專利名稱：干燥劑,獲得干燥劑的方法及其應用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以一種或多種堿金屬或堿土金屬鹵化物為基礎(chǔ)的干燥劑，具體地說是以氯化鈣為基礎(chǔ)的干燥劑，比干燥劑特別是用于吸收水蒸汽。
作為干燥劑，已經(jīng)公知的有堿金屬或堿土金屬鹵化物，例如氯化鋰和氯化鈣。然而，它們對水的吸收能力是有限的，特別是氯化鈣對水的吸收能力是有限的。因為，通常所用的氯化鈣為二水合形式(CaCl2.2H2O)，該氯化鈣吸水后變成被溶解在其結(jié)晶水中的CaCl2.6H2O，從而產(chǎn)生溶液。這種溶液通常流到一個位于固體CaCl2.2H2O儲罐下面的容器中。因此，氯化鈣只有在放置的所有干燥劑全部溶解前才起作用，此后，將容器中回收的溶液清除。
為了解決這個問題，已經(jīng)提出將多孔物質(zhì)與鹵化物混合。例如，在法國專利FR845760中，將氯化鈣與硅藻土、木炭或少量氧化鎂混合，以便獲得比純氯化鈣更有效的產(chǎn)品。在國際專利申請WO99/12641中，用吸濕氯化物浸透例如硅石的多孔載體，所述載體最好為球形顆粒狀，這種形狀的機械強度較高。
本發(fā)明旨在提供一種針對上述滲水問題的可替代的方案，提出一種新干燥劑，該干燥劑既可以有高的吸水能力，同時還將水或收集的水分留在干燥劑中。
為此，本發(fā)明涉及一種干燥劑，該干燥劑包括一種由自由纖維與至少一種堿金屬或堿土金屬的鹵化物構(gòu)成的混合物。
本發(fā)明其中一個主要特征在于，將鹵化物與自由纖維混合的目的是為了形成干燥劑。其任務是提高鹵化物的吸水能力，也就是說能夠比純鹵化物吸收更多的水。我們不需要結(jié)合理論說明，本發(fā)明人認為由于吸收的水被儲存在干燥劑(如果水沒有滲出)中，從而在氯化鈣的情況下使得一開始就能夠吸水，一直到形成CaCl2·6H2O，而在此之后，如上所述的其溶液也能吸水，即一直吸收到該溶液與周圍環(huán)境中的蒸汽壓力達到熱力平衡為止。
本發(fā)明的干燥劑的另一個好處在于它們具有非常獨特的特性，通過簡單的低溫加熱(例如100-180℃，最好是120-150℃)就很容易再生。這些溫度通常與所用纖維物理特性有關(guān)。
還有另一個好處在于干燥劑床不會風化，仍保持著通風的結(jié)構(gòu)，這樣可以使干燥劑床保證在需要減濕的環(huán)境和干燥劑之間有比較大的接觸面積，并可以使要脫水的空氣被迫流過干燥劑床。
所謂“干燥”意指“吸收液體的能力，特別是吸收大氣環(huán)境中存在的水蒸汽的能力”。所涉及的液體可以在很大范圍內(nèi)變化。例如可以是動物的尿液或局部冷凝液。
所謂“纖維”意指由線構(gòu)成的細長的各種絲狀物質(zhì)，其長和寬的比最好至少為10，特別是至少為100。所謂“自由”意指在干燥劑成型期間這些纖維之間互不粘結(jié)。
本發(fā)明中所用的自由纖維可以源自植物、礦物或合成物。在植物纖維中，例如可以列舉有切碎的稻草纖維、谷皮纖維、棉紗或亞麻纖維、取自陳舊織物的纖維或碎木屑纖維，即纖維素纖維。纖維素纖維可以任選地含有分離陳舊紙或紙板纖維時再循環(huán)過程中收集到的纖維素纖維。另外，它們可以唯一地由從分離陳舊紙或紙板纖維時再循環(huán)過程中收集到的纖維素構(gòu)成。在礦物纖維中，例如可以列舉有玻璃棉或石棉。在合成纖維中，可以列舉有聚合物纖維，例如聚丙烯或聚乙烯。
