Verfahren zur Herstellung von pelletisierter, aktiver Tonerde Es ist
bekannt, pulverförmige Materialien zu perlförmigen Granahen zu verformen, indem
man sie auf einen schräggestellten rotierenden Teller (Pelletisierteller) aufgibt
und während des Rollens mit Wasser oder wässerigen Lösungen besprüht. Verformt man
auf diese Weise gemahlenes Tonerdehydrat, wie es beim Bayerprozeß in Form von Hydrargillit
anfällt, so besitzen die erhaltenen Granalien zwar in feuchtem Zustand einen gewissen
Zusammenhalt, aber bereits beim. Trocknen zerfallen sie wieder zu Pulver. Um auch
nach dem Trocknen und Calcinieren eine ausreichende mechanische Festigkeit zu erhalten,
bedarf das Tonerdehydrat einer peptisierenden Behandlung. Hierzu besprüht man das
zu verformende Tonerdehydrat in bekannter Weise während der Granulation mit wässerigen
Lösungen von starken Mineralsäuren oder von Aluminiumsalzen dieser Säuren. Vorteilhaft
setzt man Salpetersäure und/oder Aluminiumnitrat ein. Werden diese Granalien in
üblicher Weise bei Temperaturen zwischen etwa 400 bis 550° C, z. B. in einer von
außen geheizten Muffel, calciniert, so erhält man mechanisch stabile, poröse Granalien,
die sich als Katalysatorträger oder als Trockenmittel für Gase eignen. Bei der Prüfung
der Feuchtigkeitsaufnahme, insbesondere ihrer isothermen Durchbruchsbeladung, werden
jedoch unbefriedigende Werte erhalten. Die isotherme Durchbruchsbeladung wird gemessen,
indem durch das auf eine einheitliche Korngröße von 0,5 bis 1 mm zerkleinerte Gut
Luft mit einer relativen Feuchte von 100% bei 0° C mit einer , Raumgeschwindigkeit
von 601 je Stunde je 10 ems Körner in einer Schichthöhe von 11 cm geleitet wird.
Der Durchbruch ist erreicht, wenn die aus dem Gut austretende Luft einen Feuchtigkeitsgehalt
von 10 mg/ms besitzt. Die Durchbruchsbeladung, ist definiert als die bis zu diesem
Punkt aufgenommene Feuchtigkeitsmenge in Prozent des Trockengewichtes. Die in der
oben beschriebenen Weise erhaltenen Granalien besitzen eine Durchbruchsbeladung
zwischen etwa 10 und 1211/o.Process for the production of pelletized, active alumina It is
known to deform powdery materials into pearl-shaped Granahen by
they are placed on an inclined rotating plate (pelletizing plate)
and sprayed with water or aqueous solutions while rolling. One deforms
Alumina hydrate ground in this way, as in the Bayer process in the form of hydrargillite
is obtained, the granules obtained have a certain amount in the moist state
Cohesion, but already with. When dry, they disintegrate into powder again. To also
to obtain sufficient mechanical strength after drying and calcining,
the alumina hydrate needs a peptizing treatment. To do this, you spray it
Alumina hydrate to be deformed in a known manner during granulation with aqueous
Solutions of strong mineral acids or of aluminum salts of these acids. Advantageous
if nitric acid and / or aluminum nitrate are used. Are these granules in
usually at temperatures between about 400 to 550 ° C, e.g. B. in one of
externally heated muffle, calcined, this gives mechanically stable, porous granules,
which are suitable as a catalyst carrier or as a drying agent for gases. During the exam
moisture absorption, especially its isothermal breakthrough loading
however, obtained unsatisfactory values. The isothermal breakthrough charge is measured
by comminuting the material to a uniform grain size of 0.5 to 1 mm
Air with a relative humidity of 100% at 0 ° C with a, space velocity
of 601 per hour per 10 ems grains is passed in a layer height of 11 cm.
The breakthrough is achieved when the air exiting the property has a moisture content
of 10 mg / ms. The breakthrough charge is defined as that up to this
Point absorbed amount of moisture as a percentage of the dry weight. The one in the
Granules obtained in the manner described above have a breakthrough charge
between about 10 and 1211 / o.
Es ist auch bekannt, aktive Tonerdeformlinge durch Extrüdieren zu
erhalten. Diese Arbeitsweise hat jedoch gegenüber der Verformung mit Hilfe eines
Pelletisiertellers den Nachteil, daß sie technisch und wirtschaftlich aufwendbar
ist.It is also known to extrude active alumina moldings
obtain. However, this mode of operation has opposite to the deformation with the help of a
Pelletizing plates have the disadvantage that they are technically and economically expensive
is.
