, notamment aux faibles pressions partielles de vapeur d'eau. Selon l'invention, on a trouvé que des corps filtrants renfermant un verre inorganique comme liant satisfont pleinement aux exigences imposées. La fabrication des corps filtrants s'effectue par mélange d'au moins un agent adsorbant avec de la poudre de verre, formage du mélange et calcination à des températures atteignant au maximum 600 C. Comme verres, conviennent ceux présentant un point de ramollissement (température à 107s6 poises) entre 200 et 6000C. Comme "groisils" on peut avantageusement mettre en oeuvre des verres connus à faible point de ramollissement. Pour-un meilleur formage, il est avantageux d'utiliser, outre la poudre de verre comme liant additionnel, des substances organiques polymères, naturelles ou synthétiques, gonflables et plastiques,qui sont éliminées ultérieurement lors de la calcination. Comme telles, conviennent par exemple des gélatines à l'état gonflué, des alcools polyvinyliques, de la farine de céréale, de la fécule et de la cellulose. Comme agents adsorbants, on utilise en particulier des tamis moléculaires en granules, des gels de silice, de l'oxyde d'aluminium, de l'oxyde de magnésium, seuls ou en mélange. Comme tamis moléculaires en granules on fera appel à toutes les zéolithes naturelles et synthétiques ayant été façonnées, avec ou sans liant, en granules tels que billes, boudins, comprimés, pastilles ou grains, c 'est-à-dire des zéolithes des types 3A, 4A,5A,13X, lOX, Y, L,mor dénite, érionite, chabazite et elinoptilolite. Les corps filtrants selon l'invention possèdent de très bonnes caractéristiques d'activité et de solidité et peuvent être mis en oeuvre par exemple dans des installations de dessiccation et d'adsorption. En raison de leur très bon effet desséchant et de leurs caractéristiques d'adsorption très avantageuses, alliées à un bon pouvoir de rétention des particules solides > 100 em, ils sont remarquables comme noyaux filtrants dans des circuits frigorigènes d'installation de réfrigération. Les exemples suivants illustrent l'invention sans toutefois la limiter. EXEMPLE 1 On mélange 80 parties en poids de tamis moléculaire en billes du commerce d'une granulométrie de 1,6 à 3,15 mm à l'état hydraté, avec 15 parties en poids de groisil (point de ramollissement de 5200C) d'une granulométrie mulet 5 parties en poids de géla tine gonflée à l'eau de manière à former une masse plastique, on charge dans des moules et on comprime. Après démoulage et séchage pendant 24 heures à la température ambiante, on procède à une calcination pendant 5 heures à 5500C et à l'activation. La capacité d'adsorption statique de la vapeur d'eau à 200C et sous 0,6 torr s'élève à 14% de la masse. A partir du mélange, on a confectionné d'autre part des cubes avec des arêtes de 3 cm et contrôlé les résistances à la compression.On a noté une résistance à la compression de 50 kp/cm2. On a chauffé 2g du corps filtrant pendant 10 jours à 1500C dans un système clos après addition de "R22" (difluoromonochloro- méthane) et une huile réfrigérante du commerce. L'analyse de l'é- chantillon ainsi traité a fourni 0,3# de la masse de chlorure dans le tamis moléculaire. Les mêmes valeurs ont été relevées au cours de mesures comparatives dans des amas de tamis moléculaires lâches dans des desséchants pour filtre. EXEMPLE 2 On a préparé un corps filtrant comme dans l'exemple 1 en rem- plaçant 50 à 100% du tamis moléculaire en billes par un tamis moléculaire en grains d'une granulométrie de 0,63 à 1,25 mm. La capacité d'adsorption de vapeur d'eau s'élève à 14% de la masse à 200C et sous o,6 torr. EXEMPTE 3 On a mis 40 parties en poids de tamis moléculaire en billes et 40 parties en poids d'oxyde d'aluminium finement divisé avec 18 parties en poids de groisil selon exemple 1 ainsi que 2 parties en poids d'alcool polyvinylique gonflé dans lteau sous forme d'une masse plastique et on a chargé dans des moules. Le traitement ul tdrieur a lieu comme dans l'exemple 1. La capacité d'adsorption statique de la vapeur d'eau s'élève à 10% de la masse à 200C et sous o,6 torr. REVENDICATIONS 1. Noyaux filtrants pour la technique d'adsorption constitués d'au moins un agent adsorbant, notamment de tamis moléculaire en granules, de gels de silice, d'oxyde d'aluminium, d'oxyde de magnésium et d'au moins un liant, caractérisés en ce que le liant est un verre inorganique. 2. Noyaux filtrants selon la revendication 1, caractérisés en ce que le verre possède un point de ramollissement entre 200 et 6oo"c. 3. Procédé de fabrication de noyaux filtrants destinés à la technique d'adsorption par mélange d'au moins un agent adsorbant, en particulier de tamis moléculaires en granules, de gels de silice, d'oxyde d'aluminium, d'oxyde de magnésium > avec au moins un liant, formage et consolidation du mélange par calcination à des températures élevées, caractérisé en ce qu'on utilise un verre inorganique comme liant. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé-en ce qu'on utilise un verre ayant un point de ramollissement entre 200 et 600 C. 5. Procédé selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce qu'on utilise comme liant additionnel des substances organiques naturelles ou synthétiques polymères gonflables et plastiques qui, au cours de la calcination, se consument en ne laissant presque pas de résidu. 6. Lits de filtration comprenant les noyaux selon l'une des revendications 1 ou 2, en particulier pour les circuits frigorigènes des installations de réfrigération.