本發(fā)明的干燥劑中的自由纖維的量應當足以能夠?qū)Ⅺu化物吸收的至少一部分水保存到該干燥劑中。因此，這個量取決于自由纖維的性能和尺寸，取決于鹵化物的性能以及所希望的吸收能力。自由纖維的量通常大于或等于5重量％，例如大于或等于10重量％，更常用的是所述量大于或等于15重量％。這個量通常低于或等于95重量％，特別是低于或等于90重量％，但推薦這個量低于或等于50重量％。
本發(fā)明所用的自由纖維的比面積根據(jù)標準NFX11-621(1975)用名為《aireBET》的方法測量，該比面積大于或等于1m2/g，特別是大于或等于5m2/g，最常用的是大于或等于10m2/g的值。自由纖維的比面積通常小于200m2/g，更具體地說小于或等于100m2/g，但推薦值小于或等于50m2/g。
本發(fā)明所用的鹵化物例如可以選自氟化物、氯化物和溴化物。其中氯化物是優(yōu)選的。通常堿金屬或堿土金屬選自鋰、鈉、鉀、鎂和鈣。其中鈣和鋰是優(yōu)選的。最合適的堿金屬或堿土金屬鹵化物是氯化鈣和氯化鋰。氯化鈣是很特別優(yōu)選的。
在本發(fā)明干燥劑中的堿金屬或堿土金屬鹵化物的總量取決于鹵化物的性能、取決于自由纖維的性能和尺寸，以及所希望的吸收能力。所述總量通常大于或等于4重量％，特別是大于或等于6重量％，最常用的是所述總量大于或等于7重量％。所述總量通常低于或等于95重量％，最好是低于或等于90重量％，所述總量低于或等于50重量％時結(jié)果最好。在某些情況下，所述總量低于或等于13重量％時結(jié)果特佳，例如所述總量低于或等于10重量％。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，干燥劑還含有至少一種與堿金屬或堿土金屬鹵化物本質(zhì)不同的鈣化合物。這里用“鈣化合物”表示基本不溶于水的鈣化合物。優(yōu)選所用的鈣化合物相對于水基本上呈惰性。在大多數(shù)情況下，碳酸鈣、硫酸鈣和氫氧化鈣是較好的鈣化合物。碳酸鈣和硫酸鈣是優(yōu)選的，特別是碳酸鈣。碾碎的石灰石最合適。這里的“本質(zhì)不同”指的是含有不到10重量％(最好小于5重量％)的堿金屬或堿土金屬鹵化物。
鈣化合物也可以是氨水蘇打廠的母液蒸餾出的固體殘渣。這種殘渣可以按照多少有些濃縮的懸浮形式被使用。該濃度可以是10-90％質(zhì)量的干燥材料。濃度為50-70％的干燥材料更好，65％的濃度最好。此處用“氨水蘇打廠的母液蒸餾出的固體殘渣”指的是用制氨的方法將來自制備碳酸鈉的母液蒸餾塔的水懸浮物中分離出的固體殘渣。這些水懸浮物的構(gòu)成的例子在Te-pang Hou的文章《Manufacture of soda》中作了介紹，該書由Hafner Publishing Company出版，第二版，1969，第237頁。
這種固體殘渣的主要成分包括碳酸鈣、硫酸鈣和氫氧化鈣。除了這些成份外，還包括一些雜質(zhì)，這些雜質(zhì)為鎂化合物、氧化鐵、氧化鋁、硅石、氯化鈉和氯化鈣。這些不同成分的含量取決于用制氨方法制備碳酸鈉時所用的前幾種材料的來源，以及該方法的操作參數(shù)。
比較適用于本發(fā)明優(yōu)選實施方式的固體殘渣含有至少25％(優(yōu)選至少40％)重量碳酸鈣，至少0％(優(yōu)選至少1％)重量氫氧化鈣和至少0％(優(yōu)選至少1％)重量的硫酸鈣。優(yōu)選地，在這三種成分中固體殘渣的最大重量含量分別為在碳酸鈣的情況下不超過99％(優(yōu)選80％)，在氫氧化鈣的情況下不超過25％(優(yōu)選15％)，在硫酸鈣的情況下不超過50％(優(yōu)選35％)。特別推薦的固體殘渣含有45-70％(有利地50-60％)重量的碳酸鈉鈣，5-15％(有利地5-8％)重量的氫氧化鈣，15-35％(有利地20-30％)重量的硫酸鈣，任意地，含有最多10％(通常為1-10％)重量的雜質(zhì)(硅石+CaCl2+NaCl)。