BRPI0702903A2 - monólitos impregnados - Google Patents

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BRPI0702903A2
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BR
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monolith
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group
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powder
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BRPI0702903-9A
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William B Leedy
Jack F Eichelsbacher
Thomas H Shelton
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Maedwestvaco Corp
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Abstract

MONóLITOS IMPREGNADOS. A presente invenção refere-se aos monólitos em colméia adsorventes e outros monólitos porosos impregnados com sais alcalinos e/ou cáusticos de metal alcalino ou de metal alcalino-terroso. Os monólitos impregnados têm uma grande capacidade de adsorção e baixa resistência de fluxo, contudo com uma inflamabilidade minimizada, apropriados para o uso na remoção de gases ácidos, malcheirosos e/ou nocivos.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MONÓLITOSIMPREGNADOS".
O presente pedido de patente é baseado na data de depósito dopedido de patente norte-americano provisório n9 de série 60/745.477 deposi-tado em 24 de abril de 2006, o qual é aqui incorporado a título de referência,tendo sido depositado dentro de doze (12) meses a partir dessa data, e aprioridade do mesmo é reivindicada sob o título 35 § 1.19(e) do Código dosEstados Unidos.
Antecedentes da Invenção
Os materiais adsorventes porosos têm sido usados para a re-moção das impurezas de correntes de fluidos. Em particular, o carbono ati-vado tem sido usado para a remoção das impurezas e a recuperação desubstâncias úteis de líquidos e gases por causa de sua elevada capacidadede adsorção. Geralmente, a "ativação" refere-se a qualquer um dos váriosprocessos por meio dos quais a estrutura do poro é incrementada. As fontescomuns de carbono incluem resíduos de resina, carvão, coque de carvão,coque do petróleo, lignita, materiais poliméricos, materiais lignocelulósicostais como a polpa e o papel, resíduos da produção da polpa, madeira, cas-cas de castanhas, sementes, caroços de frutas, petróleo, carboidratos, eossos. Os processos típicos de ativação envolvem o tratamento de fontes decarbono tanto termicamente com um agente de oxidação tal como vapor,dióxido de carbono, cloreto de metal (por exemplo, cloreto de zinco), ácidofosfórico, ou sulfeto de potássio, a altas temperaturas A ativação cria umagrande área de superfície e, por sua vez confere uma alta capacidade deadsorção à estrutura. A patente U.S. ns RE 31.093 apresenta uma ativaçãoquímica de carbono baseado em madeira com ácido fosfórico para melhoraras capacidades de descoloração e adsorção de gases do carbono. A patenteU.S. n9 4.769.359 apresenta um método para a produção de carbono ativadomediante o tratamento de coques de carvão e carvão carbonizado, carvõesmarrons ou lignita, com uma mistura de NaOH e KOH, e aquecimento atépelo menos 500°C em uma atmosfera inerte
O carbono ativado tem sido usado amplamente como um adsor-vente para a remoção de componentes gasosos malcheirosos e nocivos. Osexemplos de gases malcheirosos ou nocivos incluem compostos que contêmenxofre, tais como sulfeto de hidrogênio, mercaptano e sulfeto; compostosque contêm nitrogênio, tais como a amônia e aminas; aldeídos; gás ácido, talcomo o ácido sulfúrico e ácidos carboxílicos; hidrocarbonetos; e o monóxidode carbono. O gás que contém componentes gasosos malcheirosos e noci-vos é tipicamente passado através de um leito adsorvente de carbono ativa-do granular ou fibroso. Quando o carbono ativado granular ou fibroso é usa-do como um adsorvente, o leito tem uma alta resistência ao fluxo e conse-qüentemente consome uma quantidade significativamente grande de energiade operação. Além disso, os componentes gasosos malcheirosos e nocivosse apresentam em geral em concentrações muito baixas na corrente do gásque, com o carbono ativado acima mencionado sozinho, é difícil de adsorvere remover seletivamente todos esses componentes malcheirosos e nocivos.A taxa e a quantidade de eliminação são normalmente escassas. Por conse-guinte, uma grande quantidade de carbono ativado é requerida para a ad-sorção/remoção de componentes malcheirosos e nocivos.
As usinas de manufatura emitem normalmente gases corrosivos,tais como gases de hidretos e ácidos, o que acarreta danos consideráveis àsaúde e ao meio ambiente além de prejudicar a integridade de sistemas deexaustão. Muitos sistemas de redução do controle de emissões têm sidousados para tal gás tóxico, inflamável e corrosivo. A manufatura dos semi-condutores emite geralmente gases perigosos, tais como os gases HCI1 HF,BF3, AsH3, PH3 e SiF4. Outros gases nocivos e/ou odorosos incluem, massem ficar a eles limitados, o cloro e o flúor.
A patente U.S. n9 4.215.096 descreve que o carbono ativado pe-letizado é impregnado com hidróxido do sódio (NaOH) a um nível de cargade 0,1 a 20%, de preferência de 0,5 a 15%, em peso de NaOH. O carbonoativado impregnado tem uma capacidade de adsorção incrementada para ogás H2S em comparação com o carbono não ativado. No entanto, tal melho-ra tem limitado o sucesso para um uso comercial. A estrutura dos poros docarbono ativado é preenchida um pouco com o agente de impregnação, re-duzindo desse modo a capacidade de adsorção. O carbono peletizado im-pregnado tem uma alta resistência ao fluxo, devido à elevada queda dapressão através de um leito de carbono peletizado; desse modo, requer umaenergia de operação relativamente elevada. Além disso, os carbonos peleti-zados impregnados com NaOH cáustico são suscetíveis a excursões térmi-cas descontroladas, resultantes de uma temperatura de combustão suprimi-da e das reações exotérmicas causadas pela impregnação cáustica.
A patente U.S. nQ 5.356.849 e a patente U.S. nQ 5.494.869 des-crevem carbonos catalíticos que superam as deficiências associadas com oscarbonos ativados impregnados cáusticos. Os carbonos catalíticos não exi-bem a temperatura de combustão reduzida que os carbonos ativados im-pregnados cáusticos experimentam. No entanto, a capacidade de adsorçãode H2S do carbono catalítico é geralmente baixa, e desse modo ele é dema-siadamente caro para um uso comercial.
A patente U.S. n9 6.858.192 descreve um carbono ativado im-pregnado com óxidos de metal a um nível de carga de 3 a 15% em peso deoxido de metal. Uma mistura de material carbonáceo e oxido de metal em pótriturada ou granular é extrudada em cordões de 4 mm de diâmetro, carboni-zada, e finalmente ativada. O carbono ativado impregnado resultante temuma capacidade de adsorção de H2S incrementada em relação ao carbonoativado impregnado cáustico, ao carbono catalítico e, obviamente, a um car-bono ativado típico. Infelizmente, o processo para a preparação desse car-bono de alta capacidade de sulfeto de hidrogênio deixa quantidades signifi-cativas do agente ativo indisponíveis para uma reação.
Embora o uso de carbono ativado impregnado com sais alcalinoscomo adsorvente para o gás ácido malcheiroso e/ou nocivo pareça atrativo,há muitas limitações, em especial quando se deseja que o adsorvente tenhauma elevada capacidade de adsorção, uma elevada carga de agente de im-pregnação, e uma baixa resistência ao fluxo. Quando o carbono ativado é im-pregnado com produtos químicos alcalinos, tal como para a remoção de com-postos gasosos que contêm enxofre, o ponto de ignição do carbono é reduzi-do. Portanto, é perigoso o uso de tal carbono ativado com suporte alcalino emuma área habitada. Uma tentativa de diminuir a inflamabilidade através daincorporação de um aditivo retardador de flama a tal carbono ativado resultaem uma redução na quantidade de adsorção por unidade de área de superfí-cie específica, minimizando desse modo a capacidade de adsorção.
