Адсорбент для средств защиты

 

Изобретение относится к производству адсорбентов на угольной основе, в частности к производству адсорбента для поглощения органических паров (бензол, толуол, циклогексан и т.п.), неорганических газов и паров (гидрид серы, циан водорода, хлор и т.п.), кислых газов и паров (диоксид серы, хлористый водород, фтористый водород и т.п.) и паров аммиака в средствах защиты. Адсорбент для средств защиты представляет собой механическую смесь из двух составляющих частей, при этом первая часть в количестве 45-55 об.% содержит в качестве ингредиентов оксиды меди в пересчете на медь 0,5-10,0 мас.%, карбонат натрия и/или калия 3,0-17,0 мас.%, активный уголь - остальное, а вторая часть в количестве 55-45 об.% содержит 15,0-25,0 мас.% хлорида никеля, активный уголь - остальное. Предлагаемый адсорбент обладает достаточно высоким временем защитного действия по органическим парам, неорганическим и кислым газам и парам и парам аммиака. 2 табл.

Изобретение относится к производству адсорбентов на угольной основе, в частности, к производству адсорбента для поглощения органических паров (бензол, толуол, циклогексан и т.п.), неорганических газов и паров (гидрид серы, циан водорода, хлор и т.п.), кислых газов и паров (диоксид серы, хлористый водород, фтористый водород и т.п.) и паров аммиака в средствах защиты.

Известен химический поглотитель аммиака ХПА-Н [ТУ 6-16-3125-91. Химический поглотитель аммиака ХПА-Н, г. Электросталь] на основе активного угля АГ-5 [ГОСТ 20777. Уголь активный АГ-5], импрегнированного хлоридом никеля от 18 до 25%. Поглотитель ХПА-Н обеспечивает высокую степень защиты от паров аммиака, но обладает невысоким временем защитного действия по органическим парам и не защищает от неорганических и кислых газов и паров.

Известен поглотитель для кислых газов, получаемый по способу [RU 2138441, кл. С 01 В 31/08, 31/16, B 01 J 20/20, 02.03.98], представляющий собой активный уголь, импрегнированный оксидами меди в количестве 5,0-9,5 мас. % в пересчете на медь и карбонатом калия в количестве 5,9-9,4 мас.% в пересчете на калий. Поглотитель кислых газов предназначен для поглощения неорганических и кислых газов и паров.

Недостатком поглотителя кислых газов является отсутствие возможности поглощения паров аммиака.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому адсорбенту является катализатор-поглотитель К-ПА [ТУ 2165-044-05795731-00. Катализатор-поглотитель К-ПА г. Пермь] на основе активного угля АГ-5, содержащий соединения меди в пересчете на медь 4,5-7,5 мас.%, соединения хрома в пересчете на хром 1,2-2,2 мас.% и хлорид никеля в количестве 7-15 мас.%. Катализатор-поглотитель К-ПА предназначен для поглощения паров аммиака, неорганических и кислых газов и паров, отравляющих веществ (хлорциан, циан водорода, фосген и т.п.).

Недостатком катализатора-поглотителя К-ПА является невысокое время защитного действия по органическим парам и недостаточно высокое - по неорганическим и кислым газам и парам и парам аммиака. Соединения хрома в катализаторе-поглотителе К-ПА не оказывают положительного влияния на его поглощающую способность по неорганическим и кислым газам и парам, занимают часть объема сорбционного пространства, препятствуют нанесению большего количества других ингредиентов и поглощению неорганических и кислых газов и паров с помощью других ингредиентов.

Перед авторами стояла задача - разработать на основе активного угля адсорбент с достаточно высоким временем защитного действия по органическим парам, неорганическим и кислым газам и парам и парам аммиака.

Результат достигается тем, что адсорбент для средств защиты, содержащий активный уголь, импрегнированный оксидами меди, карбонатом натрия и/или калия и хлоридом никеля, представляет собой механическую смесь из двух составляющих частей, при этом первая часть в количестве 45-55 об.% содержит в качестве ингредиентов оксиды меди в пересчете на медь 0,5-10,0 мас.%, карбонат натрия и/или калия 3,0-17,0 мас.%, активный уголь - остальное, а вторая часть в количестве 55-45 об.% содержит 15,0-25,0 мас.% хлорида никеля, активный уголь - остальное.

Отличие предлагаемого адсорбента заключается в том, что: - адсорбент дополнительно содержит карбонат натрия и/или калия; - адсорбент не включает соединения хрома; - используется механическая смесь из двух составляющих частей адсорбента: с оксидами меди и карбонатом натрия и/или калия (45-55 об.%) и с хлоридом никеля (55-45 об.%); - первая составляющая часть адсорбента содержит оксиды меди в пересчете на медь в количестве 0,5-10,0 мас.% и карбонат натрия и/или калия в количестве 3,0-17,0 мас.%; - вторая составляющая часть адсорбента содержит хлорид никеля в количестве 15,0-25,0 мас.%.