Es wurde nun gefunden, daß man Tonerdegranalien, die durch Granulieren
von@Tonerdehydrat, wie es beim Beyerverfahren erhalten wird, auf einen Pelletisierteller
unter Zugabe von Lösungen starker anorganischer Säuren und/oder deren Aluminiumsalzen,
Trocknung der erhaltenen feuchten Formlinge bei Temperaturen von 110 bis 150° C
und anschließende Calcinierung hergestellt worden sind, mit erheblich höherer Durchbruchsbeladung
erhalten kann, wenn man die Calcinierung in einer strömenden Gasatmosphäre bei Temperaturen
von 350 bis 550° C vornimmt, wobei die Gasgeschwindigkeit mindestens 20 cm/sec,
vorzugsweise 30 bis 60 cm/sec, bezogen auf Normalbedingungen, beträgt.It has now been found that alumina granules can be obtained by granulating
of @ alumina hydrate, as it is obtained in the Beyer process, on a pelletizing plate
with the addition of solutions of strong inorganic acids and / or their aluminum salts,
Drying of the moist moldings obtained at temperatures of 110 to 150.degree
and subsequent calcination, with significantly higher breakthrough loading
can be obtained if the calcination is carried out in a flowing gas atmosphere at temperatures
from 350 to 550 ° C, the gas velocity at least 20 cm / sec,
is preferably 30 to 60 cm / sec, based on normal conditions.
Die bei Temperaturen von 350 bis 550° C, vorzugsweise 400 bis 450°
C, in einer strömenden Gasatmosphäre vorgenommene Calcinierung führt man z. B. in
einem Schachtofen durch, wobei das zu calcinierende Gut kontinuierlich von oben
nach unten durchgeschleust wird und die- heißen Gase im Gegenstrom von unten nach
oben geführt werden. Für die Calcinierung setzt man zweckmäßig erhitzte Gase ein,
z. B. elektrisch oder in sonstigen geeigneten Brennern erhitzte Luft oder Stickstoff.
Man kann aber auch direkt heiße Flammengase verwenden. Dabei werden die Tonerdehydrate
völlig in die aktive y- und x-Modifikation der Tonerde übergeführt. Die für die
Peptisierung vorher zugesetzten Säuren werden ausgetrieben bzw. die Aluminiumsalze
zersetzt.Those at temperatures from 350 to 550 ° C, preferably 400 to 450 °
C. Calcination carried out in a flowing gas atmosphere is carried out e.g. Am
a shaft furnace, with the material to be calcined continuously from above
is passed downwards and the hot gases in countercurrent from below
to be performed above. Heated gases are expediently used for calcination,
z. B. electrically or in other suitable burners heated air or nitrogen.
But you can also use hot flame gases directly. Thereby the alumina hydrates
completely converted into the active y- and x-modification of the clay. The for the
Peptization previously added acids are driven out or the aluminum salts
decomposed.
Um die mechanische Festigkeit der Formlinge zu erhöhen, ist es vorteilhaft,
diese vor der Calcinierung in strömender Gasatmosphäre in einer ruhenden. Gasatmosphäre
einer Vorerhitzung zu unterwerfen. Hierbei wählt man Temperaturen von etwa 200 bis
300° C. Für diese Behandlung können z. B. Horden-oder Kanalöfen üblicher Bauart
verwendet werden. Zweckmäßig soll die Erhitzungsdauer mindestens etwa 2 Stunden
betragen.
Zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit der Tonerde ist
es vorteilhaft, bei der Granulierung dem Tonerdehydrat leicht peptisierbares Tonerdemonohydrat
in Form von gefälltem und schonend getrocknetem Böhmit zuzusetzen. Die Beimengung
an Böhmit kann 10 bis 25 Gewichtsprozent, bezogen auf getrocknetes uncalciniertes
Produkt, betragen.In order to increase the mechanical strength of the moldings, it is advantageous to
this before calcination in a flowing gas atmosphere in a resting. Gas atmosphere
subject to preheating. Here you choose temperatures from about 200 to
300 ° C. For this treatment z. B. Tray or duct ovens of conventional design
be used. The heating time should expediently be at least about 2 hours
be.
