Изобретение относится к сорбционной технике и может быть использовано в процессах очистки отходящих промышленных газов или в средствах индивидуальной и коллективной защиты органов дыхания.
Известен способ получения сорбента-катализатора, включающий пропитку гранул активного угля раствором, содержащим каталитические добавки меди, хрома и серебра в соотношении 1:(0,20 - 0,40):(0,01 - 0,03), вылеживание пропитанного угля в течение 2-5 ч и термообработку его при 120-180oС в газовой фазе (см. пат. РФ 2023503, кл. С 01 В 31/08, В 01 J 20/20, опубл. 30.11.94).
Недостатком известного способа является низкая стабильность катализатора при хранении.
Наиболее близким к предложенному по технической сущности и количеству совпадающих признаков является способ получения сорбента-катализатора, включающий термообработку зерен основы с добавками меди, хрома и серебра при 800-850oC в атмосфере перегретого водяного пара, их пропитку хемоcорбционным раствором, содержащим триэтилендиамин (ТЭДА) и бихромат калия, при температуре 40-60oC, вылеживание 1,5-1,8 ч и термообработку при 110-150oC в газовой фазе, при этом суммарный объем пор основы составляет 0,80-0,85 см3/г, а объем пропиточного раствора 0,7-0,9 от суммарного объема пор основы, концентрация ТЭДА в пропиточном растворе 0,80%, содержание бихромата калия в нем 1,0% (см. пат. РФ 2108149, кл. С 01 В 31/08, В 01 J 20/20, опубл. 10.04.98).
Недостатком прототипа является низкая сорбционная активность сорбента-катализатора по хлорциану во влажных условиях.
Целью изобретения является повышение сорбционной активности сорбента-катализатора во влажных условиях при его эксплуатации. Так как любые медно-хромово-серебряные катализаторы всегда теряют свою активность в условиях повышенной влажности воздуха, а также увлажнении самого катализатора при хранении, необходимо разрабатывать технологии и способы, повышающие активность по нестойким веществам, характерным представителем которых является хлорциан.
Поставленная цель достигается предложенным способом, включающим пропитку зерен основы с добавками меди, хрома и серебра раствором, содержащим хемосорбционные добавки, вылеживание зерен и их термообработку, причем используют основу с суммарным объемом пор 0,5-0,7 см3/г, а пропитку ведут раствором ТЭДА с концентрацией 0,9-1,5 мас.%, при этом объем раствора составляет 0,95-1,05 объема пор основы, а термообработку проводят в атмосфере топочных газов при температуре в слое 120-140oC. Дополнительно в раствор добавляют 1,5-2,2 мас.% бихромата калия.
Отличие предложенного способа от известного состоит в том, что используют основу с суммарным объемом пор 0,5-0,7 см3/г, а пропитку ведут раствором ТЭДА с концентрацией 0,9-1,5 мас.%, причем объем раствора составляет 0,95-1,05 объема пор основы, а термообработку проводят в атмосфере топочных газов при температуре в слое 120-140oC. Дополнительно в раствор добавляют 1,5-2,2 мас.% бихромата калия.
Из научно-технической литературы авторам не известны использование основы с суммарным объемом пор 0,5-0,7 см3/г, пропитка ее раствором ТЭДА с концентрацией 0,9-1,5 мас.%, при этом раствора составляет 0,95-1,05 объема пор основы, термообработка в атмосфере топочных газов при температуре в слое 120-140oС и дополнительное введение в раствор 1,5-2,2 мас.% бихромата калия.
Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.
При эксплуатации сорбентов-катализаторов в изделиях при продувке их влажным воздухом происходит дезактивация хрома, который переходит из валентности 6+ в валентность 3+, в то же время медно-серебряные компоненты остаются стабильными. Если повторно обработать вышеописанный катализатор ТЭДА, то он, не изменяя медно-хромового комплекса, активирует соединения хрома на угольной основе. Таким образом, свойства катализатора становятся стабильными во влажных условиях. Если же добавить в раствор дополнительно бихромата калия, то защитные свойства повышаются и стабилизируются.
Способ осуществляется следующим образом.
Берут основу в виде зерен с добавками меди, хрома и серебра, имеющую суммарный объем пор 0,5-0,7 см3/г.
Готовят раствор путем добавления в воду с температурой 50-60oС расчетного количества ТЭДА с получением концентрации 0,9-1,5% мас.%. Пропитывают основу полученным раствором, при этом объем раствора составляет 0,95-1,05 объема пор основы.
Пропитанные зерна основы вылеживают в течение 0,5-1,5 часа. Нагревают печь для термообработки (вращающуюся или "КС") до температуры внутри печи 120-140oС и проводят термообработку зерен, контролируя температуру в слое зерен 120-140oС. Затем сорбент-катализатор выгружают и охлаждают до комнатной температуры, после чего проводят оценку его сорбционной активности по хлорциану, выраженную через время защитного действия слоя сорбента-катализатора.
Для дополнительного повышения времени защитного действия в пропиточный раствор вводят бихромат калия (K2Cr2O7) в количестве 1,5-2,2 мас.%.
Условия испытания сорбента-катализатора:
Концентрация паров хлорциана - 5 мг/л
Высота слоя - 3,5 см
Удельный объемный расход паровоздушной смеси - 0,5 л/(мин • см2)
Относительная влажность воздуха - 75%
Полученный по предложенному способу сорбент-катализатор имел время защитного действия 31-36 мин в случае пропиточного раствора, содержащего только ТЭДА, а при дополнительном введении бихромата калия оно составляло 36-41 мин.
