АДСОРБЕНТ ДЛЯ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ Российский патент 2004 года по МПК B01J20/20 B01J20/02 A62B23/00 

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.

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.

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.