To increase the mechanical strength of the alumina it is
It is advantageous to use alumina monohydrate which can be easily peptized in the alumina hydrate during the granulation
add in the form of precipitated and gently dried boehmite. The admixture
of boehmite can be 10 to 25 percent by weight, based on dried uncalcined
Product.
Die erfindungsgemäß hergestellten Granalien besitzen Werte für die
Durchbruchsbeladung, die zwischen 18 und 24% liegen. Wegen ihrer großen inneren
Oberfläche, die gemessen nach der BET-Methode 250 bis 300 m2/g beträgt, und ihrer
hohen Porosität stellen sie ein gutes Adsorptionsmittel für Gase dar und eignen
sich insbesondere für die Trocknung von Gasen und Flüssigkeiten. Zur Prüfung der
mechanischen Festigkeit wird der Zertrümmerungsdruck zwischen zwei planparallelen
Platten an Kugeln mit einem Durchmesser von 6 mm bestimmt. Hierbei erreicht man
Werte von 12 bis etwa 18 kg. Beispiel Auf einen Pelletisierteller mit einem
Durchmesser von 1 m werden stündlich 65 kg einer Mischung aus 80 Gewichtsteilen
feingemahlenem, nach dem Bayerverfahren gewonnenem Tonerdehydrat (Hydrargillit)
und 20 Gewichtsteilen gefälltem Tonerdemonohydrat (Böhmit) aufgegeben. Gleichzeitig
werden stündlich 11 bis 121 einer wässerigen Lösung, die 198 g Aluminiumnitrat (Al[NOJg)
und 20 g freie Salpetersäure je Liter enthält, auf die rotierende Masse aufgesprüht.
Die erhaltenen kugeligen Granalien werden nach der Trocknung bei Temperaturen von
etwa 150° C in einem Kanalofen in ruhender Gasatmosphäre bei Temperaturen von 300°C
3 bis 4 Stunden vorcalciniert. Anschließend werden sie in einen am Kopf eines Schachtofens
angeordneten Einfüllbehälter aufgegeben. Der Schachtofen ist 4 m lang und besitzt
einen Durchmesser von 30 cm. Am unteren Ende des Schachtofens werden seitlich stündlich
125 ms Luft eingeführt, die den Ofen im Gegenstrom zu den abwärts bewegten Granalien
durchläuft. Vor dem Zusammentreffen mit den Granalien wird in dem Luftstrom eine
Temperatur von 550° C gemessen und in 75 cm Abstand oberhalb der Eintrittsstelle
eine solche von etwa 340° C. Am unteren Ende des Schachtofens werden stündlich etwa
25 kg fertigcalciniertes Granulat abgezogen.The granules produced according to the invention have values for the breakthrough loading which are between 18 and 24%. Because of their large internal surface, which is 250 to 300 m2 / g measured by the BET method, and their high porosity, they are a good adsorbent for gases and are particularly suitable for drying gases and liquids. To test the mechanical strength, the crushing pressure between two plane-parallel plates on balls with a diameter of 6 mm is determined. Values from 12 to around 18 kg are achieved here. EXAMPLE 65 kg per hour of a mixture of 80 parts by weight of finely ground alumina hydrate (hydrargillite) obtained by the Bayer process and 20 parts by weight of precipitated alumina monohydrate (boehmite) are placed on a pelletizing plate with a diameter of 1 m. At the same time, 11 to 121 hours of an aqueous solution containing 198 g of aluminum nitrate (Al [NOJg) and 20 g of free nitric acid per liter are sprayed onto the rotating mass. After drying, the spherical granules obtained are precalcined for 3 to 4 hours at temperatures of about 150 ° C. in a duct furnace in a stationary gas atmosphere at temperatures of 300 ° C. They are then placed in a hopper at the top of a shaft furnace. The shaft furnace is 4 m long and has a diameter of 30 cm. At the lower end of the shaft furnace, 125 ms of air is introduced from the side every hour, which flows through the furnace in countercurrent to the granules moving downwards. Before meeting with the granules in the air stream to a temperature of 550 ° C is measured, and in 75 cm distance above the entry site, such from about 340 ° C. At the lower end of the shaft furnace hourly about deducted 25 kg fertigcalciniertes granules.
Die Granafien besitzen eine Bruchfestigkeit von 16 kg (gemessen an
6-mm-Kugeln) und eine Durchbruchsbeladung von 210/0.The granafia have a breaking strength of 16 kg (measured on
6 mm bullets) and a breakthrough loading of 210/0.