Фильтрующий материал

 

Изобретение относится к очистке газовых сред от механических и химических примесей; Целью изобретения является повышение эффективности очистки от химических примесей и снижение гидравлического сопротивления. Цель достигается применением фильтрующего трехслойного материала, включающего слой из отходов производства полиакрилонитрильного волокна с удельной поверхностью 120-140 м^/г, нетканый материал из активированного углеродного волокна со степенью обгара 60- 65% и слой из отходов производства полиэфирного волокна при общей высоте фильтрующего слоя 0,35-0,45 м и соотношении слоев соответственно, об.%: (58,0- 67,5);

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4784384/26 (22) 17.01.90 (46) 30.01.92. Бюл. М 4 (71) Ленинградский институт текстильной и легкой промышленности им. С.M.Êèðîâà (72) B,Ñ.×ónàëoa, Л.В.Костылева, Л.Я.Терещенко, Н.К.Музыченко, Л.И,Фридман, M.Ä.Ãëóç, А.И.Кузнецов и А,Е,Доронин (53) 66.067 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР .

hh 1440530, кл. В 01 D 39/20, 1988. (54) ФИЛЬТРУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ (57) Изобретение относится к очистке газовых сред от механических и химических примесей; Целью изобретения является повышение эффективности очистки от химиИзобретение касается очистки газовых сред и может быть использовано при изготовленйи сорбцион но-фильтрующих элементов фильтров в различных отраслях народного хозяйства, в частности в производстве азотной кислоты.

Целью изобретения является повышение эффективности очистки тонкодисперсных газовых - смесей, в частности атмосферного воздуха, от химических примесей и снижение гидравлического сопротивления фильтрующего материала, Цель достигается использованием фильтрующего материала, содержащего в качестве верхнего и нижнего слоев соответственно процесс из отходов производства

ПАН-волокна с удельной поверхностью

120-140 м /r и прочес из отходов производ2 ства полиэфирного волокна, а в качестве,.> !Ы- 1 70839 1 A l (и)ю В 01 0 39/00, 39/16, 53/02 ческих примесей и снижение гидравлического сопротивления. Цель достигается применением фильтрующего трехслойного материала, включающего слой из отходов производства полиакрилонитрильного волокна с удельной поверхностью 120 — 140 м /г, 2 нетканый материал из активированного углеродного волокна со степенью абгара 60657; и слой из отходов производства полиэфирного волокна при общей высоте фильтрующего слоя 0,35-0,45 м и соотношении слоев соответственно, об,$: (58,067,5):(0,4-0,6):(41,6-31,9). В сравнении с прототипом эффективность очистки от химических примесей увеличилась в 3-4 раза, а гидравлическое сопротивление снизилось в 2 раза. 3 табл. углеродсодержащего сорбента — нетканый материал из активированного углеродного волокна (АУВ) со степенью обгара 60 — 65$, причем общая высота фильтрующего слоя

0,35-0,45 м при соотношении слоев, считая сверху, соответственно, об. ; 58,067,5:0,4 — 0,6:41,6 — 31,9.

Экспериментальные данные по эффективности очистки воздуха на материале представлены в примерах и в табл. 2,3. Все образцы испытаны на лабораторном стенде, включающем фильтровальный аппарат с площадью фильтрования 1 м2; содержащий горизонтальную опорную решетку,на которую помещен фильтрующий материал. Запыленный воздух со скоростью 0,45 м/с вводится в аппарат сверху. Воздух забирали с промплощадки "лреповецкого азотнотукового завода и в течение года он имел сред3

1708391 ний состав, %: Fe 21,88; Са 14,45; Si 2,3; Nl следы; Мп 0,19; Cr следы; Mg 2,04; Al 1,59; С

57,55, при общей запыленности в течение года 0,1 — 2,5 мг/м . Кроме того, в воздухе з присутствовали. химические примеси, мг/м: соединения серы Π— 4; фосфора 0,020,47. Содержание механических примесей до и после фильтра определяли с помощью счетчика аэрозольных частиц АЗ-6, а химических — фотоколориметрическим методом, Фракционный состав атмосферного воздуха на промплощадке Череповецкого аэотнотукового завода, измеренный в разное время года, приведен в табл, 1, В описании приведена суммарная эффективность очистки от механических примесей, рассчитанная с учетом фракционной очистки и фракционного состава по извест.ной формуле, Приведенные значения эффективности очистки как по механическим, так и по химическим примесям — есть средняя величина . между эффективностями на чистом и запыленном до 1000 Па фильтре.

Пример 1 (прототип), В качестве фильтрующего материала используют материал, включающий последовательно чередующиеся слои из ПТФЭМ и АУВ, причем верхний и нижний слои из ПТФЭМ, à АУВ имеет степень обгара 27% при плотности его упаковки 400 кг/м, обработанный острым паром пари 180 С с последующей сушкой горячим воздухом.

Запыленный воздух фильтруют со скоростью 0,45 м/с, высота филвтрующего слоя

0,15 м. Степень очистки,%: оУ механических примесей 91; от SOz 13; РНз 9; гидравлическое сопротивление 920 Па.

Пример 2. Воздух фильтруют со скоростью 0,45 м/м через фильтрующий материал высотой 0,4 м при обьемном соотношении слоев 62,5:0,5;37,0з плотность набивки первого слоя 10 кг/м; третьего.20 кг/м; поверхностная плотность второго

0,05 кг/м . Удельная поверхность ПАН-волокна-130 м!r, степень обгара АУВ 63%.

