Импрегнированный осушитель и способ его получения

 

Изобретение касается получения осушителей воздуха, применяемых в противогазовой технике, в частности в фильтрующих самоспасателях, в системах осушки СОа-лазеров. Для повышения динамической активности осушителя в условиях многоЦйкловой работы, степени ее использования , увеличения кинетики сорбции, ускорения процесса получения используют импрегнированный осушитель, содержащий галогенид щелочного или щелочноземельного металла, а в качестве носителя - мезопористый сорбент с удельной поверхностью 90-200 м /г на основе аэросила и полиакриламида. при следующем соотношении компонентов, мас.%: аэросил 51-76, полиакриламид 3-12, галогенид щелочного или щелочноземельного металла 20-40. Импрегнированный осушитель получают путем смешения полиакриламида 5-15мас.% и аэросила 85-95 мае. % с удельной поверхностью 100-200 м2/г, грануляции, термообработки при 160-180°С в течение 2-4 ч, пропитки раствором галогенидов щелочных или щелочно-земельных металлов. Объем пропитывающего раствора берут равным объему пор сорбента с последующей сушкой . Импрегнированный осушитель имеет высокие емкостные свойства и улучшенную кинетику при многоцикловой работе. Способ получения осушителя менее длительный , чем известный, за счет сокращения времени впитывания соли. 2 с.п. ф-лы. 2 табл. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В О1 D 53/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ,И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1ЙИЮ,"М0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4659847/26 (22) 07.03.89 (46) 23.06.91. Бюл. hk 23 (71) Ленинградский технологический институт им.Ленсовета (72) О.Э.Бабкин, Г,К.Ивахнюк и Н.Ф.Федоров (53) 66.074.31 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 566616, кл. В 01 О 53/26, 1978. (54) ИМПРЕГНИРОВАННЫЙ ОСУШИТЕЛЬ

И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ (57) Изобретение касается получения осушителей воздуха, применяемых в противогазовой технике, в частности в фильтрующих слмоспасателях, в системах осушки СО2-лазеров. Для повышения динамической активности осушителя в условиях многоЦикловой работы, степени ее использования, увеличения кинетики сорбции, ускорения процесса получения используют импрегнированный осушитель, содержащий галогенид щелочного или щелочнозеИзобретение относится к составам и способам получения осушителей воздуха, применяемых в противогазовой технике, в частности .в фильтрующих самоспасателях, в системах осушки COz-лазеров.

Целью изобретения является увеличение динамической активности осушителя в условиях многоцикловой работы, Пример 1. 90 г аэросила с удельной поверхностью 150 м /г смешивают со 100 г

10 -ного водного раствора полиакриламида — ПАА (107, ПАА и 907, аэросила), грану„„ Ж„„1657219 А1 мельного металла, а в качестве носителя— мезопористый со0бент с удельной поверхностью 90 — 200 м /г на основе аэросила и, полиакриламида, при следующем соотношении компонентов, мас,ф>. аэросил 51-76, полиакриламид 3 — 12, галогенид щелочного или щелочноземельного металла 20 — 40. Импрегнированный осушитель получают путем смешения полиакриламида 5-15мас. ф и аэросила 85-95 мас, с удельной поверхностью 100-200 м /г, грануляции, термообработки при 160 — 180 С в течение 2 — 4 ч, пропитки раствором галогенидов щелочных или щелочно-земельных металлов. Обьем пропитывающего раствора берут равным объему пор сорбента с последующей сушкой. Импрегнированный осушитель имеет высокие емкостные свойства и улучшенную кинетику при многоцикловой работе. Способ получения осушителя менее длительный, чем известный, за счет сокращения времени впитывания соли. 2 с.п. ф-лы, 2 табл. лируют на шнековом грануляторе. диаметр гранул 2 мм, термообрабатывают при 160 С в течение 4 ч.

