Универсальный сорбционно-фильтрующий элемент для легкого бесклапанного пылегазозащитного респиратора

 

Использование: в области очистки газов от вредных примесей для защиты органов дыхания от кислых газов: РН₃, ASH₃, P₄, NO и СО в производственных помещениях фосфорного, карбидного производств, цветной металлургии, при сварочных работах. Сущность изобретения: универсальный сорбционно-фильтрующий элемент состоит из противогазового фильтра, содержащего мас. %: оксид кальция 14,3 - 20,0; глицерин 14,3 - 20; вода 12 - 14,3; хлопчатобумажная ткань остальное; противоаэрозольного фильтра и размещенного между ними противогазового фильтра из сорбирующего материала из пористых полиакрилонитрильных волокон, внутри которых находится порошкообразный активированный уголь.

Изобретение относится к области очистки газов от вредных примесей и может быть использовано для защиты органов дыхания от вредных примесей фосфорного, карбидного, алюминиевого и других производств.

Известен для защиты органов дыхания от различных парообразных вредных веществ при их содержании в воздухе свыше 100 ПДК (предельно-допустимая концентрация) промышленный противогаз, в котором универсальный фильтрующий элемент состоит из противогазового фильтра (фильтра Петрянова гидрофобные полимеры) и противогазового фильтра зерненные поглотители, в качестве которых используют активные угли, катализаторы и различные поглотители [1] Противогазы неудобны при длительном их использовании на рабочем месте (вес ≈ 1,35 кг, ограниченное поле зрения 50 запотевание очковых стекол и т. д.). Систематическое ежедневное применение промышленных противогазов в течение всей смены (6 8 ч) допускается в исключительных случаях или как крайняя мера.

Недостатком известного фильтрующего элемента является высокое сопротивление потоку воздуха ≈ 250 Па при скорости потока воздуха 30 л/мин.

Наиболее близким аналогом является универсальный сорбционно-фильтрующий элемент, применяющийся в легком бесклапанном газопылезащитном респираторе "Лепесток В", который состоит из противоаэрозольного фильтра из ткани ФП (фильтр Петрянова) и противогазового фильтра, выполненного из сорбирующего материала из пористых полиакрилонитрильных волокон, внутри которых находится порошкообразный активированный уголь. Он улавливает кислые газообразные вещества и предназначен в основном для защиты от фтористого водорода. При концентрации HF до 2 мг/м³ время защитного действия сорбционно-фильтрующего элемента респиратора "Лепесток В" составляет не менее 6 ч [2] Недостатком известного фильтрующего элемента является то, что он поглощает лишь кислые газы, а газы, не имеющие кислых свойств, не поглощаются.

Технической задачей изобретения является обеспечение дополнительной защиты органов дыхания от PH₃, ASH₃, P₄, СО, NO.

Задача решается тем, что сорбционно-фильтрующий элемент, кроме противоаэрозольного фильтра из ткани ФП и противогазового фильтра с порошкообразным активированным углем, содержит противогазовый фильтр из хлопчатобумажной ткани, пропитанной химически активным веществом, состоящим из оксида кальция при следующем соотношении компонентов мас. оксид кальция 14,3 20,0; глицерин 14,3 20,0; вода 12,0 14,3; хлопчатобумажная ткань остальное, при этом противогазовый фильтр с порошкообразным активированным углем размещен между противоаэрозольным и дополнительным противогазовым фильтрами.

Изготовление дополнительного противогазового фильтра осуществляется пропитыванием (с последующей подсушкой при комнатной температуре до постоянного веса) хлопчатобумажной ткани водным раствором определенного состава.