Пример 1. Берут 1 кг активного угля с суммарным объемом пор 0,84 см3/г. Готовят аммиачный раствор меди, хрома и серебра следующим образом. В 800 см3 аммиачной воды растворяют 150 г углекислой основной меди, 45 г хромового ангидрида, 1,8 г азотнокислого серебра, 100 г углекислого аммония.
Раствор нагревают до температуры 65-70oС. Загружают активный уголь в аппарат типа бетономешалки, добавляют туда 880 см3 раствора и перемешивают в течение 10 мин. Пропитанный уголь выгружают из аппарата и вылеживают в течение 2 ч при комнатной температуре, после чего ведут термообработку при 150-160oС в течение 25 мин в печи "КС". Полученную основу выгружают и охлаждают до комнатной температуры.
Суммарный объем пор у нее составил 0,50 см3/г.
Готовят раствор ТЭДА с концентрацией 0,9 мас.% путем растворения в 1 л воды с температурой 50-60oС 9 г ТЭДА. Проводят пропитку основы приготовленным раствором. Объем раствора составляет 0,95 объема пор основы.
Пропитанные зерна основы вылеживают при комнатной температуре в течение 0,5 ч. Нагревают печь "КС" до температуры 120oС и проводят термообработку зерен в течение 8 минут, после чего выгружают и охлаждают до комнатной температуры.
Полученный сорбент-катализатор имел время защитного действия 31 мин.
Введение в раствор 1,5 мас.% бихромата калия с последующим проведением вышеизложенных операций позволяет повысить время защитного действия по хлорциану слоя сорбента-катализатора до 36 мин.
Пример 2. Осуществление процесса как в примере 1, за исключением того, что для пропитки раствором ТЭДА используют основу с суммарным объемом пор 0,7 см3/г. Раствор ТЭДА готовят с концентрацией 1,5 мас.% путем растворения в 1 л воды с температурой 60oС 15 г ТЭДА.
Объем раствора для пропитки составляет 1,05 объема пор основы.
Пропитанные зерна основы вылеживают в течение 1,5 ч. Термообработку проводят при температуре 140oС в течение 12 мин.
Полученный сорбент-катализатор имел время защитного действия по хлорциану 32 мин. Введение в раствор 2,2 мас.% бихромата калия повысило время защитного действия до 34 мин.
Пример 3. Осуществление процесса как в примере 1, за исключением того, что для пропитки раствором ТЭДА используют основу с суммарным объемом пор 0,6 см3/г. Раствор ТЭДА готовят с концентрацией 1,2 мас.% путем растворения в 1 л воды с температурой 55oС 12 г ТЭДА. Объем раствора для пропитки составляет 1,0 объема пор основы. Пропитанные зерна основы вылеживают в течение 1,0 ч. Термообработку проводят при температуре 130oС в течение 10 мин.
Полученный сорбент-катализатор имел время защитного действия по хлорциану 36 мин.
Введение в раствор 2,0 мас.% бихромата калия повысило время защитного действия сорбента-катализатора до 41 мин.
Сорбент-катализатор, полученный по способу, изложенному в прототипе (пат. РФ 2108149), имел время защитного действия при тех же условиях испытаний 20-25 мин.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить сорбционную активность по плохосорбируемым нестойким веществам типа хлорциана на 50-70 мас. %.
Из изложенного следует, что каждый из признаков заявленной совокупности в большей или меньшей степени влияет на достижение поставленной цели, а именно повышение сорбционной активности по хлорциану во влажных условиях при его эксплуатации, а вся совокупность является достаточной для характеристики заявленного технического решения.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА-КАТАЛИЗАТОРА | 1997 |
|
RU2108149C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА - КАТАЛИЗАТОРА | 2003 |
|
RU2236902C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА-КАТАЛИЗАТОРА | 1994 |
|
RU2081822C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА-КАТАЛИЗАТОРА | 2005 |
|
RU2281158C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА-КАТАЛИЗАТОРА | 2003 |
|
RU2247598C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА-КАТАЛИЗАТОРА | 2004 |
|
RU2254915C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА | 2003 |
|
RU2228902C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА | 2016 |
|
RU2629668C1 |
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СОРБЕНТА-КАТАЛИЗАТОРА | 2002 |
|
RU2195365C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА | 2022 |
|
RU2800454C1 |
Изобретение относится к сорбционной технике и может быть использовано в процессах очистки отходящих промышленных газов или в средствах индивидуальной и коллективной защиты органов дыхания. Способ получения сорбента-катализатора включает пропитку зерен основы добавками меди, хрома и серебра раствором, содержащим хемосорбционные добавки, вылеживание зерен и их термообработку, причем используют основу с суммарным объемом пор 0,5-0,7 см3/г, а пропитку ведут раствором триэтилендиамина с концентрацией 0,9-1,5 мас.%, при этом объем раствора составляет 0,95-1,05 объема пор основы и термообработку проводят в атмосфере топочных газов при температуре в слое 120-140oС, дополнительно в раствор добавляют 1,5-2,2 мас.% бихромата калия. Способ позволяет повысить сорбционную активность по хлорциану сорбента-катализатора при его эксплуатации во влажных условиях на 50-70%. 1 з.п.ф-лы.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА-КАТАЛИЗАТОРА | 1997 |
|
RU2108149C1 |
Сорбент | 1974 |
|
SU524562A1 |
Модифицированный активный уголь и способ его получения | 1984 |
|
SU1350111A1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЕМОСОРБЕНТА | 1991 |
|
RU2019288C1 |
US 4677086 А1, 03.06.1987 | |||
МЕЛЮЩЕЕ ТЕЛО | 2001 |
|
RU2203138C1 |
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЛОВУШЕК В ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛАХ | 1985 |
|
SU1385938A1 |
Авторы
Даты
2003-04-20—Публикация
2002-04-12—Подача