АДСОРБЕНТ ДЛЯ СРЕДСТВ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ Российский патент 2004 года по МПК B01J20/20 B01J20/02 

Изобретение относится к производству адсорбентов на угольной основе, в частности к производству адсорбента для средств индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД) марки АЕ, предназначенных для поглощения смеси органических паров (бензол, толуол, циклогексан и т.п.) и кислых (диоксид серы, хлористый водород и т.п.) газов и паров.

Известен адсорбент для средств защиты органов дыхания [RU 2154525, кл. B 01 J 20/20, 20/02, A 62 D 9/0, 25.08.1999], представляющий собой активный уголь, импрегнированный соединениями меди в количестве 5,5-8,0 маc.%, хрома 1,4-2,4 мас.%, серебра 0,02-0,10 мас.% в пересчете на медь, хром и серебро и карбонатом калия в количестве 6-9 мас.%. Этот адсорбент обладает высокой динамической активностью по диоксиду серы - 40-50 мин и гидриду серы - 50-70 мин.

Недостатками известного адсорбента являются дороговизна вследствие введения драгоценного металла, сложность приготовления раствора углекислого аммиаката меди и необходимость введения канцерогенных соединений хрома, оказывающих малое влияние на поглотительную способность по кислым газам и парам.

Известен поглотитель кислых газов ПКГ-Ф [АООТ "ЭХМЗ", НПО "Неорганика". Активные угли. Эластичные сорбенты. Катализаторы. Осушители. Химические поглотители. Каталог. Черкассы, 1996, с.87], представляющий собой активный оксид алюминия, импрегнированный карбонатом калия или натрия и предназначенный для очистки воздуха от фтористого водорода в системах пылегазоочистки.

Недостатками поглотителя ПКГ-Ф являются очень низкая поглощающая способность по органическим парам из-за малой удельной геометрической поверхности микропор активного оксида алюминия и невозможность его использования в СИЗОД марки АЕ.

Известен химический поглотитель азота [RU 2171140, кл. B 01 J 20/20, 20/08, 20/02, B 01 D 53/56, 53/02, 09.08.2000], одна часть которого представляет собой активный оксид алюминия, импрегнированный перманганатом калия, другая часть - активный уголь, импрегнированный карбонатом калия в количестве 15-20 мас.%, предназначенный для поглощения оксидов азота.

Недостатком химического поглотителя является невысокая поглощающая способность по органическим парам и невозможность его использования в СИЗОД марки АЕ.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому адсорбенту является хемосорбент для очистки воздуха от кислых газов [RU 93018108, кл. B 01 D 53/02, 08.04.1993], представляющий собой активный уголь, импрегнированный карбонатом натрия в количестве 6-9 мас.%, гидроксидом калия в количестве 0,1-0,2 мас.% и предназначенный в основном для поглощения диоксида азота.

Недостатками хемосорбента являются недостаточно высокая динамическая активность по диоксиду серы, слабое влияние на поглощение кислых газов и паров небольшого количества гидроксида калия.

Известно, что предназначенные для адсорбции органических паров активные угли имеют динамическую активность по бензолу не менее 75 мин [АООТ "ЭХМЗ", НПО "Неорганика". Активные угли. Эластичные сорбенты. Катализаторы. Осушители. Химические поглотители. Каталог. Черкассы, 1996, с.8-33].

Перед авторами стояла задача - разработать адсорбент на основе активного угля для снаряжения СИЗОД марки АЕ для поглощения смеси органических паров и кислых газов и паров с достаточно высоким временем защитного действия по каждому классу веществ с исключением приготовления раствора углекислого аммиаката меди и внесения канцерогенных соединений хрома и дорогих соединений серебра.

Результат достигается тем, что в адсорбенте для СИЗОД, содержащем активный уголь и карбонат натрия, используют карбонат калия вместо карбоната натрия или дополнительно к нему при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Карбонат натрия и/или калия - 9,5-14,5
Активный уголь - Остальное
Отличие предлагаемого адсорбента заключается в том, что:
- в качестве взаимозаменяемого компонента в адсорбенте используется карбонат калия;
- адсорбент для СИЗОД марки АЕ содержит карбонат натрия и/или калия в количестве 9,5-14,5 мас.%.

Активный уголь в предлагаемом адсорбенте обеспечивает поглощение органических паров.

