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Preparation de monolithe pour la separtion de gaz a partir d'un Zeolithe en poudre prealablement echangee

IP.com Disclosure Number: IPCOM000012751D
Publication Date: 2003-May-27
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Préparation de monolithe pour la séparation de gaz � partir d’une

Zéolithe en poudre préalablement échangée

L’utilisation de monolithes � base de zéolithe pour la séparation de gaz est connue. L’avantage par rapport aux lits granulaires est de permettre un passage de gaz plus aisé et donc, de diminuer les pertes de charge tout en prévenant la mise en mouvement de l’adsorbant. Les monolithes se présentent sous forme de nids d’abeille, de passages lamellaires ou bien de mousse. Ils sont préparés par dépôt sur un support formé ou par agglomération. Ainsi, par exemple, les nids d’abeilles sont obtenus par extrusion d’une pâte aqueuse contenant la zéolithe, un liant et des adjuvants éventuels (épaississant, lubrifiants, porogènes), et les passages lamellaires sont plutôt préparés par dépôt d’une suspension de zéolithe dans l’eau, contenant éventuellement un liant et des adjuvants, sur une structure porteuse conditionnant la forme finale.

Il apparaît que le monolithe n’est utilisable que si la zéolithe intégrée dedans possède des propriétés d’adsorption bien définies, par exemple une forte capacité et sélectivité vis � vis de la séparation oxygène-azote. En général, les propriétés d’adsorption désirées sont obtenues par échange d’ions sur la zéolithe après synthèse. Ainsi, par exemple, pour séparer l’oxygène de l’azote, on part d’une zéolithe NaLSX ou NaKLSX synthétique que l’on échange avec du lithium pour obtenir de la LiLSX. Comme autre exemple, on peut partir d’une zéolithe NaA (4A) et l’échanger avec du calcium pour obtenir une CaNaA ou CaA (5A) ou encore, partant d’une NaLSX ou bien NaKLSX l’échanger au calcium et obtenir une CaLSX.

Le problème de l’obtention finale du monolithe avec une zéolithe contenant certains types de cations n’est pas encore apparu clairement dans l’état de l’art, bien qu’il puisse y avoir de sérieux problèmes � sa réalisation.

En effet, Il existe deux types d’échange d’ions, ceux dits favorables et ceux dits défavorables.

Dans les cas favorables, l’ion � introduire a plus d’affinité pour la zéolithe que l’ion � éliminer, et alors l’échange peut se faire par batch. Dans ce cas, le taux d’échange souhaité est obtenu en adaptant la concentration de l’ion � introduire, le rapport de la quantité de solution � la quantité de solide, le nombre d’échanges successif (en général compris entre un et trois), la température. Après l’échange, la solution est filtrée et la zéolithe lavée puis séchée. La zéolithe peut être soit sous forme de particules agglomérées (billes ou extrudés), soit en poudre.

Dans les cas défavorables, l’échange doit se faire en colonnes utilisées suivant le contre courant simulé. Dans ce cas, la quantité de lithium introduit dans la zéolithe va dépendre du rapport de la quantité de cations dans la solution qui est passée � la quantité...