Определяют влагоемкость по стандартной методике, Она равна 1,0 см /г. Удельэ ную поверхность полученного носителя определяют методом тепловой десорбции аргона. Она равна 150 м2/г. По стандартной методике определяют механическую прочность на истирание. Она равна 78 (. Затем

50 r гранул заливают 50 см 40 -ного рас3 твора хлористого лития (плотность раствора

1657219

1,254 г/смэ) и сушат при 150ОС в течение 1 ч. Полученный осушитель содержит 28,57

I ICI, 64,3 аэросила и 7,27ь ПАА.

Полученный образец испытывают с гопколитовой шихтой, начальная концентрация окиси углерода 6,2 мг/л, конечная (проскоковая) 0,25 мг/л, относительная влажность воздуха 907ь при 20i3 С. Скорость пульсирующего потока 30 л/мин, Затем полученный осушитель подвергают 10 циклам сорбции-десорбции паров (десорбция — нагревание до 150 — 160 С и выдерживание в течение 1 ч) и вновь испытывают с гопколитовой шихтой.

Результаты синтеза и исследования свойств осушителя приведены в табл.1.

Как видно иэ табл.1, при содержании в осушителе ПАА менее 3 мас.$ (пример 8) уменьшается механическая прочность осушителя, при содержании более 12 мас.7ь (пример 9) уменьшается емкость (падает динамическая активность осушителя) и кинетика сорбции ((уменьшается).

При содержании азросила в осушителе более 767ь (пример 6) уменьшается механическая прочность, при содержании аэросила менее 51мас. 7ь (пример 19) уменьшается динамическая активность и кинетика сорбции (g — степень использования динамической емкости снижается до 0,45).

При содержании галогенида щелочного или щелочно-земельного металла более

40;ь (пример 15) осушитель невозможно использовать для многоцикловой работы, происходит вымывание раствора из пористой структуры на поверхность и оплывание зерна. При содержании галогенида щелочного или щелочноземельного металла менее

20 мас. (пример 16) уменьшается динамическая активность.

Увеличение удельной поверхности носителя > 200 м /r (пример 6) приводит к невозможности его использования при многоцикловой работе. Уменьшение удельной повеохности носителя осушителя (меньше

90 м /г) приводит к ухудшению кинетики сорбции паров воды и динамической активности (пример 5).

Процентное содержание компонентов носителя осушителя определяется его механической прочностью (примеры 4 и 8) и достаточной удельной поверхностью носителя (примеры 9 и 16).

Уменьшение удельной поверхности аэросила(менее 100 м /г) приводит к уменьшению удельной поверхности носителя осушителя (пример 5), что приводит в итоге к ухудшению кинетики сорбции и динамической активности. Увеличение удельной по5

50 верхности аэросила (более 200 м /r) приво2 дит к увеличению удельной поверхности носителя (более 200 м /r, пример 7), и в итоге к невозможности использования полученного осушителя в условиях многоцикловой работы.

При термообработке гранул носителя при температуре менее 160 С (пример 10) образец невозможно испольэовать при многоцикловой работе иэ-за того, что он оплывает.

Термообработка носителя при более

180 С (пример 11) снижает механическую прочность на истирание и уменьшает динамическую активность.

Снижение термообработки менее 2 ч (пример 12) приводит к ухудшению работы осушителя при MHorоцикловой работе, увеличение(более 4 ч) практически не влияет на свойства осушителя, а только увеличивает время его изготовления.

Изменение соотношения обьем пор: обьем пропитывающего раствора в большую или меньшую сторону от единицы ухудшает динамическую активность и не позволяет использовать во многоцикловой работе.

Характеристики качества поглотителей приведены в табл.2.

Таким образом, предлагаемый осушитель по сравнению с известным имеет более высокие емкостные свойства (e 1,3 раза) и лучшую кинетику при многоцикловой работе. Кроме того, значительно упрощается и сокращается процесс приготовления, так как использование гидрофильного носителя для получения предлагаемого импрегнированного осушителя, имеющего высокое сродство к воде, позволяет существенно сократить время пропитки носителя. Этот процесс идет мгновенно, а в известном способе длится 15 мин. Кроме того, использование меэопористого носителя с узким расп ределекием пор, а именно такой пористой структурой обладают получаемые носители, позволяет проводить пропитку не в две стадии, а в одну, где обмен пропитывающего раствора берут равным объему пор носителя осушителя.