При изготовлении используют водный раствор, содержащий г/л: оксид кальция 75 125, глицерин 75 125. В качестве хлопчатобумажной ткани используют медицинскую марлю ГОСТ 11109 74. Марля удобна тем, что имеет малый вес (300 см² весит ≈1 г) низкое сопротивление потоку воздуха, быстро и хорошо пропитывается водным раствором (на 100 см² приблизительно 1 2 мл раствора) и просушивается при комнатной температуре до постоянного веса. Состав получаемого противогазового фильтра (в мас.) определяют путем взвешивания на аналитических весах хлопчатобумажной ткани до пропитки и после пропитки раствором определенного состава и подсушки до постоянного веса при комнатной температуре. Компоненты противогазового фильтра не вступают в химическое взаимодействие между собой и поэтому то количество компонентов (в граммах), которое было в растворе остается в составе фильтра. Исходя из весового содержания компонентов противогазового фильтра рассчитывают состав противогазового фильтра, в мас. Приготовленные таким образом составы противогазовых фильтров испытывают далее на эффективность задержки вредных примесей воздуха в универсальном фильтрующем элементе, включающем противоаэрозольный фильтр (фильтр Петрянова) и противогазовый фильтр с порошкообразным активированным углем. После этого универсальный фильтрующий элемент, содержащий дополнительный противогазовый фильтр указанного выше состава и противогазовый фильтр с порошкообразным активированным углем, расположенный между дополнительным противогазовым фильтром и противоаэрозольным фильтром, помещают в алонж, через который пропускают со скоростью 30 л/мин воздух, содержащий, мг/м³: двуокись серы 200 и/или фосфин 2,0 и/или ареин 30 и/или фосфор 0,2 и/или оксид углерода 200 и/или оксид азота 50.

Алонж представляет собой две конусообразные воронки, герметично на шлифах вставляющиеся друг в друга, диаметр воронки соответствует диаметру универсального фильтрующего элемента и равен 20,0 см. Концентрацию вредных веществ в воздухе определяют до и после фильтрующего элемента. Время защитного действия фильтрующего элемента оценивают по промежутку времени от момента пуска постоянного тока очищаемого газа до момента появления его за фильтрующим элементом в концентрации равной или близкой к одной ПДК.

Пример 1. Хлопчатобумажную ткань диаметром 20,0 см, толщиной 0,025 см и весом 1,2 г пропитывают 4,0 мл водного раствора, содержащего, г: оксида кальция 0,3, глицерин 0,3. Просушивают при комнатной температуре до постоянного веса и взвешивают. При этом получается дополнительный противогазовый фильтр весом 2,1 г следующего состава, мас. оксид кальция 14,3 глицерин 14,3, вода 14,3, х/б ткань 57,1. Универсальный фильтрующий элемент, содержащий противоаэрозольный фильтр (ФПП), противогазовый фильтр с порошкообразным активированным углем и дополнительный противогазовый фильтр указанного выше состава последовательно помещают в алонж, через который пропускают со скоростью 30 л/мин воздух, содержащий, мг/м³: фосфин 2,0 и/или арсин 3,0 и/или фосфор 0,3 и/или двуокись серы 200 и/или оксид углерода 200 и/или оксид азота 5,0.

При этом время защитного действия фильтрующего элемента составляет 6 ч. Концентрация вредных веществ после фильтрующего элемента составляет, кг/м³: фосфин 0,04; арсин 0,15; фосфор 0,015; двуокись серы 2; оксид углерода 10; оксид азота 2,5. Средняя эффективность задержки вредных примесей составляет, по фосфину 96; по арсину 85; по фосфору 96; по двуокиси серы 99, по оксиду углерода 95; по оксиду азота 95. Концентрация вредных веществ после фильтрующего элемента близка ПДК.

Пример 2. Хлопчатобумажную ткань диаметром 20,0 см, толщиной 0,025 см и весом 1,2 г пропитывают 4,0 мл водного раствора, содержащего, г: оксида кальция 0,4; глицерин 0,4. Просушивают при комнатной температуре до постоянного веса и взвешивают. При этом получается дополнительный противогазовый фильтр весом 2,3 г следующего состава, мас. оксид кальция 17,4; глицерин 17,4; вода 13,0; х/б ткань 52,2. Универсальный фильтрующий элемент помещают в указанной выше последовательности в алонж, через который пропускают со скоростью 30 л/мин воздух, содержащий, мг/м³: фосфин 2,0 и/или арсин 3,0 и/или фосфор 0,3 и/или двуокись серы 200 и/или оксид углерода 200 и/или оксид азота 5,0.