Первая составляющая часть предлагаемого адсорбента обеспечивает поглощение органических паров, неорганических и кислых газов и паров.

Вторая составляющая часть предлагаемого адсорбента обеспечивает поглощение органических паров и паров аммиака.

Выбор в качестве предлагаемого адсорбента механической смеси из двух составляющих частей обуславливается увеличением длины рабочего слоя каждой из составляющих частей.

Узкий интервал соотношения двух составляющих частей предлагаемого адсорбента, 45-55 об.% и 55-45 об.% соответственно, обеспечивает необходимое оптимальное смешение двух составляющих частей, особенно для малых по длине слоев адсорбента.

Активный уголь в предлагаемом адсорбенте необходим для поглощения органических паров.

Оксиды меди в предлагаемом адсорбенте необходимы для поглощения неорганических газов и паров и, в меньшей степени, кислых газов и паров.

Карбонат натрия и/или калия в предлагаемом адсорбенте необходим для поглощения кислых газов и паров и некоторых неорганических газов и паров.

Хлорид никеля в предлагаемом адсорбенте необходим для поглощения паров аммиака.

Предлагаемый адсорбент получают следующим образом.

Активный уголь одной партии поступает одной частью на пропитку растворами углекислого аммиаката меди и карбоната натрия и/или калия, другой частью - на пропитку раствором хлорида никеля.

Готовят углекислый аммиакат меди и карбонат натрия и/или калия в одном растворе, либо растворы углекислого аммиаката меди и карбоната натрия и/или калия отдельно, либо раздельно, а затем смешивают. Активный уголь пропитывают либо смесью растворов, либо последовательно в начале каким-нибудь одним из растворов, затем другим с промежуточной термообработкой после вылеживания. Соотношение активного угля по массе в кг и пропиточного раствора по объему в дм³ берут 1:(0,4-0,8) соответственно. После окончания пропитки и вылеживания активный уголь подвергают термообработке при температуре выше 100^oС до требуемого влагосодержания.

Хлорид никеля наносится на активный уголь путем пропитки угля раствором хлорида никеля с последующей термообработкой при температуре выше 100^oС до требуемого влагосодержания. Соотношение угля и пропиточного раствора берут исходя из величины суммарного объема пор и коэффициента пропитки 0,7-1,0.

Смешение двух составляющих частей адсорбента производят механически в перемешивающем устройстве сыпучих продуктов.

Данные о поглотительной способности предлагаемого адсорбента, а также его прототипа и аналогов приведены в таблице 1.

Данные таблицы 1 показывают, что предлагаемый адсорбент по сравнению с прототипом обладает более высокой динамической активностью по бензолу, гидриду серы и аммиаку, по сравнению с первым аналогом обеспечивает защиту от гидрида серы и диоксида серы, а по сравнению со вторым аналогом обеспечивает защиту от аммиака.

Уменьшение содержания в первой составляющей части адсорбента меди менее 0,5 мас.% и карбоната натрия и/или калия менее 3,0 мас.% приводит к падению динамической активности по гидриду серы ниже уровня прототипа.

Увеличение содержания в первой составляющей части адсорбента меди выше 10,0 мас.% технологически невозможно из-за неполного растворения расчетного количества углекислой меди в аммиачном растворе и непопадания нужного количества меди в поры активного угля, особенно при формировании смеси растворов углекислого аммиаката меди и карбоната натрия и/или калия.

Увеличение содержания карбоната натрия и/или калия в первой составляющей части адсорбента выше 17,0 мас. % нецелесообразно, так как не приводит к увеличению динамической активности вследствие уменьшения пористости угольной основы и блокированию активных центров добавок, комкованию и слипанию зерен адсорбента, высаливанию добавок на частицах адсорбента.

Данные по выбору соотношения составляющих частей предлагаемого адсорбента приведены в таблице 2.

Данные таблицы 2 показывают, что оптимальное соотношение составляющих частей в предлагаемом адсорбенте 45-55 об.% и 55-45 об.%.

Уменьшение какой-либо из составляющих частей менее 45 об.% или увеличение ее более 55 об.% приводит к неравномерности распределения частей в слое и значительному снижению динамической активности по одному из веществ.

Предлагаемый адсорбент обладает достаточно высоким временем защитного действия по органическим парам, неорганическим и кислым газам и парам и парам аммиака.

Предлагаемый адсорбент был изготовлен в опытных партиях и испытан в условиях лаборатории.

Планируется серийный выпуск предлагаемого адсорбента.

Формула изобретения

Адсорбент для средств защиты на основе импрегнированного активного угля, отличающийся тем, что представляет собой механическую смесь из двух составляющих частей, при этом первая часть в количестве 45-55 об.% содержит в качестве ингредиентов оксиды меди в пересчете на медь 0,5-10,0 мас.%, карбонат натрия и/или калия 3,0-17,0 мас.%, активный уголь - остальное, а вторая часть в количестве 55-45 об.% содержит 15,0-25,0 мас.% хлорида никеля, активный уголь - остальное.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5