СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ СИСТЕМЫ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА, ИСПОЛЬЗУЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИЮ КОРОТКОЦИКЛОВОЙ БЕЗНАГРЕВНОЙ АДСОРБЦИИ, ОТ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ОБЩЕТОКСИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ Российский патент 2009 года по МПК G01N1/00 

Изобретение относится к области исследования материалов и изделий с помощью технических (химических) средств, а именно к созданию экспериментального способа определения защитных свойств систем очистки воздуха, использующей технологию короткоцикловой безнагревной адсорбции.

Известно, что одним из перспективных способов очистки воздуха от физиологически-активных веществ (ФАВ), как у нас в стране, так и за рубежом, является короткоцикловая безнагревная адсорбция [1]. Принцип действия указанного способа очистки воздуха основывается на изменении направления движения воздушных масс в системе и циклической смене режимов работы адсорберов, включающей адсорбцию и десорбцию различных вредных примесей.

В настоящее время определение защитных свойств различных систем и средств очистки воздуха основано на создании исходных (стандартных) смесей вредных веществ на входе в оцениваемое устройство и определении их наличия на его выходе путем аспирации оцениваемых воздушных масс через ту или иную поглотительную среду [2, 3]. При этом создание исходных смесей ФАВ на входе оцениваемого устройства, имеющего большой объемный расход воздуха, проводится динамическими методами, позволяющими подавать загрязненную воздушную смесь на его адсорбционно-каталитическую систему в течение продолжительного отрезка времени. На выходе оцениваемого устройства, вещества, в различном агрегатном состоянии, улавливаются из воздуха жидкими или твердыми адсорбентами или абсорбентами, в которых определяемое вещество растворяется или химически (физически) связывается.

При всех несомненных достоинствах данный способ определения защитных свойств неприемлем для систем очистки воздуха, использующих технологию короткоцикловой безнагревной адсорбции. Основными причинами этого целесообразно считать:

использование для создания исходных (стандартных) смесей вредных веществ прямоточных барботеров, не позволяющих учитывать способность некоторых адсорбатов к реакции гидролиза с влагой окружающей среды;

применение динамических трубок или дрекселей в качестве технических устройств отбора проб зараженности воздуха, что не позволяет с необходимой оперативностью и минимальной погрешностью проводить аспирацию и как следствие количественный химический анализ;

отсутствие возможности отбора проб зараженности непосредственно из адсорберов или воздуховодов оцениваемого устройства вследствие наличия высокого давления в указанных составных элементах и короткого промежутка времени смены стадий адсорбции и десорбции.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа определения защитных свойств систем очистки воздуха, использующих технологию короткоцикловой безнагревной адсорбции от физиологически-активных веществ общетоксического действия.

Поставленная задача достигается тем, что в заявляемом способе определение защитных свойств вышеуказанных систем, проводится в следующей последовательности:

подача газа-разбавителя в узел дозирования;

формирование смеси ФАВ и газа-разбавителя в узле дозирования;

отбор проб загрязненности и определение концентрации ФАВ в воздушной смеси на входе системы очистки воздуха;

адсорбция загрязненной воздушной смеси в одном из адсорберов системы очистки воздуха и параллельная десорбция адсорбтива адсорберами, не задействованными в этот момент в очистке воздуха;

отбор проб загрязненности и определение концентрации ФАВ в воздушной смеси на выходе системы очистки воздуха.

Исходя из вышеизложенного формирование смеси ФАВ и газа-разбавителя осуществляется в контейнере-носителе узла дозирования. Конструкция данного узла позволяет проводить предварительную осушку газа-разбавителя в дополнительно установленном на входе в него осушительном патроне, снаряженном селикагелем, активированным углем-катализатором или другим высокоэффективным адсорбентом.

Отбор проб воздуха для анализа его загрязненности проводится динамическим методом путем револьверного принципа подачи в специализированную аспирационную систему необходимого (дозированного) количества адсорбата. Указанная аспирационная система позволяет с высокой интенсивностью проводить отбор проб зараженности в условиях наличия высокого давления в воздушных магистралях системы очистки воздуха. Рассмотренная специализированная аспирационная система представляет собой особый металлического барабана, оборудованный системой крепежа пробоотборных элементов (динамических патронов) или шприцов хроматогрофа, закрепленный на валу электродвигателя, и соединенный с реле-регулятором, задающим режимы работы системы аспирации. По истечении времени аспирации реле-регулятор подает команду на электродвигатель, который, в свою очередь, приводит в движение барабан, после чего закрепленный пробоотборный элемент извлекается из воздуховода или адсорбера (в зависимости от места его внедрения) и поступает в аналитическую лабораторию.

Эффективность работы барабанной аспирационной системы в основном достигается за счет использования высокопрочных динамических патронов (полые стеклянные цилиндры длинной 60 мм и поперечным диаметром 7 мм), имеющих систему стабилизации (удерживания) адсорбента, или пробоотборных шприцов из состава хроматоргафа любой марки и типа.

Рассмотрим более подробно основные этапы предлагаемого способа определения защитных свойств систем очистки воздуха, использующих технологию короткоцикловой безнагревной адсорбции от физиологически-активных веществ общетоксического действия.

Подача газа-разбавителя в узел дозирования производится от компрессионного устройства (нагнетателя) через ресивер, сглаживающий возможные пульсации и способствующий подаче постоянного воздушного потока в контейнер-носитель. Кроме того, непосредственно перед подачей в контейнер-носитель, газ-разбавитель проходит стадию осушки в осушительном патроне, описанном выше.