如果需要，可以對工業(yè)固體殘渣進行富集法處理，以便得到最佳含量。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施方式的干燥劑中的鈣化合物的總量通常高于0重量％，特別是高于或等于10重量％，總量高于或等于20重量％是很常用的。但所述總量通常低于或等于90重量％，特別是低于或等于80重量％，所述總量低于或等于75重量％可以得到很好的結(jié)果。
根據(jù)本發(fā)明的這種優(yōu)選實施方式，干燥劑具有很好的吸水能力，沒有將溶液鹽析到干燥劑外，而且沒有風化。這種干燥劑對于環(huán)境空氣的脫水特別合適。此外，這種干燥劑構(gòu)成使工業(yè)廢料增值的手段，這樣的好處是既經(jīng)濟又有利于環(huán)境。
本發(fā)明干燥劑的表觀比重通常根據(jù)標準NF T73405(1975)進行測量，比重大于或等于0.2kg/l，特別是大于或等于0.3kg/l，推薦值大于或等于0.35kg/l。表觀比重最通常小于或等于0.6kg/l，特別是小于或等于0.5kg/l，小于或等于0.45kg/l的值最佳。
用任何合適的公知方法都可以得到本發(fā)明的干燥劑。例如可以通過簡單地無水混合這些成分就能制備這種干燥劑。在一個優(yōu)選的實施方案中，可以將自由纖維與堿金屬或堿土金屬鹵化物混合，需要時，與和堿金屬或堿土金屬鹵化物本質(zhì)不同的鈣化合物混合，條件是要有足夠量的水可以得到可以擠出的干燥劑，然后將該可以擠出的干燥劑擠出，以便得到被擠出的干燥劑，并將該被擠出的干燥劑干燥。
除此之外，本發(fā)明還涉及一種制備本發(fā)明的干燥劑的方法，根據(jù)該方法，將自由纖維與至少一種堿金屬或堿土金屬鹵化物混合，需要時，與和與堿金屬或堿土金屬鹵化物本質(zhì)不同的至少一種鈣化合物混合，條件是要有足夠量的水可以得到擠出干燥劑，然后將該可以擠出的干燥劑擠壓，以便得到被擠出的干燥劑，并將該被擠出的干燥劑干燥。
根據(jù)本發(fā)明的方法，可以用任何合適的混合器進行混合，例如非連續(xù)行星式混合器或連續(xù)帶式混合器或犁盤式混合器(mélangeur àsocs de charrue)?；旌衔镏械乃客ǔ４笥诨虻扔?0重量％，特別是大于或等于30重量％。水量更通常小于或等于60重量％，特別是小于或等于45重量％。
根據(jù)本發(fā)明的方法，通常在環(huán)境溫度下進行擠出。用于造粒的連續(xù)式擠出機特別適用于這種成型。通常，顆粒在擠出機的出口自然成型。如果顆粒沒有自然破碎，則通過使用對著擠出模的刀片就可以將這些顆粒分散。這些顆粒的平均直徑通常大于或等于0.5mm，特別是大于或等于2mm。這些顆粒的平均直徑通常小于或等于20mm，特別是小于或等于10mm。
根據(jù)本發(fā)明的方法，在需要的情況下，干燥就是對擠出的顆粒形干燥劑進行加熱，從而消除存在的至少一部分水。這可以在一個帶式干燥器中完成。干燥溫度通常為100-250℃，最好為120-180℃。干燥結(jié)束以后，干燥劑的含水量通常低于10重量％，最好是低于5重量％。
在干燥以后，可以稍微將顆粒分散并破碎。這樣做的目的是為了讓干燥期間產(chǎn)生的應力釋放，而且開放干燥劑的多孔結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的干燥劑在工業(yè)應用和家用中沒有區(qū)別。在工業(yè)中，干燥劑主要可以用來控制房間或車間內(nèi)的濕度，或用來護送大量貨物，從而完全防止運輸過程中受潮，或者可以用來確保測量儀器中使用的空氣完全或部分脫水。