При этом время защитного действия фильтрующего элемента составляет 8 ч. Концентрация вредных веществ после фильтрующего элемента составляет, мг/м³: фосфин 0,04; арсин 0,15; фосфор 0,015; двуокись серы 2; оксид углерода 10; оксид азота 2,5. Средняя эффективность задержки вредных примесей составляет, по фосфину 98; по арсину 95; по фосфору 95; по двуокиси серы 99; по оксиду углерода 96; по оксиду азота 95. Концентрация вредных веществ после фильтрующего элемента близка ПДК.

Пример 3. Хлопчатобумажную ткань диаметром 20,0 см, толщиной 0,025 см и весом 1,2 г пропитывают 4,0 мл водного раствора, содержащего, г: оксид кальция 0,5; глицерин 0,5. Просушивают при комнатной температуре до постоянного веса и взвешивают. При этом получается дополнительный противогазовый фильтр весом 2,5 г следующего состава, мас. оксид кальция 20; глицерин 20; вода 12; х/б ткань 48. Универсальный фильтрующий элемент, содержащий элемент, содержащий фильтр, помещают в указанной выше последовательности в алонж, через который пропускают со скоростью 30 л/мин воздух, содержащий, мг/м³: фосфин 2,0 и/или арсин 3,0 и/или фосфор 0,3 и/или двуокись серы 200 и/или оксид углерода 200 и/или оксид азота 50.

При этом время защитного действия фильтрующего элемента составляет 12 ч. Концентрация вредных веществ после фильтрующего элемента составляет, мг/м³: фосфин 0,04; арсин 0,15; фосфор 0,015; двуокись серы 2; оксид углерода 10; оксид азота 2,5. Средняя эффективность задержки вредных примесей составляет, по фосфину 98; по арсину 95; по фосфору 96; по двуокиси серы 99; по оксиду углерода 95; по оксиду азота 95. Концентрация вредных веществ после фильтрующего элемента близка ПДК.

Необходимость и достаточность граничных значений компонентов дополнительного противогазового фильтра универсального фильтрующего элемента определялась требованиями, предъявляемыми к фильтрующим элементам: эффективная задержка вредных примесей при объемном расходе воздуха 30 л/мин в течение 1 - 2 рабочих смен, обеспечивающая концентрацию вредных веществ после фильтрующего элемента равной или близкой одной ПДК. Содержание в составе противогазового фильтра оксида кальция и глицерина ниже 14,3 мас. не позволяет эффективно в течение 6 ч защищать органы дыхания от вредных примесей. Содержание в составе противогазового фильтра оксида кальция и глицерина выше 20 мас. - нецелесообразно, так как это не улучшает защитные свойства универсального фильтрующего элемента, а приводит к необоснованному расходу химических реактивов.

Универсальный фильтрующий элемент обеспечивает высокую степень задержки кислых примесей (степень защиты от SO₂ 99) и дополнительную защиту органов дыхания от PH₃, ASH₃, P₄, NO, и СО при содержании их в воздухе производственных помещений 15 20 ПДК в течение 6 12 ч. Концентрация вредных веществ в очищенном газе после предлагаемого фильтрующего элемента близка к одной ПДК.

Формула изобретения

Универсальный сорбционно-фильтрующий элемент для легкого бесклапанного пылегазозащитного респиратора, состоящий из противоаэрозольного фильтра и противогазового фильтра, выполненного из сорбирующего материала из пористых полиакрилонитрильных волокон, внутри которых находится порошкообразный активированный уголь, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным противогазовым фильтром, выполненным из хлопчатобумажной ткани, пропитанной химически активным веществом, состоящим из оксида кальция при следующем соотношении компонентов, мас.

Оксид кальция 14,3 20,0 Глицерин 14,3 20,0 Вода 12,0 14,3 Хлопчатобумажная ткань Остальное при этом противогазовый фильтр с порошкообразным активированным углем размещен между противоаэрозольным и дополнительным противогазовым фильтром.