Portanto, um objetivo da invenção consiste na obtenção de mo-nólitos em colméia adsorventes impregnados com produtos químicos alcali-nos e/ou cáusticos, com um retardamento de flama incrementado e alta efi-ciência para a remoção de contaminadores em uma corrente tratada.
Um outro objetivo da invenção consiste na obtenção de monóli-tos em colméia adsorventes impregnados com produtos químicos alcalinose/ou cáusticos que têm uma baixa resistência ao fluxo, e contudo uma altacapacidade de adsorção.
Um outro objetivo ainda da invenção consiste na obtenção demonólitos em colméia adsorventes impregnados com produtos químicos al-calinos e/ou cáusticos que têm uma alta eficiência na remoção de contami-nadores gasosos ácidos e/ou malcheirosos em uma corrente de gás.
Um objetivo adicional da invenção consiste na obtenção de umaparelho para a remoção de contaminadores gãsosos ácidos mediante o usode pelo menos um monólito em colméia adsorvente impregnado com produ-tos químicos alcalinos e/ou cáusticos como um adsorvente que apresentabaixa inflamabilidade e alta capacidade de adsorção, e contudo uma baixaresistência ao fluxo.
Ainda um outro objetivo da invenção consiste na obtenção demonólitos em colméia adsorventes impregnados apropriados para a remo-ção de contaminadores malcheirosos e nocivos.
Outros objetivos, características e vantagens da presente invençãoserão determinados em parte na descrição a seguir, e em parte serão óbvios apartir da descrição ou podem ser aprendidos pela prática da invenção.
Sumário da Invenção
O objetivo da presente invenção refere-se aos monólitos em col-méia adsorventes e a outros monólitos porosos impregnados com sais alca-linos e/ou cáusticos de metais alcalinos ou metais alcalino-terrosos. Os mo-nólitos impregnados têm uma alta capacidade de adsorção e baixa resistên-cia ao fluxo, embora com uma inflamabilidade minimizada, apropriados parao uso na remoção de gases ácidos, malcheirosos e/ou nocivos.
Descrição do Desenho
A Figura 1 é um gráfico que mostra a queda da pressão dos lei-tos de adsorventes que contêm adsorventes diferentes e a uma velocidadede fluxo diferente: monólito de carbono ativado impregnado com uma solu-ção a 10% de Na2CO3 e péletes de carbono ativado impregnados com umasolução a 10% de Na2CO3.
Descrição Detalhada da Invenção
A presente invenção será descrita agora de maneira mais amplaa seguir, mas nem todas as modalidades da invenção são mostradas. É cla-ro que a invenção pode ser incorporada em muitas formas diferentes e nãodeve ser interpretada como limitada às modalidades aqui indicadas; ao con-trário, essas modalidades são fornecidas de modo que esta descrição pre-encha os requisitos legais aplicáveis. Com base na natureza ou no tipo deagente de impregnação, o monólito em colméia adsorvente da invenção po-de ter múltiplos usos alternativos.
O monólito em colméia adsorvente apropriado para o üso napresente invenção pode incluir, mas sem ficar a eles limitado, carbono ativa-do, sílica, zeólito, alumina, prata, metal sinterizado, zircônia, titânia, e outrosóxidos de metais, e as combinações dos mesmos. O carbono ativado podeser derivado de vários precursores do carbono. Estes incluem, mas sem ficara eles limitados, madeira, pó de madeira, farinha de madeira, Iinters de algo-dão, turfa, carvão, coco, lignita, carboidratos, piche de petróleo, coque depetróleo, piche de alcatrão de carvão, caroços de frutas, as pedras de frutas,cascas de castanhas, caroços de castanhas, pó de serra, palma, vegetaistais como casca ou palha de arroz, polímero sintético, polímero natural, ma-terial lignocelulósico, e as combinações dos mesmos. Além disso, o carbonoativado pode ser produzido ao empregar uma variedade de processos queincluem, mas sem ficar a elas limitados, a ativação química, a ativação tér-mica, e as combinações das mesmas.Os agentes de impregnação apropriados para o uso na presenteinvenção podem ser sais alcalinos de metais do grupo IIA (metais alcalinos)e/ou de metais do Grupo IIA (metais alcalino terrosos) que podem removeros compostos gasosos malcheirosos e nocivos. Esses sais alcalinos podemincluir, mas sem ficar a eles limitados, sal de hidróxido, sal de carbonato, salde carbonato de hidrogênio, cloretos, brometos e fluoretos, nitrato, sulfato,clorato, carboxilato, e as combinações dos mesmos. Os exemplos dessessais incluem, mas sem ficar a eles limitados, LiOH, NaOH, KOH, Ca(OH)2,Mg(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2, Li2CO3, Na2CO3, K2CO3, CaCO3, MgCO3, LiH-CO3, KHCO3 e NaHCO3. Esta lista não se presta a limitar, e os elementosversados na técnica irão reconhecer que outros sais podem ser usados napresente invenção. Além disso, os agentes de impregnação podem ser umtipo de sal de metal ou uma combinação de tipos de sais de metais.
Em uma modalidade da presente invenção, o adsorvente demonólito poroso pode ser impregnado com produtos químicos que podemremover gases da guerra. Os adsorventes apropriados para tal aplicaçãoincluem, mas sem ficar a eles limitados, Rankinite, Rankinite A, prata, mer-cúrio, ácido iódico, qualquer um de uma variedade de wetleritas geralmenteconhecidas, ou misturas de wetleritas. Os exemplos de wetleritas incluem,mas sem ficar a eles limitados, Tipo A, Tipo B, tipo AS, Tipo D, Tipo A im-pregnado com hexamina, Tipo A impregnado com tiocianato de sódio, TipoASM, Tipo ASV, Tipo ASMT, Tipo ASC, Tipo ASCM, Tipo ASVT, Tipo ASC-1, Tipo Barnebey-Cheney, Tipo ASCP, Tipo ASCPi, Tipo E11, Tipo PCI, TipoASZM, Tipo ASZM-TEDA, e Tipo ASC-TEDA. Os exemplos de gases deguerra incluem, mas sem ficar a eles limitados, cloretos de acila, aminas,amônia, arsina, monóxido de carbono, cloropicrina, cloreto de cianogênio,cianeto de hidrogênio, fluoretos, flurofosfatos, gás de mostarda, dióxido denitrogênio, fosgênio, dióxido de enxofre, saran, VX, e DMMP.
A estrutura de monólito em colméia adsorvente de carbono im-pregnado da invenção pode ser uma colméia extrudada com passagens decélulas paralelas, folhas em camadas com passagens paralelas, folhas enro-ladas em geléia com passagens de células paralelas, agregados aglutinadosde materiais em partículas com espaços vazios distribuídos aleatoriamentepara o fluxo de vapor, e as combinações dos mesmos. Além disso, o monóli-to pode ter canais de fluxo geometricamente uniformes ou não uniformes delarguras similares, diferentes, ou aleatórias.
O monólito ém colméia adsorvente da presente invenção podeincluir um material de suporte na formação e/ou na retenção de sua forma demonólito. Os exemplos de tais materiais de suporte incluem, mas sem ficar aeles limitados, materiais de cerâmica tal como a argila e cordierita, fundente,cerâmica de vidro, metal, mulita, papel corrugado, fibras orgânicas, agluti-nante de resina, talco, alumina em pó, magnésia em pó, sílica em pó, caulimem pó, pó inorgânico sinterizável, pó de vidro fundível, e as combinaçõesdos mesmos.