該干燥劑可以用在需要干燥的密閉房間或空間中?？梢詫⑿枰稍锏目諝鈴娖韧ㄟ^該干燥劑，這樣，通過使用可以確保被控的空氣流通過干燥劑床的裝置就可以實現(xiàn)受控干燥。這種特性可以用在空調(diào)作業(yè)線中?？梢詫⒃摳稍飫┤龅绞艿綕駳庋孛毠苌仙膲窍隆Ｓ捎诟稍飫╇x墻很近，根據(jù)其作用，就可以避免濕氣上升。
本發(fā)明的干燥劑也可以用在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。在該領(lǐng)域，除了具有其他應用中所述的干燥性能以外，可以將干燥劑用作吸附劑，以便凈化動物飼養(yǎng)場。具體地說，一個比較理想的應用就是將干燥劑添加到墊草或墊土中，以便抽吸來自尿液、冷凝液以及糞便的水分，吸收的水分就一直保留在其中。這種使用可以防止被水相傳遞的病菌繁殖。
除此之外，本發(fā)明還涉及本發(fā)明干燥劑的應用，用于使潮濕地方脫水，控制迫流空氣流中的水分或某一房間或大樓的空調(diào)作業(yè)線中的水分，防止?jié)駳庠诿氉饔孟卵卮髽腔蛩接凶≌膲ι仙瑢\輸集裝箱進行脫水，對廚柜進行脫水，控制包裝中的濕度，消除工業(yè)區(qū)、農(nóng)業(yè)區(qū)或私人區(qū)域的冷凝，或在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域用作墊土式墊草的干燥劑。
在下面描述的試驗中，作為鈣化合物，使用了來自制氨方法制備碳酸鈉時蒸餾母液得到的漿狀物，該漿狀物的成分示于下面的表1中.在下面的例子中，％表示根據(jù)干燥劑成品計算出的質(zhì)量百分比。
表1
實施例1用符合上面規(guī)定的鈣化合物，干燥劑用下面的材料制得—69％的鈣化合物；—23％的來自再循環(huán)紙漿的纖維(比面積＝13m2/g)；—8％的CaCl2；—干燥劑的理論吸水量根據(jù)下面的條件在受控氣氛下為75％—溫度23℃；—相對濕度90％；—在與環(huán)境氣氛熱力平衡的水溶液中的CaCl2的最大濃度120g/kg溶液；—10g樣品置于開式坩堝內(nèi)，獲得下面一些性能—在168小時以后達到平衡時吸水的％73％；—沒有檢測到從干燥劑中的滲出；—在干燥劑中的溶液內(nèi)的CaCl2濃度120g/kg。
實施例2用符合上面規(guī)定的鈣化合物，干燥劑用下面的材料制得—68％的鈣化合物；—23％的來自再循環(huán)紙漿的纖維(比面積＝13m2/g)；—9％的CaCl2；—干燥劑的理論吸水量根據(jù)下面的條件在受控氣氛下為74％
—溫度23℃；—相對濕度90％；—在與環(huán)境氣氛熱力平衡的水溶液中的CaCl2的最大濃度120g/kg溶液；—10g樣品置于開式坩堝內(nèi)，獲得下面一些性能—在197小時以后達到平衡時吸水的％78％；—192小時以后吸收劑的可檢出滲水是平衡吸收水的％77％；—試驗結(jié)束時，在干燥劑中的溶液內(nèi)的CaCl2濃度120g/kg。
實施例3用符合上面規(guī)定的鈣化合物，干燥劑用下面的材料制得—60％的鈣化合物；—20％的來自再循環(huán)紙漿的纖維(比面積＝13m2/g)；—20％的CaCl2；—干燥劑的理論吸水量根據(jù)下面的條件在受控氣氛下為58％—溫度23℃；—相對濕度90％；—在與環(huán)境氣氛熱力平衡的水溶液中的CaCl2的最大濃度120g/kg溶液；—10g樣品置于開式坩堝內(nèi)，獲得下面一些性能—在6小時以后達到平衡時吸水的％46％；—168小時以后吸收劑的可檢出滲水是平衡吸收水的％208％—試驗結(jié)束時，在干燥劑中的溶液內(nèi)的CaCl2濃度120g/kg。
