АДСОРБЕНТ ДЛЯ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ Российский патент 2003 года по МПК B01J20/20 B01J20/02 A62B23/00 

Изобретение относится к производству адсорбентов на угольной основе, в частности к производству адсорбента для осушения воздуха и поглощения паров аммиака и органических веществ, и может быть использовано для снаряжения средств защиты органов дыхания.

Для снаряжения средств защиты органов дыхания используют адсорбенты-осушители, содержащие в порах углеродной основы различные гигроскопические соли, например (СаСl₂, LiCl и LiBr) и адсорбенты-поглотители, содержащие в порах углеродной основы различные хемосорбционные добавки, например (FеСl₃, NiCl₂, CuSO₄).

Известен адсорбент-осушитель воздуха - карбогель КГ, выпускаемый отечественной промышленностью по ТУ 6-16-2452-81 на основе активного угля марки АГ-3 [Каталог "Активные угли. Эластичные сорбенты. Катализаторы. Осушители. Химические поглотители", АООТ "Электростальский химико-механический завод", НПО "Неорганика", г. Черкассы, 1996, с. 96]. В качестве добавки поры углеродной основы этого осушителя содержат 14-25 мас.% хлорида кальция. Осушитель КГ предназначен для связывания паров воды в средствах защиты органов дыхания от оксида углерода и обеспечивает вместе с гопкалитом (катализатором окисления оксида углерода в диоксид углерода) защиту в течение не менее 60 мин.

Известен адсорбент-осушитель ОЛ, выпускаемый отечественной промышленностью по ТУ 6-16-2690-90 [Каталог "Активные угли. Эластичные сорбенты. Катализаторы. Осушители. Химические поглотители", АООТ "Электростальский химико-механический завод", НПО "Неорганика", г. Черкассы, 1996, с. 95]. Осушитель ОЛ представляет собой активный уголь СКТ, импрегнированный хлоридом кальция и дополнительно хлоридом лития. Массовая доля хлорида кальция составляет не менее 12%, хлорида лития - не менее 12%. Осушитель ОЛ обеспечивает осушку воздуха в средствах защиты органов дыхания от оксида углерода в течение не менее 65 мин.

Недостатками этих осушителей являются низкие динамическая активность по аммиаку и время защитного действия по парам органических веществ.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому адсорбенту является адсорбент - химический поглотитель паров аммиака ХПА-Н, выпускаемый отечественной промышленностью по ТУ 6-16-3125-91 [Каталог "Активные угли. Эластичные сорбенты. Катализаторы. Осушители. Химические поглотители". Черкасский НИИТЭХим, г. Черкассы, 1996, с. 99]. Поглотитель ХПА-Н представляет собой активный уголь АГ-5 или СКТ-6, импрегнированный хлоридом никеля. Массовая доля хлорида никеля составляет 18-22 мас.%. Такой адсорбент в качестве поглотителя обеспечивает защиту от аммиака, а в качестве осушителя - поглощение воды.

Недостатком химического поглотителя ХПА-Н является низкое и нестабильное поглощение паров воды и как следствие этого низкое время защитного действия по оксиду углерода.

Перед изобретателями стояла задача разработать на основе активного угля адсорбент, обладающий универсальными свойствами, а именно имеющий достаточно высокое и стабильное водопоглощение, высокую емкость по аммиаку и сохраняющий достаточно высокую динамическую активность по парам органических веществ (бензол, акролеин и др.).

Результат достигается тем, что адсорбент для средств защиты органов дыхания, содержащий активный уголь и хлорид никеля, дополнительно содержит хлорид кальция при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Хлорид никеля - 5-10
Хлорид кальция - 10-15
Активный уголь - Остальное
Предлагаемый адсорбент изготавливают на основе активных углей, имеющих суммарную пористость не менее 0,8 см³/г.

Активный уголь пропитывают водным раствором, содержащим смесь солей хлорида никеля и хлорида кальция, и высушивают при температуре до 280^oС для достижения постоянного веса. Пропиточный раствор содержит на 1 часть хлорида никеля 1-3 части хлорида кальция по весу. Активный уголь и пропиточный раствор берут в соотношении 1:(0,7-0,9).

Данные о поглотительной способности предлагаемого и известного адсорбентов приведены в таблице 1.

Условия испытаний адсорбентов в динамических трубках:
Высота слоя адсорбента 3,0 см.

Удельная скорость потока 0,5 л/мин•см².

Относительная влажность потока:
паров аммиака при Т=23,6^oС - 51%;
паров бензола при Т=22,2^oС - 50%;
паров воды при Т=15-16^oС - 30%.

Испытания адсорбентов вместе с гопкалитом по окислению оксида углерода в диоксид проведены в патроне при пульсирующем потоке.

Условия испытаний адсорбентов вместе с гопкалитом в патроне:
Высота слоя адсорбента 1,3 см.

Высота слоя гопкалита 2,0 см.

Относительная влажность потока при температуре Т=20,3-21,7^oС - 90%.

Исходная концентрация оксида углерода 6,2 г/м³.

Как видно из таблицы 1, наилучший результат обеспечивается при содержании в адсорбенте 8 мас.% хлорида никеля и 12 мас.% хлорида кальция.

Увеличение в предлагаемом адсорбенте содержания хлорида никеля более 10 мас. % ведет к уменьшению времени защитного действия по бензолу и из-за падения водопоглощения - к снижению защиты от диоксида углерода.

Увеличение в предлагаемом адсорбенте содержания хлорида кальция более 15 мас.% ведет к снижению времени защитного действия по бензолу и при этом практически не изменяет времени защитного действия по диоксиду углерода, так как водопоглощение имеет оптимальную величину.

Снижение в предлагаемом адсорбенте содержания хлорида никеля менее 5 мас.% ведет к уменьшению динамической активности по аммиаку и падению времени защитного действия по диоксиду углерода.

Снижение в предлагаемом адсорбенте содержания хлорида кальция менее 10 мас. % нецелесообразно из-за уменьшения поглощения воды, что ведет к уменьшению времени защитного действия по оксиду углерода.

Противогазовая коробка малого габарита, снаряженная гопкалитом и предлагаемым адсорбентом, обеспечивает защиту от многих вредных веществ (таблица 2).

Предлагаемый адсорбент обладает универсальными свойствами - хорошей поглощаемостью воды, значительным временем защитного действия по аммиаку, бензолу, диоксиду углерода, гидриду серы, цианистому водороду, причем при отработке по оксиду углерода сохраняет защитные свойства по указанным веществам.

На предлагаемый адсорбент в настоящее время оформляются технические условия как на химический поглотитель ХП-СГ.

Изобретение относится к производству адсорбентов для поглощения паров аммиака и органических веществ и для осушения воздуха в средствах защиты органов дыхания. Адсорбент содержит активный уголь, пропитанный хлоридом никеля и хлоридом кальция, при следующем соотношении компонентов, мас.%: хлорид никеля 5-10; хлорид кальция 10-15; активный уголь остальное. Предлагаемый адсорбент обладает хорошей влагопоглощаемостью, обеспечивает высокую степень защиты от аммиака и органических веществ. 2 табл.

Адсорбент для средств защиты органов дыхания, содержащий активный уголь, пропитанный хлоридом никеля, отличающийся тем, что дополнительно содержит хлорид кальция при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Хлорид никеля - 5-10
Хлорид кальция - 10-15
Активный уголь - Остальноеа