Quando os materiais de suporte usados para a estrutura demonólito são materiais à base de cerâmica, o próprio monólito também podeagir como um dissipador de calor para moderar os aumentos da temperaturadurante o ciclo de adsorção e como uma fonte de calor para moderar as di-minuições da temperatura durante o ciclo de regeneração para realçar aindamais a eficiência do ciclo. Além disso, o material à base de cerâmica podecontribuir com a resistência e a estabilidade do monólito.
Em uma modalidade, o monólito em colméia adsorvente é pro-duzido mediante a moldagem de uma mistura de carbono ativado e de mate-rial(is) de suporte acima mencionado(s) na estrutura de monólito. A misturapode ser extrudada na estrutura de monólito tal como descrito nas patentesU.S. n9 5.914.294; 6.171.373; e 6.284.705. Além disso, a mistura pode serformada na estrutura de monólito através de moldagem à pressão tal comodescrito na patente U.S. ne 4.518.704. Depois de ser formada na estrutura demonólito, a mistura pode ser aquecida até uma alta temperatura em uma at-mosfera inerte ou oxidante para formar o produto final. Quando a cerâmica éusada como um aglutinante, o monólito impregnado da invenção tem um re-tardamento de flama e uma dissipação de calor excelentes, o que é vantajosocomo suporte de catalisador para cargas elevadas de catalisador de metal.
Em uma outra modalidade, um monólito em colméia adsorventeé produzido mediante a impregnação ou a deposição do precursor de carbo-no em uma estrutura de monólito feita de material(is) de suporte acima men-cionado(s), a cura e/ou a carbonização do precursor de carbono para formarum revestimento contínuo aderente uniforme de carbono na estrutura demonólito, e finalmente a ativação do carbono tal como descrito nas patentesU.S. ne 5.750.026 e 6.372.289.
Em uma outra modalidade ainda, um monólito em colméia ad-sorvente é produzido mediante a impregnação ou a deposição de carbonoativado em uma estrutura de monólito feita de material(s) de suporte acimamencionado(s). Por exemplo, a patente U.S. ne 4.992.319 descreve um mé-todo para a produção de monólito de carbono ativado mediante a imersão deum papel feito de fibra inorgânica em uma suspensão de carbono ativado empartículas finas e um aglutinante, ou o revestimento da suspensão sobre opapel feito de fibra inorgânica; a secagem do papel de modo que o carbonoativado preencha os espaços vazios entre as fibras no papel; a superposiçãodas folhas do papel preenchido com carbono ativado alternadamente comfolhas corrugadas do mesmo papel; e a união das folhas individuais umas àsoutras com um adesivo para formar uma estrutura de monólito.
Em uma modalidade da presente invenção, um monólito de car-bono ativado é formado, e então impregnado com sais alcalinos. O monólitode carbono ativado é impregnado com uma solução ou uma dispersão de salalcalino em água ou um solvente orgânico tal como um álcool. Quaisquertécnicas de impregnação conhecidas podem ser usadas na presente inven-ção. Estas incluem, mas sem nenhuma limitação, a imersão, a aspersão e ainsuflação. Além disso, o monólito impregnado pode ou não ser completa-mente secado antes de seu uso.
Em uma outra modalidade da presente invenção, o carbono ati-vado é impregnado ou misturado com o sal alcalino, e então moldado naforma de monólito ou depositado na estrutura de monólito.
Em ainda uma outra modalidade da presente invenção, o mate-rial carbonáceo é misturado com o sal alcalino, e então moldado em umaforma de monólito ou depositado na estrutura de monólito, e finalmente ati-vado.O monólito de carbono ativado impregnado da presente inven-ção pode ser regenerado mediante a lavagem do monólito de carbono ativa-do gasto e então a redeposição do composto reativo ao empregar as mes-mas técnicas para a impregnação da formação pós-monólito.
O monólito de carbono ativado impregnado da presente inven-ção foi usado como um adsorvente para a remoção de H2S em uma correntede gás, e o seu desempenho foi comparado àquele dos péletes de carbonoativados impregnados que têm o mesmo agente de impregnação de sal alca-lino e o mesmo nível de carga. A quantidade de H2S removido (em unidadesde libras de H2S removido/pé cúbico de um leito adsorvente) de uma corren-te de gás fluente foi determinada em um analisador de gás Eagle Modelo Ne.72-5103RK-01. A quantidade de H2S removido foi calculada com base nofluxo de ar total através dos leitos até o ponto quando a ruptura completa foiobservada (isto é, 1 ppm de H2S na saída). O teste foi configurado de manei-ra tal que a vazão do gás (em unidades de cfm) era similar quando cada ad-sorvente investigado foi usado. A vazão do ar de entrada era de 6,5 cfm, e aconcentração de H2S de entrada era de 1 ppm. Nessas condições, a veloci-dade através do leito de péletes era de 75 pés/minuto e a velocidade atravésdo monólito era de 450 pés/minuto. Sob essas condições, a queda da pres-são para o monólito era de 4,57 cm (1,8 polegada) de H20/pé de um leitoadsorvente. Isto é equivalente, ou melhor do que, a queda da pressão en-contrada tipicamente nos leitos de péletes, mesmo quando a velocidade dofluxo de ar através do monólito é seis vezes maior. A impregnação do monó-lito e dos péletes foram feitos mediante a imersão em um banho de sal aaltas temperaturas 60 a 71,1°C (140 a 160°F) por 15 minutos até duashoras.
Os monólitos impregnados tinham 4,1 cm (1,6 polegada) dediâmetro e 10,16 cm (4 polegadas) de comprimento, e tinham uma densida-de de célula de 200 - 250 células/polegada quadrada. Quatro delas foramcolocadas em um invólucro, empilhadas verticalmente umas em cima da ou-tras com um espaçamento de 2,54 cm (uma polegada) entre cada monólitopara permitir as medições da pressão e da concentração de H2S. Cada mo-nólito foi fixado com um lacre de anel-0 para impedir o desvio. O invólucrofoi colocado em linha em um aparelho de teste de coluna piloto de H2S. Asconcentrações foram medidas em uma base regular do gás de alimentaçãoe em pontos a jusante de cada elemento do monólito. A umidade relativatambém foi monitorada constantemente.
Os péletes impregnados foram abrigados em uma coluna quetem 10,16 cm (4 polegadas) de diâmetro e 45,7 cm (18 polegadas) de com-primento. As concentrações de H2S foram medidas em uma base regular dogás de alimentação e a intervalos regulares abaixo da profundidade do leito.