Формула изобретения

1. Импрегнированный осушитель. состоящий иэ носителя и галогенида щелочного или щелочноземельного металла, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения динамической активности осушителя в условиях многоцикловой работы, в качестве носителя он содержит мезопористый сорбент на основе аэросила и полиакриламида с удельной поверхностью 90 — 200 м /r npu

1657219 следующем соотношении компонентов, мас.7ь:

Аэросил 51-76

Полиакриламид с удельной поверхностью 90-200 м /г

Галогенид щелочного или щелочноземельного металла 20-40

2, Способ получения импрегнированного осушителя, включающий приготовление носителя и его пропитку раствором галогенида щелочного или щелочноземельного металла и сушку, о т л и ч в ю шийся тем, что, с целью повышения динамической активности осушителя в условиях многоцикло5 вой работы, носитель готовят путем смешения 5 — 15 мас.ф, полиакриламида и

85 — 95 мас.$ аэросила с удельной поверхностью 100-200 м /г с последующей грануляцией и термообработкой при 160-180ОС в

10 течение 2-4 ч, при этом объем пропитывающего раствора берут равным обьему пор носителя, после чего носитель сушат, 3 — 12

Таблицами

Взросло IllA Соль

1 !

6»бото»° ее»&О иттто

a&tea

tt /а&ье» тонро со»т

1»осс»

Ви тое»° ость. то, с» /т

lama»тааat»»aa лоб&о»о ° ее tact&a

)тело

S77 юс.тель.

» /г мтоесоо итоои оос

10 О»&сорбOtto&a

»» л

T е»еесоол

° ттро

° )ото&&о

1 06

44,3 7,2 26.5

46,6 12.0 20;О

S69 30 36!

56.9 ),1 36,0

\.iCl

0,15

100

)Ь

I 50

1&0 4

I ВО 2

1 10 )

160 2 !

ЬО 4

1 150 90

2 200 65

1 100 9\

4 100 95

166

С&СI, LIat

О, 75 !ОЬ

О,73 109

0,90

ВО

2 CO

I 15

13.52 LIClt

6&.$) Liat

6,7) 113

7$

$7,0 3,0 40.0

74, ° 3,2 20,о

46, O 12, О 20,6

$9.5 2,$ )Ь,О

Liat

0,56

0,75

0,73

О, 46

3 90

Сосl, 1),12 LICI °

В&,52 liat

&любо т

220

Ь 200 9Ь

1 220 65

В 100 9Ь

IS . 22O

l)0

I 05

1&0

LiCl!

1 21

1 i CI

150

150

Ь) LiC1

I$0

О,Ь5

190

100

11Cl

I,S

150

I ВО

100

1 iCI

10

150

1 &0

I OS

Liat

1&0

/В

l. i C l

1,00

Виве&от

L Сl

I,C0

l4O

150! °

liCl

0,9/!

I,1/1

1,00

ISO

)В

IЬО

1iC1!

ЬО

1 ° 150

0.90

1&0

19 100 64

20 200 OS

100

etc i

О. 90

I&О

200

Таблица 2

Составитель Е, Корниенко

Редактор О. Головач Техред М.Моргентал Корректор Т. Колб

Заказ 1675 Тираж 445 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101

9 150 Ь4

t0 150 90

I l I S0 90

12 150 90

1) 150 90

14 100 9$

15 150 90

14 150 90

17 150 90

60 I, 0$

60 1,05

ВО 0. 96

30 1,20

79 0,96

5Ь 1,06

60 0,00

76 1,00

ЬО 1,00

)В 1,00

76 I,ОО

ВО . 1,05

Ь),2 !2, ° 26 0

44,3 7,2 26.5

443 72 2 ° S

44,3 7.2 26,5

64,) 7,2 26.5

74,0 4,0 20,0

$2,2 S, ° 43,0

)),4 6.2 16.0

44,) ),7 I °,5 а4.3 7.2 26,$

30,4 9,4 40 О

51,О 9.0 46,0

O,Ь3

0,75

О, 14

О, ВЭ

a,1l

0.46 о, а6

О 4S

O,7l