Степень очистки,%: от механических примесей 85,0; от SOp 43,0 от РНз36,7, гидравлическое сопротивление 405 Па, Срок службы фильтра 1 год.

Отходы производства ПАН-волокна ПО

"Нитрон" (Саратов) имеют ууельную noaeðхность по метанолу 10-21 м /г.

Увеличение отдельной поверхности отходов производства ПАН-волокна достигается путем сочетания гидротермической обработки с термообработкой в присутствии органических соединений, растворимых в воде.

Результаты опытов 3-17 приведены в табл, 2. Во всех опытах плотность набивки первого и третьего слоев и скорость воздуха аналогична опыту 2.

Пример 18. Воздух фильтруют со скоростью 0,45 м/с через фильтрующий материал высотой 0,4 м при следующем обьемном соотношении слоев: обьем слоя прочеса из отходов производства ПАН-волокна: объем слоя нетканого материала из

АУВ: обьем слоя прочеса из отходов ПЭ-воФормула изобретения

Фильтрующий материал, включающий верхний и нижний слои иэ синтетического материала, между которыми расположен углеродсодержащий сорбент, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса очистки тонкодисперсных газовым смесей от химических примесей и .снижения гидравлического сопротивления фильтрующего материала, в качестве верхнего слоя используют прочес локна 62,5:0,5:37,0. Плотность набивки слоя прочеса из отходов производства ПАН-волокна 10 кгlм, ПЭ-волокна 20 кгlм (анало15 гично опытам 2-17), поверхностная плотность слоя нетканого материала из АУВ

0,05 кг!м . Урельная поверхность ПАН-во2 локка 130 м /г, степень обгара АУВ 63%, первый слой из ПЭ-волокна, затем АУВ, затем

20 ПАН-волокно, Эффективность очистки, %: от механических примесей 84,8; от SOz 35; от

РНз 30, гидравлическое сопротивление 405

Па.

Опыты 19 — 22 приведены в табл. 3, в

25 которых тоже изменяют компоновку слоев.

При прохождении очищаемого воздуха вначале через слой прочеса из отходов производства ПЭ-волокна (оп.18) очистка от механических примесей в нем оказывается

30 недостаточной для обеспечения сорбции химических примесей в слое нетканого материала из АУВ, а значит, не достигается норма по химическим примесям, хотя очистка от механических примесей достаточно

35 высока, При расположении нетканого материала из АУВ первым по ходу газа — низкая, эффективность очистки по химическим примесям, т,е. не достигается существующая

40 норма в воздухе по ЯО и РНз (on. 19 и 20).

В случае размещения прочеса из отходов производства ПАН-волокна за слоем нетканого материала из,УВ (оп.18 — 20) сорбция химических примесей непосредственно в

45 нем снижается. Если нетканый материал из

АУВ располагается последним по ходу газа, то низкая очистка от механических приме- сей (on.21,22).

1708391 активированного углеродного вблокна со степенью обгара 60-65)(,, причем общая высота фильтрующего слоя 0,35-0,45 м при объемном соотношении слоев, считая свер5 ху, соответственно 58,0-67,5:0,4-0,6:41,631,9. из отходов производства полиакрилонитрильного волокна с удельной поверхностью

120-140 м /г, в качестве нижнего слоя—

:. г прочес1 из отходов производства полиэфирного волокна, а в качестве углеродсодержащего сорбента — нетканый материал. иэ

Таблица 1

Таблицаг

Соотношение слоев, об.ь

Высота фильтр. слоя, и

Эффектив- Эффектна ность l ность очистки очистки

Ао s0g по РН > мас.2 мас.Ф

4 Р>

Аа

Удельная поверхность

flAH-вол., ме 1п

Эффектна" иост ь очистки по мех. прим., мас.ь

Поверхность

АУВ, кг/м

Степень обгара

АУВ, 2

1 3 (ПАН) (АУВ) (ПЭ) Таблица 3

4

5 б

8

11

12

\3

14

16

0 35

0,45

0,30

o,so

o,4î

0,40 о,ьо

0,40 о,ьо

0,40 а,ьа

0,40 о, о

О,4О

0,40

62,5

62,5

62,5

62,5

58

67,5

50,0

75,о

62,5

62,5

62,5

62,5

62,5.

62,5

62,5

0,5 о,s

0,5

0>5 о,ь о,б

0,"35

0,65

0,5

0,5

0,5

o,s

0 5

0,5

0,5

37,0

37,0

37,0

37,о

41,6

31,9

"9,65

24, 35

37,0

37,0

З7,о

37,о

37,о

37,0

37,0

130 . 1ЗО

13а

130 . 130

1га

14о

1ЗО

130

63 0,044

63 0,056

63 0,038

63 o,абг

63 0,040

63 0,060

63 О 035

63 o,o6S

63 0,050

63 0,050

6» 0,050 ба 0,05а

65 0,050

55 0,050

70 0,050

83,0

85,8

75,о

87,5

84,о

83,0

8о,о

86,0

84,8

85,3

85,0

85,5

Вь,а

85,а

80,0

42,5

44,8

37,5

45,0

42„3

45,0

37,3

44,9

43,о

45,0 ьа,а

4З,8

45,0

41,2

40>3

36,3

38 0

31 9 зв.3

36>1

38,1

31,2

38,2

36,5

38,4

32,0

36,9

38,3

32,4

32,1 ьоо

48О

405 ьго

403

400 ьоо

4iO

395