A umidade relativa também foi monitorada constantemente.Carbono Ativado Impregnado: Monólito versus Pélete
O monólito de carbono ativado foi impregnado com uma soluçãode Na2CO3 a 10%, que correspondeu a cerca de 7% em peso do sal combase no peso total do monólito impregnado. O pélete de carbono ativado foiimpregnado com uma solução de Na2CO3 a 10%, que correspondeu a cercade 8% em peso do sal com base no peso total do pélete impregnado. A 6,5cfm (que correspondem a uma velocidade de 137,2 m/minuto (450pés/minuto)) e a 1 ppm de H2S, o monólito de carbono ativado impregnadodemonstrou uma capacidade de adsorção de 1,8 kg (4 libras) de H2S/pé cú-bico de um leito adsorvente. Os péletes de carbono ativados impregnados a6,5 cfm (que correspondem a 22,86 m/minuto (75 pés/minuto)) e a 1 ppm deH2S tiveram uma capacidade de adsorção de 1,36 kg (3 libras) de H2S/pécúbico de um leito adsorvente. Além disso, embora a velocidade através domonólito fosse seis vezes a velocidade do leito de carbono ativado de péle-tes, a queda da pressão era mais ou menos equivalente. (Vide a TABELA 1)TABELA 1
Adsorvente de carbono ativado Quantidade de H2S removido (libras/pé cúbico de leito)Pélete impregnado com solução de Na2CO3 a 10% 1,36 kg (3 libras)Monólito impregnado com a solução de Na2CO3 a 10% 1,8 kg (4 libras)Agentes de Impregnação de Sais Alcalinos Diferentes
A capacidade de adsorção do gás H2S foi determinada para omonólito de carbono ativado impregnado com a solução de NaOH a 10% ecomparada àquela do monólito de carbono ativado impregnado com a solu-ção de Na2CO3 a 10%. O monólito impregnado com o sal de NaOH demons-trou uma capacidade de adsorção para um gás H2S de 2,72 kg (6 libras/pécúbico) de um leito adsorvente, ao passo que o monólito impregnado com osal de Na2CO3 demonstrou uma capacidade de adsorção para um gás H2Sde 1,8 kg (4 libras/pé cúbico) do leito adsorvente. (TABELA 2)
TABELA 2
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Níveis diferentes de carga de agente de impregnação de sal alcalino
O monólito de carbono ativado foi impregnado com uma soluçãode Na2CO3 a 20%. A sua capacidade de adsorção para o gás H2S foi medidae comparada àquela do monólito de carbono ativado impregnado com a so-lução de Na2CO3 a 10%. A capacidade de adsorção para o gás H2S aumen-tado com o aumento do nível de carga do agente de impregnação deNa2CO3. Quando a solução de Na2CO3 a 20% foi usada, o monólito de car-bono ativado impregnado demonstrou uma capacidade de adsorção para umgás H2S de 4,08 kg (9 libras/pé cúbico) de um leito de adsorbente, compara-da à capacidade de 4 libras/pé cúbico de um leito adsorvente para o monóli-to impregnado com a solução de Na2CO3 a 10%. (TABELA 3)
TABELA 3
<table>table see original document page 12</column></row><table>Queda da Pressão: Monólito Impregnado versus Pélete Impregnado
As características da queda da pressão do monólito de carbonoativado impregnado foram determinadas e comparadas àquelas do pélete decarbono ativado impregnado que tem o mesmo agente de impregnação desal alcalino e um nível de carga similar. O monólito de carbono ativado im-pregnado com a solução de Na2CO3 a 10% demonstrou uma queda de pres-são de 4,57 cm (1,8 polegada) de H20/pé de um leito adsorvente. Os péletesde carbono ativado impregnados com a solução de Na2CO3 a 10% a umavelocidade equivalente de 137,2 m/minuto (450 pés/minuto) mostraram umaqueda de pressão superior a 50,8 cm (20 polegadas) de H20/pé de um leitoadsorvente. (Figura 1)
Zona de Transferência de Massa: Monólito Impregnado versus Pélete Im-pregnado
A zona de transferência de massa do monólito de carbono ati-vado impregnado foi determinada e comparada àquela do pélete de carbonoativado impregnado que tem o mesmo agente de impregnação de sal alcali-no e um nível de carga similar. Os adsorventes impregnados foram expostosa uma corrente de gás que tem uma velocidade de fluxo de 30,48 m/minuto(100 pés/minuto) e que contém cerca de 500 ppb de gás H2S. O monólito decarbono ativado impregnado com a solução de Na2CO3 a 10% demonstrouuma zona de transferência de massa de 5,08 a 10,16 cm (2 a 4 polegadas).Os péletes de carbono ativado impregnados com a solução de Na2CO3 a10% demonstraram uma zona de transferência de massa de 20,32 a 30,48cm (8 a 12 polegadas). Nessas condições, a queda da pressão para os péle-tes era de 5,08 cm (2,0 polegadas) de H20/pé de leito, e a queda da pressãopara os monólitos era de 0,254 cm (0,1 polegada) de H20/pé de leito. A ca-pacidade de adsorção para o monólito era de 1,95 kg (4,3 libras) de H2S/pécúbico de leito e a capacidade dos péletes era de 0,5 kg (1,1 libra) deH2S/pé cúbico de leito.
Em uma velocidade equivalente, o monólito de carbono ativadoimpregnado da presente invenção demonstrou uma maior capacidade deadsorção com uma zona mais curta de transferência de massa a uma quedade pressão substancialmente mais baixa em comparação aos péletes decarbono ativado impregnados com o mesmo sal alcalino e um nível de cargasimilar. Este resultado é contra-intuitivo, uma vez que um leito de péletes decarbono ativado contém cerca de 70% de material sólido e 30% e de volumevazio aberto, ao passo que o monólito contém cerca de 30% de material só-lido e 70% de volume vazio. Além disso, o trajeto tortuoso do fluxo em umleito de pélete de carbono deve resultar em uma oportunidade maior para ocontato de gás-sólido do que os canais retos não tortuosos encontrados emum monólito em colméia adsorvente. Além disso, a colméia impregnada dainvenção pode ser usada sozinha ou em combinação com outros adsorven-tes para tais aplicações.
A colméia impregnada da presente invenção tem uma alta capa-cidade de adsorção e uma baixa resistência ao fluxo para uma variedade decomponentes gasosos malcheirosos e nocivos. Estes incluem, mas sem ficara eles limitados, compostos que contêm enxofre, tais como o sulfeto de hi-drogênio, o sulfeto de alquila, mercaptanos, o sulfeto de dimetila, o bissulfetode dimetila, e metil mercaptano; amônia; aminas tais como a metilamina, adimetilamina, e a trimetilamina; halogênio gasoso, tal como o bromo, o iodo,o flúor e o cloro; aldeídos tais como o formaldeído e o acetaldeído; óxidos deenxofre (SOx); óxidos de nitrogênio (NOx), ácidos carboxílicos orgânicos,tais como o ácido fórmico, o ácido acético, o ácido propiônico, o ácido butíri-co e o ácido valérico; gases ácidos, tais como o dióxido de enxofre e o clore-to de hidrogênio; ésteres de ácidos orgânicos tais como o acetato de etila eamila; e hidrocarbonetos aromáticos tais como o benzeno, o tolueno, o xile-no, o estireno, o naftaleno e o fenol. Além disso, a colméia impregnada dainvenção pode ser usada sozinha ou em combinação com outros adsorven-tes para tais aplicações.
Os carbonos ativados impregnados da presente invenção têmvários benefícios. Estes incluem, mas sem ficar a eles limitados, uma maiorcapacidade de carga de agente de impregnação que permite uma reduçãosubstancial no tamanho e no peso do leito adsorvente, uma maior capacida-de de remoção e taxa cinética da reação, uma maior acessibilidade do agen-te de impregnação para a reação, uma queda de pressão mais baixa, umcusto de capital e de manutenção reduzido, uma sensibilidade mais baixa aoteor de umidade, maior retardamento da chama e dissipação de calor, maiorresistência e durabilidade, e níveis de poeira mais baixos em comparaçãocom grânulos ou péletes impregnados. Além disso, os monólitos de carbonoativado impregnados da invenção permitem que o ar flua a qualquer ânguloou direção (para cima, para baixo, para os lados) sem o desvio do ar ou umaqueda de pressão desigual normalmente observados quando é usado o car-bono ativado impregnado granular ou em péletes. Em conseqüência disto,os monólitos de carbono ativado impregnados conferem um maior eficiênciade adsorvente e flexibilidade em um desenho de configuração de equipa-mento.