Осушенный постоянный поток газа-разбовителя поступает в контейнер-носитель, где методом продувки над слоем ФАВ, создается концентрация примеси в газе-разбавителе, близкая к возможной концентрации в воздухе. Образующаяся смесь газа-разбавителя и ФАВ через систему воздуховодов под давлением поступает в концентрационную камеру, оснащенную револьверным проботборным устройством, предназначенным для аспирации первоначальной (исходной) концентрации вредной примеси в газе-разбавителе на динамические патроны.

После этого смесь газа-разбовителя и вредной примеси проходит стадию резделения в оцениваемой системе очистки воздуха, использующей технологию короткоцикловой безнагревной адсорбции. Отбор проб загрязненности газа-разбавителя на выходе из оцениваемого устройства проводится также динамическим методом с помощью револьверного пробоотборного устройства. В условиях постоянных перепадов давления процесс аспирации осуществляется с использованием системы ресиверов, сглаживающих пульсации очищенного газа-разбавителя.

Определение защитных свойств системы очистки воздуха, использующей технологию короткоцикловой безнагревной адсорбции, проводится путем сравнения токсической дозы ФАВ в анализируемом воздухе на выходе из оцениваемого устройства с ее критериальным значением, регламентированным нормативной документацией.

Для подтверждения возможности осуществления изобретения проведем определение защитных свойств системы очистки воздуха, использующей технологию короткоцикловой безнагревной адсорбции, от вредной примеси дихлорэтана, отнесенной к категории плохосорбируемых.

Производительность оцениваемой системы очистки воздуха по газу-разбавителю составляет 10 л·мин^-1 при номинальной производительности системы, составляющей 25 л·мин^-1 (поток очищенного газа-разбавителя с объемным расходом 15 л·мин^-1 используется для регенерации адсорберов, заполненных адсорбентом).

Результаты определения защитных свойств системы очистки воздуха, использующей технологию короткоцикловой безнагревной адсорбции представлены в таблице.

Таблица -
Результаты определения защитных свойств системы очистки воздуха, использующей технологию короткоцикловой безнагревной адсорбции от дихлорэтанаВремя от начала определения, минИсходная концентрация вредной примеси, мг·л^-1Концентрация вредной примеси на выходе из оцениваемого изделия, мг·л^-1Доза ^*) вредной примеси на выходе из оцениваемого изделия, мг· мг·л^-1Доза ^*) вредной примеси, регламентированная документацией, мг·мг·л^-11019,51,0·10^-51,0·10^-4 2019,52,3·10^-42,4·10^-34,1·10^-23021,51,2·10^-33,6·10^-2 *) в данном случае под дозой понимается количественная токсичность вредной примеси в газе-разбавителе

Анализ данных, представленных в таблице, показывает, что предлагаемый способ позволяет эффективно определять защитные свойства систем очистки воздуха, использующей технологию короткоцикловой безнагревной адсорбции. При этом следует подчеркнуть, что предложенный способ учитывает способность некоторых вредных примесей к реакции гидролиза с влагой окружающей среды и перепады высокого давления в воздуховодах оцениваемого устройства в короткий промежуток времени.

Таким образом, приведенные выше данные свидетельствуют, что заявляемый способ имеет явные преимущества перед прототипом и позволяет осуществлять определение защитных свойств систем очистки воздуха, использующих технологию короткоцикловой безнагревной адсорбции от физиологически-активных веществ общетоксического действия.

Достигаемый положительный эффект обеспечивается тем, что формирование смеси газа-разбавителя и вредной примеси осуществляется в контейнере-носителе методом продувки осушенного газа-разбавителя над слоем ФАВ, а отбор проб для анализа осуществляется динамическим методом путем использования револьверной аспирационной системы.

Литература

1. Н.В.Кельцев. Основы адсорбционной техники. - М.: Химия, 1984. С.216-224.

2. С.И.Муравьева, М.И.Буковский, Е.К.Прохорова. Руководство по контролю вредных веществ в воздухе рабочей зоны. - М.: Химия, 1991. С.15-30, 92.

3. Е.А.Перегуд. Санитарно-химический контроль воздушной среды. - Л.: Химия, 1978. С.7.

Изобретение может быть использовано при исследовании воздуха в производственных помещениях. Смесь воздуха с физиологически-активным веществом (ФАВ) общетоксического действия формируют в контейнере-носителе методом продувки осушенного воздуха над слоем ФАВ. Определяют концентрацию ФАВ на выходе системы очистки воздуха, использующей технологию короткоцикловой безнагревной адсорбции, и отбирают пробы очищенного воздуха динамическим методом. Воздушные массы подвергают аспирации через поглотительную среду. Изобретение позволяет удалить из воздуха грубодисперсные примеси и мелкодисперсные аэрозоли, исключить взаимодействие ФАВ с влагой воздуха. 1 табл.

Способ определения защитных свойств систем очистки воздуха путем формирования его смеси с физиологически активным веществом, определения его концентрации в воздухе на входе системы очистки, последующего отбора проб на выходе системы очистки и аспирации воздушных масс через поглотительную среду, отличающийся тем, что смесь воздуха и физиологически активного вещества общетоксического действия формируют в контейнере-носителе методом продувки осушенного воздуха над слоем физиологически активного вещества, в системе очистки воздуха используют технологию короткоцикловой безнагревной адсорбции, а отбор проб очищенного воздуха для анализа проводят динамическим методом.