權(quán)利要求
1.一種干燥劑，該干燥劑包括由自由纖維與至少一種堿金屬或堿土金屬鹵化物構(gòu)成的混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的干燥劑，其中所述的堿金屬或堿土金屬鹵化物是氯化鈣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的干燥劑，其中所述的堿金屬或堿土金屬鹵化物總量大于或等于4重量％，且低于或等于50重量％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一的干燥劑，其中所述自由纖維由從分離陳舊紙或紙板纖維時再循環(huán)過程中收集到的纖維素構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一的干燥劑，其中所述自由纖維的含量大于或等于5重量％，且小于或等于94重量％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5之一的干燥劑，該干燥劑還含有至少一種與堿金屬或堿土金屬鹵化物本質(zhì)不同的鈣化合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的干燥劑，其中所述鈣化合物選自碾碎的石灰石和制氨過程中蒸餾蘇打殘余物母液時的固體殘渣。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7的干燥劑，其中鈣化合物的總含量大于0重量％，且小于或等于90重量％。
9.一種制備權(quán)利要求1-8之一的干燥劑的方法，根據(jù)該方法，將自由纖維與至少一種堿金屬或堿土金屬鹵化物混合，需要時，與和與堿金屬或堿土金屬鹵化物本質(zhì)不同的至少一種鈣化合物混合，條件是要有足夠量的水可以得到能擠出干燥劑，然后將該可以擠出的干燥劑擠出，以便得到被擠出的干燥劑，并將該被擠出的干燥劑干燥。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-8之一的干燥劑的應用，所述干燥劑用于使潮濕地方脫水，控制迫流空氣流中的水分或某一房間或大樓的空調(diào)作業(yè)線中的水分，防止?jié)駳庠诿氉饔孟卵卮髽腔蛩接凶≌膲ι仙?，對運輸集裝箱進行脫水，對廚柜進行脫水，控制包裝中的濕度，消除工業(yè)區(qū)、農(nóng)業(yè)區(qū)或私人區(qū)域的冷凝，或在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域用作對墊土或墊草的干燥劑。
全文摘要
一種干燥劑，該干燥劑包括一種由自由纖維與至少一種堿金屬或堿土金屬鹵化物構(gòu)成的混合物，任選地含有至少一種和與堿金屬或堿土金屬鹵化物本質(zhì)不同的鈣化合物。制備這種干燥劑的方法，根據(jù)該方法，將自由纖維與至少一種堿金屬或堿土金屬鹵化物混合，需要時，與至少一種鈣化合物混合，條件是要有足夠量的水可以得到能擠出干燥劑，然后將該可以擠出的干燥劑擠出，并將該被擠出的干燥劑干燥。這種干燥劑特別用于脫水作用和濕度控制。
文檔編號B01J20/04GK1571698SQ02820634
公開日2005年1月26日 申請日期2002年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月19日
發(fā)明者J·-M·布隆代爾 申請人:索爾維公司