Em aplicações da proteção contra a corrosão usando a configu-ração de leito profundo, a velocidade do leito de monólito de carbono ativadoimpregnado da presente invenção é, à queda de pressão equivalente, atéseis vezes mais alta do que aquela dos grânulos ou dos péletes de carbonoativado impregnados. Além disso, o novo desenho do sistema usando o mo-nólito de carbono ativado impregnado da invenção pode reduzir o capital doequipamento, uma vez que o sistema tem uma área de superfície seis vezesmenor e não requer pós-filtros caros, manutenção, e custos de serviço ge-ralmente requeridos para sistemas convencionais usando grânulos ou péle-tes de carbono ativado impregnados.
O monólito de carbono ativado impregnado da presente inven-ção pode ser usado em várias aplicações. Estas incluem, mas sem ficar aelas limitadas, a purificação de gases e líquidos tais como a remoção deH2S, SO2, etileno, amônia, cloro, e mercaptanos; o hidrotratamento de com-bustíveis; a proteção contra a corrosão; máscaras contra gases; a produçãode compostos químicos desejados, tal como a hidrogenação de óleos dealimentos; e a remoção de gases ácidos e/ou gases malcheirosos das cor-rentes de gases que são comuns em usinas municipais de tratamento dedejetos, fábricas de papel e usinas industriais.
Deve ser compreendido que a descrição acima está relacionadaàs modalidades que são exemplificadoras e explanatórias apenas e não élimitadora da invenção. Quaisquer mudanças e modificações podem ser fei-tas na mesma tal como deve ser aparente aos elementos versados na técni-ca. Tais variações devem ser consideradas dentro do âmbito da invençãocomo definidas nas seguintes reivindicações.

Claims (76)

1. Monólito em colméia adsorvente, que compreende materiaisporosos e pelo menos um sal alcalino do metal, o metal é selecionado emque do grupo IA do metal consistir no grupo, grupo IIA do metal, e as combi-nações dos mesmos e o sal alcalino são selecionadas em que do sal consis-tindo no hidróxido do grupo, sal de carbonato, sal de carbonato de hidrogê-nio, cloretos, brometos, fluoretos, nitratos, sulfatos, cloratos, carboxilatos, eas combinações dos mesmos.
2. Monólito, de acordo com a reivindicação 1, em que o materialporoso compreende pelo menos um material selecionado do grupo que con-siste em carbono ativado, zeólito, alumina, sílica, negro de fumo, aluminossi-licatos, metal sinterizado, zircônia, titânia, e outros óxidos de metais, e ascombinações dos mesmos.
3. Monólito, de acordo com a reivindicação 2, em que um pre-cursor de carbono ativado compreende pelo menos um material selecionadodo grupo que consiste em madeira, madeira em pó, farinha de madeira,Iinters de algodão, turfa, carvão, coco, lignita, carboidratos, piche de petró-leo, coque de petróleo, piche de alcatrão de carvão, caroços de frutas, aspedras de frutas, cascas de castanhas, caroços de castanhas, pó de serra,palma, vegetais tais como casca ou palha de arroz, polímero sintético, polí-mero natural, material lignocelulósico, e as combinações dos mesmos.
4. Monólito, de acordo com a reivindicação 1, em que o sal alca-lino compreende pelo menos um membro selecionado do grupo que consisteem LiOH, NaOH, KOH, Ca(OH)2, Mg(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2, Li2CO3,Na2CO3, K2CO3, CaCO3, MgCO3, LiHCO3, KHCO3, NaHCO3, e as combina-ções dos mesmos.
5. Monólito, de acordo com a reivindicação 1, em que o monólitocompreende uma estrutura selecionada do grupo que consiste em uma col-méia extrudada com passagens de células paralelas, folhas em camadascom passagens paralelas, folhas enroladas em geléia com passagens decélulas paralelas, agregados aglutinados de materiais em partículas comespaços vazios distribuídos aleatoriamente para o fluxo de vapor, e ascombinações dos mesmos.
6. Monólito, de acordo com a reivindicação 1, em que o monólitocompreende uma estrutura que tem canais de fluxo geometricamente uni-formes ou não uniformes de larguras similares, diferentes, ou aleatórias.
7. Monólito, de acordo com a reivindicação 1, que compreendeadicionalmente pelo menos um material de suporte para uma formação ouuma retenção da estrutura de monólito.
8. Monólito, de acordo com a reivindicação 7, em que o materialde suporte compreende pelo menos um membro selecionado do grupo queconsiste em cerâmica, argila, cordierita, fundente, cerâmica de vidro, metal,mulita, papel corrugado, fibras orgânicas, aglutinante de resina, talco, alumi-na em pó, magnésia em pó, sílica em pó, caulim em pó, pó inorgânico sinte-rizável, pó de vidro fundível, e as combinações dos mesmos.
9. Monólito, de acordo com a reivindicação 1, em que uma faixada quantidade do sal alcalino é de cerca de 0,1% a cerca de 40% em pesodo sal com base no peso total do monólito.
10. Monólito, de acordo com a reivindicação 9, em que uma fai-xa da quantidade do sal alcalino é de cerca de 0,1% a cerca de 30% em pe-so do sal com base no peso total do monólito.
11. Monólito, de acordo com a reivindicação 10, em que umafaixa da quantidade do sal alcalino é de cerca de 0,1% a cerca de 20% empeso do sal com base no peso total do monólito.
12. Monólito, de acordo com a reivindicação 1, em que o monóli-to tem uma faixa de densidade de células de 1 célula/polegada quadrada acerca de 1.500 células/polegada quadrada.
13. Monólito, de acordo com a reivindicação 1, em que o monóli-to tem uma faixa de área de superfície de B.E.T. de nitrogênio de cerca de-200 m2/g a cerca de 3.000 m2/g.
14. Monólito, de acordo com a reivindicação 13, em que o monó-Iito tem uma faixa de área de superfície de B.E.T. de nitrogênio de cerca de-600 m2/g a cerca de 2.500 m2/g.
15. Monólito, de acordo com a reivindicação 14, em que o monó-lítò tem uma faixa de área de superfície de B.E.T. de nitrogênio de cerca de 1.000 m2/g a cerca de 1.600 m2/g.
16. Monólito, de acordo com a reivindicação 1, em que um leitoadsorvente que contém o monólito tem uma queda de pressão em uma faixade cerca de 0,02 cm a cerca de 25,40 cm (0,01 a cerca de 10 polegadas) deH20/pé de leito e uma capacidade de adsorção de H2S de pelo menos 1,8kg/m (4 libras/pé cúbico) de leito quando uma velocidade do fluxo de ar atra-vés do leito é de cerca de 137,2 m/min (450 pés/minuto).
17. Monólito, de acordo com a reivindicação 16, em que um leitoadsorvente que contém o monólito tem uma queda de pressão em uma faixade cerca de 0,02 cm a cerca de 12,70 cm (0,01 a cerca de 5 polegadas) deH20/pé de leito e uma capacidade de adsorção de H2S de pelo menos 1,8kg/m (4 libras/pé cúbico) de leito quando uma velocidade do fluxo de ar atra-vés do leito é de cerca de 137,2 m/min (450 pés/minuto).