Карбонат натрия и/или калия в предлагаемом адсорбенте обеспечивает поглощение кислых газов и паров. Отличительной особенностью карбоната калия является его более высокая, чем у карбоната натрия, растворимость в воде при 20^oС, что исключает подогрев раствора для получения адсорбента.

Предлагаемый адсорбент получают следующим образом.

Готовят раствор карбоната натрия и/или калия. Активный уголь пропитывают водным раствором карбоната натрия и/или калия. 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.

Хемосорбент для очистки воздуха от кислых газов, изготовленный по прототипу и испытанный в аналогичных с предлагаемым адсорбентом условиях, имеет динамическую активность по диоксиду серы 26-39 мин, по бензолу 85-83 мин.

Адсорбент для средств защиты органов дыхания, изготовленный по первому аналогу и испытанный в аналогичных с предлагаемым адсорбентом условиях, имеет динамическую активность по диоксиду серы 40-50 мин, по бензолу 80-75 мин.

Данные о поглотительной способности по диоксиду серы предлагаемого адсорбента для СИЗОД представлены в табл.1.

Из таблицы 1 видно, что предлагаемый адсорбент для СИЗОД марки АЕ имеет динамическую активность по диоксиду серы:
- выше уровня прототипа при содержании карбоната натрия и/или калия 9,5-14,5 мас.%;
- на уровне первого аналога при содержании карбоната натрия и/или калия 9,5-13,0 мас.%;
- выше уровня первого аналога при содержании карбоната натрия и/или калия 13,0-14,5 мас.%.

Уменьшение содержания карбоната натрия и/или калия менее 9,5 мас.% приводит к уменьшению динамической активности по диоксиду серы до уровня прототипа и ниже.

Увеличение содержания карбоната натрия и/или калия выше 14,5 мас.% нецелесообразно, так как приводит к незначительному увеличению динамической активности по диоксиду серы при 17,0 мас.% и дальнейшему ее снижению более чем в два раза при 23,0-25,0 мас.%.

Данные о поглотительной способности по бензолу предлагаемого адсорбента для СИЗОД представлены в табл.2.

Из таблицы 2 видно, что предлагаемый адсорбент для СИЗОД марки АЕ с содержанием карбоната натрия и/или калия 9,5-14,5 мас.% по динамической активности по бензолу находится на уровне активного угля, предназначенного для адсорбции органических паров.

Использование в качестве предлагаемого адсорбента для СИЗОД марки АЕ активного угля, импрегнированного карбонатом натрия и/или калия в интервале 9,5-14,5 мас. %, позволяет получить адсорбент с динамической активностью по диоксиду серы выше уровня прототипа и первого аналога, по бензолу - на уровне прототипа и первого аналога с исключением приготовления раствора углекислого аммиаката меди и внесения канцерогенных соединений хрома и дорогих соединений серебра.

Предлагаемый адсорбент для СИЗОД марки АЕ обладает достаточно высоким временем защитного действия по смеси органических паров и кислых газов и паров по каждому классу веществ.

Предлагаемый адсорбент был изготовлен в опытных партиях и испытан в условиях лаборатории. Адсорбентами из опытных партий снаряжались серийно выпускаемые СИЗОД и испытывались в условиях лаборатории на соответствие требованиям ГОСТ Р 12.4.193-99 для марок А1Е1, А2Е2, А3Е3.

Планируется с 01.01.2003 г. серийный выпуск предлагаемого адсорбента и СИЗОД, снаряженных предлагаемым адсорбентом.

Изобретение относится к производству адсорбентов на угольной основе, предназначенных для поглощения органических паров (бензол, толуол, циклогексан и т.п.) и кислых газов и паров (диоксид серы, хлористый водород, фтористый водород и т.п.). Адсорбент содержит, мас.%: карбонат натрия и/или калия 9,5-14,5, активный уголь - остальное. Предлагаемый адсорбент обладает достаточно высоким временем защитного действия по смеси органических паров и кислых газов и паров по каждому классу веществ. 2 табл.

Адсорбент для средств индивидуальной защиты органов дыхания, содержащий активный уголь и карбонат щелочного металла, отличающийся тем, что в качестве карбоната он содержит карбонат натрия и/или калия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Карбонат натрия и/или калия 9,5 - 14,5

Активный уголь Остальное