18. Monólito, de acordo com a reivindicação 17, em que um leitoadsorvente que contém o monólito tem uma queda de pressão em uma faixade cerca de 0,02 cm a cerca de 5,08 cm (0,01 a cerca de 2 polegadas) deH20/pé de leito e uma capacidade de adsorção de H2S de pelo menos 1,8kg/m (4 libras/pé cúbico) de leito quando uma velocidade do fluxo de ar atra-vés do leito é de cerca de 137,2 m/min (450 pés/minuto).
19. Aparelho para tratamento de gás, que inclui uma passagemde gás que se estende de uma entrada de gás a uma saída de gás e umleito adsorvente que contêm o monólito impregnado disposto na passagem,em que o monólito compreende um monólito em colméia adsorvente im-pregnado com pelo menos um sal de metal alcalino, sendo que o metal éselecionado de um metal do grupo IA, um metal do grupo IIA, e as combina-ções dos mesmos, e em que o sal de metal alcalino é hidróxido de metalalcalino, sal de carbonato, sal de carbonato hidrogenado, cloretos, brometos,fluoretos, nitratos, sulfatos, cloratos, carboxilatos, e as combinações dosmesmos.
20. Aparelho, de acordo com a reivindicação 19, em que o mo-nólito poroso compreende pelo menos um material selecionado do grupoque consiste em carbono ativado, zeólito, alumina, sílica, negro de fumo,aluminossilicatos, metal sinterizado, e as combinações dos mesmos.
21. Aparelho, de acordo com a reivindicação 20, em que umprecursor de carbono ativado compreende pelo menos um material selecio-nado do grupo que consiste em madeira, madeira em pó, farinha de madei-ra, Iinters de algodão, turfa, carvão, coco, lignita, carboidratos, piche de pe-tróleo, coque de petróleo, piche de alcatrão de carvão, caroços de frutas, aspedras de frutas, cascas de castanhas, caroços de castanhas, pó de serra,palma, vegetais tais como casca ou palha de arroz, polímero sintético, polí-mero natural, material lignocelulósico, e as combinações dos mesmos.
22. Aparelho, de acordo com a reivindicação 19, em que o salalcalino compreende pelo menos um membro selecionado do grupo queconsiste em LiOH, NaOH, KOH, Ca(OH)2, Mg(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2,Li2CO3, Na2CO3, K2CO3, CaCO3, MgCO3, LiHCO3, KHCO3, NaHCO3, e ascombinações dos mesmos.
23. Aparelho, de acordo com a reivindicação 19, em que o mo-nólito compreende uma estrutura selecionada do grupo que consiste emuma colméia extrudada com passagens de células paralelas, folhas em ca-madas com passagens paralelas, folhas enroladas em geléia com passa-gens de células paralelas, agregados aglutinados de materiais em partículascom espaços vazios distribuídos aleatoriamente para o fluxo de vapor, e ascombinações dos mesmos.
24. Aparelho, de acordo com a reivindicação 19, em que o mo-nólito compreende uma estrutura que tem canais de fluxo geometricamenteuniformes ou não uniformes de larguras similares, diferentes, ou aleatórias.
25. Aparelho, de acordo com a reivindicação 19, em que o mo-nólito compreende adicionalmente pelo menos um material de suporte parauma formação ou retenção da estrutura de monólito.
26. Aparelho, de acordo com a reivindicação 25, em que o mate-rial de suporte compreende pelo menos um membro selecionado do grupoque consiste em cerâmica, argila, cordierita, fundente, cerâmica de vidro,metal, mulita, papel corrugado, fibras orgânicas, aglutinante de resina, talco,alumina em pó, magnésia em pó, sílica em pó, caulim em pó, pó inorgânicosinterizável, pó de vidro fundível, e as combinações dos mesmos.
27. Aparelho, de acordo com a reivindicação 19, em que umafaixa da quantidade do sal alcalino é de cerca de 0,1% a cerca de 40% empeso do sal de metal com base no peso total do monólito.
28. Aparelho, de acordo com a reivindicação 27, em que umafaixa da quantidade do sal alcalino é de cerca de 0,1% a cerca de 30% empeso do sal de metal com base no peso total do monólito.
29. Aparelho, de acordo com a reivindicação 28, em que umafaixa da quantidade do sal alcalino é de cerca de 0,1% a cerca de 20% empeso do sal de metal com base no peso total do monólito.
30. Aparelho, de acordo com a reivindicação 19, em que o mo-nólito tem uma faixa de densidade de célula de 1 célula/polegada quadradaa cerca de 1.500 células/polegada quadrada.
31. Aparelho, de acordo com a reivindicação 19, em que o mo-nólito tem uma faixa de área de superfície de B.E.T. de nitrogênio de cercade 200 m2/g a cerca de 3.000 m2/g.
32. Aparelho, de acordo com a reivindicação 31, em que o mo-nólito tem uma faixa de área de superfície de B.E.T. de nitrogênio de cercade 600 m2/g a cerca de 2.500 m2/g.
33. Aparelho, de acordo com a reivindicação 32, em que o mo-nólito tem uma faixa de área de superfície de B.E.T. de nitrogênio de cercade 1.000 m2/g a cerca de 1.600 m2/g.
34. Aparelho, de acordo com a reivindicação 19, em que o leitoadsorvente tem uma queda de pressão em uma faixa de cerca de 0,02 cm acerca de 25,40 cm (0,01 a cerca de 10 polegadas) de H20/pé de leito e umacapacidade de adsorção de H2S de pelo menos 1,8 kg/m (4 libras/pé cúbico)de leito quando uma velocidade do fluxo de ar através do leito é de cerca de 137,2 m/min (450 pés/minuto).
35. Aparelho, de acordo com a reivindicação 34, em que o leitoadsorvente tem uma queda de pressão em uma faixa de cerca de 0,02 cm acerca de 12,70 cm (0,01 a cerca de 5 polegadas) de H20/pé de leito e uma •capacidade de adsorção de H2S de pelo menos 1,8 kg/m (4 libras/pé cúbico)de leito quando uma velocidade do fluxo de ar através do leito é de cerca de-137,2 m/min (450 pés/minuto).
36. Aparelho, de acordo com a reivindicação 35, em que o leitoadsorvente tem uma gota de pressão em uma faixa de cerca de 0,02 cm acerca de 5,08 cm (0,01 a cerca de 2 polegadas) de H20/pé de leito e umacapacidade do adsorção de H2S de pelo menos 1,8 kg/m (4 libras/pé cúbico)de leito quando uma velocidade do fluxo de ar através do leito é de cerca de-137,2 m/min (450 pés/minuto).
37. Aparelho, de acordo com a reivindicação 19, em que o gáscompreende pelo menos um membro selecionado do grupo que consiste emsulfeto de hidrogênio, sulfeto de alquila, mercaptanas, sulfeto de dimetila,bissulfeto de dimetila, metil mercaptana, amônia, aminas, bromo, iodo, flúor,cloro, aldeídos, óxidos de enxofre (SOx), óxidos de nitrogênio (NOx), ácidocarboxílico orgânico, gás ácido, cloreto de hidrogênio, brometo de hidrogê-nio, fluoreto de hidrogênio, dióxido de enxofre, BCI3, BF3, AsCI3, PCI3, PF3,GeF4, AsF5, SiF4, SiBr4, COF2, ésteres de ácido orgânico, hidrocarbonetoaromático, e as combinações dos mesmos.
38. Método para o tratamento de gás, que inclui uma etapa decolocação do gás tratado em contato com monólito impregnado que com-preende monólito poroso e pelo menos um sal de metal alcalino, em que ometal é selecionado do grupo que consiste em um metal do grupo IA, ummetal grupo IIA1 e as combinações dos mesmos, em que o sal alcalino é pe-lo menos um membro selecionado do grupo que consiste em sal de hidróxi-do, sal de carbonato, sal de carbonato hidrogenado, cloretos, brometos, fluo-retos, nitratos, sulfatos, cloratos, carboxilatos, e as combinações dos mesmos.
39. Método, de acordo com a reivindicação 38, em que o monóli-to poroso compreende pelo menos um material selecionado do grupo queconsiste em carbono ativado, zeólito, alumina, sílica, negro de fumo, alumi-nossilicatos, metal sinterizado, e as combinações dos mesmos.
40. Método, de acordo com a reivindicação 39, em que um pre-cursor de carbono ativado compreende pelo menos um material selecionadodo grupo que consiste em madeira, madeira em pó, farinha de madeira, Iin-ters de algodão, turfa, carvão, coco, lignita, carboidratos, piche de petróleo,coque de petróleo, piche de alcatrão de carvão, caroços de frutas, as pedrasde frutas, cascas de castanhas, caroços de castanhas, pó de serra, palma,vegetais tais como casca ou palha de arroz, polímero sintético, polímero na-tural, material lignocelulósico, e as combinações dos mesmos.
41. Método, de acordo com a reivindicação 38, em que o sal al-calino compreende pelo menos um membro selecionado do grupo que con-siste em LiOH, NaOH, KOH, Ca(OH)2, Mg(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2, Li2CO3,Na2CO3, K2CO3, CaCO3, MgCO3, LiHCO3, KHCO3, NaHCO3, e as combina-ções dos mesmos.
42. Método, de acordo com a reivindicação 38, em que o monóli-to compreende uma estrutura selecionada do grupo que consiste em umacolméia extrudada com passagens de células paralelas, folhas em camadascom passagens paralelas, folhas enroladas em geléia com passagens decélulas paralelas, agregados aglutinados de materiais em partículas comespaços vazios distribuídos aleatoriamente para o fluxo de vapor, e as com-binações dos mesmos.
43. Método, de acordo com a reivindicação 38, em que o monóli-to compreende uma estrutura que tem canais de fluxo geometricamente uni-formes ou não uniformes similares, diferentes, ou aleatórias.
44. Método, de acordo com a reivindicação 38, em que o monóli-to compreende adicionalmente pelo menos um material de suporte para umaformação ou retenção da estrutura de monólito.45. Método, de acordo com areivindicação 44, em que o material de suporte compreende pelo menos ummembro selecionado do grupo que consiste em cerâmica, argila, cordierita,fundente, cerâmica de vidro, metal, mulita, papel corrugado, fibras orgânicas,aglutinante de resina, talco, alumina em pó, magnésia em pó, sílica em pó,caulim em pó, pó inorgânico sinterizável, pó de vidro fundível, e as combina-ções dos mesmos.
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46. Método, de acordo com a reivindicação 38, em que uma fai-xa da quantidade do sal alcalino é de cerca de 0,1% a cerca de 40% em pe-so do sal de metal com base no peso total do monólito.
47. Método, de acordo com a reivindicação 46, em que uma fai-xa da quantidade do sal alcalino é de cerca de 0,1 % a cerca de 30% em pe-so do sal de metal com base no peso total do monólito.
48. Método, de acordo com a reivindicação 47, em que uma fai-xa da quantidade do sal alcalino é de cerca de 0,1% a cerca de 20% em pe-so do sal de metal com base no peso total do monólito.
49. Método, de acordo com a reivindicação 38, em que o monóli-to tem uma faixa de densidade de célula de 1 célula/polegada quadrada acerca de 1.500 células/polegada quadrada.
50. Método, de acordo com a reivindicação 38, em que o monóli-to tem uma faixa de área de superfície de B.E.T. de nitrogênio de cerca de-200 m2/g a cerca de 3.000 m2/g.
51. Método, de acordo com a reivindicação 50, em que o monóli-to tem uma faixa de área de superfície de B.E.T. de nitrogênio de cerca de-600 m2/g a cerca de 2.500 m2/g.
52. Método, de acordo com a reivindicação 51, em que o monóli-to tem uma faixa de área de superfície de B.E.T. de nitrogênio de cerca de-1.000 m2/g a cerca de 1.600 m2/g.
53. Método, de acordo com a reivindicação 38, em que um leitoadsorvente que contém o monólito tem uma queda de pressão em uma faixade cerca de 0,02 cm a cerca de 25,40 cm (0,01 a cerca de 10 polegadas) deH20/pé de leito e uma capacidade de adsorção de H2S de pelo menos 1,8kg/m (4 libras/pé cúbico) de leito quando uma velocidade do fluxo de ar atra-vés do leito é de cerca de 137,2 m/min (450 pés/minuto).
54. Método, de acordo com a reivindicação 53, em que um leitoadsorvente que contém o monólito tem uma queda de pressão em uma faixade cerca de 0,02 cm a cerca de 12,70 cm (0,01 a cerca de 5 polegadas)deH20/pé de leito e uma capacidade de adsorção de H2S de pelo menos 1,8kg/m (4 libras/pé cúbico) de leito quando uma velocidade do fluxo de ar atra-vés do leito é de cerca de 137,2 m/min (450 pés/minuto).
55. Método, de acordo com a reivindicação 54, em que um leitoadsorvente que contém o monólito tem uma queda de pressão em uma faixade cerca de 0,02 cm a cerca de 5,08 cm (0,01 a cerca de 2 polegadas)deH20/pé de leito e uma capacidade de adsorção de H2S de pelo menos 1,8kg/m (4 libras/pé cúbico) de leito quando uma velocidade do fluxo de ar atra-vés do leito é de cerca de 137,2 m/min (450 pés/minuto).
56. Método, de acordo com a reivindicação 38, em que o gáscompreende pelo menos um membro selecionado do grupo que consiste emsulfeto de hidrogênio, sulfeto de alquila, mercaptanas, sulfeto de dimetila,bissulfeto de dimetila, metil mercaptana, amônia, aminas, bromo, iodo, flúor,cloro, aldeídos, óxidos de enxofre (SOx), óxidos de nitrogênio (NOx), ácidocarboxílico orgânico, gás ácido, cloreto de hidrogênio, brometo de hidrogê-nio, fluoreto de hidrogênio, dióxido de enxofre, BCI3, BF3, AsCI3, PCI3, PF3,GeF4, AsF5, SiF4, SiBr4, COF2, ésteres de ácido orgânico, hidrocarbonetoaromático, e as combinações dos mesmos.
57. Monólito poroso, que compreende material poroso e pelomenos um produto químico selecionado do grupo que consiste em Rankinite,Rankinite A, prata, mercúrio, ácido iódico, wetlerita, e as combinações dosmesmos.
58. Monólito, de acordo com a reivindicação 57, em que a wetle-rita compreende pelo menos um membro selecionado do grupo que consisteem wetlerita do tipo A, tipo B, tipo AS, tipo D, tipo A impregnado com hexa-mina, tipo A impregnado com tiocianato de sódio, tipo ASM, tipo ASV, tipoASMT, tipo ASC, tipo ASCM, tipo ASVT, tipo ASC-1, tipo Barnebey-Cheney,tipo ASCP, tipo ASCPi, tipo E11, tipo PCI, tipo ASZM, tipo ASZM-TEDA, tipoASC-TEDA, e as combinações dos mesmos.
59. Monólito, de acordo com a reivindicação 57, em que o mate-rial poroso compreende pelo menos um material selecionado do grupo queconsiste em carbono ativado, zeólito, alumina, sílica, negro de fumo, alumi-nossilicatos, metal sinterizado, e as combinações dos mesmos.
60. Monólito, de acordo com a reivindicação 58, em que um pre-cursor de carbono ativado compreende pelo menos um material selecionadodo grupo que consiste em madeira, madeira em pó, farinha de madeira, Iin-ters de algodão, turfa, carvão, coco, lignita, carboidratos, piche de petróleo,coque de petróleo, piche de alcatrão de carvão, caroços de frutas, as pedrasde frutas, cascas de castanhas, caroços de castanhas, pó de serra, palma,vegetais tais como casca ou palha de arroz, polímero sintético, polímero na-tural, material lignocelulósico, e as combinações dos mesmos.
61. Monólito, de acordo com a reivindicação 57, que compreen-de adicionalmente pelo menos um material de suporte para uma formaçãoou retenção da estrutura de monólito.
62. Monólito, de acordo com a reivindicação 61, em que o mate-rial de suporte compreendem pelo menos um membro selecionado do grupoque consiste em cerâmica, argila, cordierita, fundente, cerâmica de vidro,metal, mulita, papel corrugado, fibras orgânicas, aglutinante de resina, talco,alumina em pó, magnésia em pó, sílica em pó, caulim em pó, pó inorgânicosinterizável, pó de vidro fundível, e as combinações dos mesmos.
63. Aparelho para tratamento de gás, que inclui uma passagemde gás que se estende de uma entrada de gás a uma saída de gás e umleito adsorvente que contém o monólito impregnado disposto na passagem,em que o monólito compreende um monólito poroso e pelo menos um produ-to químico selecionado do grupo que consiste em Rankinite, Rankinite A,prata, mercúrio, ácido iódico, wetlerita, e as combinações dos mesmos.
64. Aparelho, de acordo com a reivindicação 63, em que a we-tlerita compreende pelo menos um membro selecionado do grupo que con-siste em wetlerita do tipo A, tipo B, tipo AS, tipo D, tipo A impregnado comhexamina, tipo A impregnado com tiocianato de sódio, tipo ASM, tipo ASV,tipo ASMT, tipo ASC, tipo ASCM, tipo ASVT, tipo ASC-1, tipo Barnebey-Cheney, tipo ASCP, tipo ASCPi, tipo E11, tipo PCI, tipo ASZM, tipo ASZM-TEDA, tipo ASC-TEDA, e as combinações dos mesmos.
65. Aparelho, de acordo com a reivindicação 63, em que o mate-rial poroso compreende pelo menos um material selecionado do grupo queconsiste em carbono ativado, zeólito, alumina, sílica, negro de fumo, alumi-nossilicatos, metal sinterizado, e as combinações dos mesmos.
66. Aparelho, de acordo com a reivindicação 65, em que umprecursor de carbono ativado compreende pelo menos um material selecio-nado do grupo que consiste em madeira, madeira em pó, farinha de madei-ra, Iinters de algodão, turfa, carvão, coco, lignita, carboidratos, piche de pe-tróleo, coque de petróleo, piche de alcatrão de carvão, caroços de frutas, aspedras de frutas, cascas de castanhas, caroços de castanhas, pó de serra,palma, vegetais tais como casca ou palha de arroz, polímero sintético, polí-mero natural, material lignocelulósico, e as combinações dos mesmos.
67. Aparelho, de acordo com a reivindicação 63, que compreen-de adicionalmente pelo menos um material de suporte para uma formaçãoou retenção da estrutura de monólito.
68. Aparelho, de acordo com a reivindicação 67, em que o mate-rial de suporte compreendem pelo menos um membro selecionado do grupoque consiste em cerâmica, argila, cordierita, fundente, cerâmica de vidro,metal, mulita, papel corrugado, fibras orgânicas, aglutinante de resina, talco,alumina em pó, magnésia em pó, sílica em pó, caulim em pó, pó inorgânicosinterizável, pó de vidro fundível, e as combinações dos mesmos.
69. Aparelho, de acordo com a reivindicação 63, em que o gáscompreende pelo menos um membro selecionado do grupo que consiste emcloretos de acila, aminas, amônia, arsina, monóxido de carbono, cloropicrina,cloreto de cianogênio, cianeto de hidrogênio, fluoreto, flurofosfato, gás demostarda, dióxido de nitrogênio, fosgênio, dióxido de enxofre, saran, VX,DMMP, e as combinações dos mesmos.
70. Método de tratamento de gás, que inclui uma etapa de colo-cação do gás tratado em contato com monólitos impregnados que compre-endem um monólito poroso e pelo menos um produto químico selecionadodo grupo que consiste em Rankinite, Rankinite A, prata, mercúrio, ácido iódi-co, wetlerita, e as combinações dos mesmos.
71. Método, de acordo com a reivindicação 70, em que a wetleri-ta compreende pelo menos um membro selecionado do grupo que consisteem wetlerita do tipo A, tipo B, tipo AS, tipo D, tipo A impregnado com hexa-mina, tipo A impregnado com tiocianato de sódio, tipo ASM, tipo ASV, tipoASMT, tipo ASC1 tipo ASCM1 tipo ASVT, tipo ASC-1, tipo Barnebey-Cheney1tipo ASCP, tipo ASCPi1 tipo E11, tipo PCI, tipo ASZM, tipo ASZM-TEDA, tipoASC-TEDA, e as combinações dos mesmos.
72. Método, de acordo com a reivindicação 70, em que o mate-rial poroso compreende pelo menos um material selecionado do grupo queconsiste em carbono ativado, zeólito, alumina, sílica, negro de fumo, alumi-nossilicatos, metal sinterizado, e as combinações dos mesmos.
73. Método, de acordo com a reivindicação 71, em que um pre-cursor de carbono ativado compreende pelo menos um material selecionadodo grupo que consiste em madeira, madeira em pó, farinha de madeira, Iin-ters de algodão, turfa, carvão, coco, lignita, carboidratos, piche de petróleo,coque de petróleo, piche de alcatrão de carvão, caroços de frutas, as pedrasde frutas, cascas de castanhas, caroços de castanhas, pó de serra, palma,vegetais tais como casca ou palha de arroz, polímero sintético, polímero na-tural, material lignocelulósico, e as combinações dos mesmos.
74. Método, de acordo com a reivindicação 70, que compreendeadicionalmente pelo menos um material de suporte para uma formação ouretenção da estrutura de monólito.
75. Método, de acordo com a reivindicação 74, em que o mate-rial de suporte compreendem pelo menos um membro selecionado do grupoque consiste em cerâmica, argila, cordierita, fundente, cerâmica de vidro,metal, mulita, papel corrugado, fibras orgânicas, aglutinante de resina, talco,alumina em pó, magnésia em pó, sílica em pó, caulim em pó, pó inorgânicosinterizável, pó de vidro fundível, e as combinações dos mesmos.
76. Método, de acordo com a reivindicação 70, em que o gáscompreende pelo menos um membro selecionado do grupo que consiste emcloretos de acila, aminas, amônia, arsina, monóxido de carbono, cloropicrina,cloreto de cianogênio, cianeto de hidrogênio, fluoreto, flurofosfato, gás demostarda, dióxido de nitrogênio, fosgênio, dióxido de enxofre, saran, VX,DMMP, e as combinações dos mesmos.
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