АДСОРБЕНТ ДЛЯ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ Российский патент 2022 года по МПК B01J20/20 B01J20/02 A62B23/00 A62D9/00 

Изобретение относится к области сорбционной технике и может быть использовано в средствах коллективной и индивидуальной защиты органов дыхания человека в защитных сооружениях, герметизированных объектах вооружения и военной техники, авиационной и космической техники, в промышленных адсорберах для очистки воздуха от токсичных примесей (коллективных средствах очистки воздуха, промышленных адсорберах и т.д.) от органических паров (бензол, толуол), неорганических газов и паров (синильная кислота, хлор), кислых газов и паров (диоксид серы), паров аммиака и плохо сорбирующихся веществ типа хлорциана.

Адсорбент для средств защиты представляет собой механическую смесь из двух составляющих частей, при этом первая часть в количестве 60% об. содержит в качестве ингредиентов активный уголь, на который нанесены соединения меди в пересчете на медь (4,5-7,0) % масс., соединения хрома в пересчете на хром (1,2-2,2) % масс., едкий натр (2,5-5,0) % масс. и триэтилендиамин (0,3-1,0) % масс., а вторая часть в количестве 40% об. содержит активный уголь с массовой долей сернокислой меди (6-9) % масс.

Предлагаемый адсорбент обладает высоким временем защитного действия по органическим парам, неорганическим газам и парам, парам аммиака и плохосорбирущимся веществам и не снижает адсорбционной способности при длительном хранении.

Известен сорбент катализатор (патент RU №2083274 С1 от 05.09.1995 г., кл. B01J 20/20, С01В 31/08), полученный пропиткой активного угля раствором каталитических добавок с последующей термообработкой. В качестве пропиточного раствора берут аммиачный раствор, содержащий углекислоту (8-16) %; купранат меди (10-25) %; хром (2,0-5,0) %.

Сорбент обладает высокой сорбционной емкостью в отношении плохосорбирующихся веществ типа хлорциана, при этом адсорбция происходит за счет их разложения каталитическими добавками, наносимыми на поверхность угля.

Известен сорбент-катализатор (патент RU №2108149 С1 от 20.02.1997 г., кл. B01J 20/20, С01В 31/08), полученный пропиткой гранул основы раствором, их вылеживание и термообработку. В качестве основы берут металлосодержащий активный уголь с добавками меди, хрома и серебра, а пропитку ведут водным раствором бихромата калия и триэтилендиамина (ТЭДА) в соотношении сорбент : бихромат калия : ТЭДА 1:(0,04-0,08):(0,004-0,008).

Сорбент обладает высокой сорбционной емкостью в отношении плохосорбирующихся веществ типа хлорциана и устойчиво сохраняет сорбционную способность при длительном хранении во влажных условиях.

Недостатком данных сорбентов является минимальная адсорбционная способность в отношении паров аммиака.

Известен сорбент - катализатор (патент RU №2323877 С1 от 21.07.2006 г., кл. С01В 31/08, B01J 20/20), полученный пропиткой активного угля раствором сульфата меди с добавками молибдена, серебра и триэтилендиамина. Сорбент имеет время защитного действия по сероводороду и аммиаку при совместном их присутствии в воздухе в 3-5 раз выше чем у известных сорбентов.

Известен адсорбент для средств защиты (патент RU №2229929 С1 от 16.06.2003 г., кл. B01J 20/02, B01J 20/20, А62В 23/02), представляющий собой механическую смесь, первая часть в количестве 45-55% об. содержит в качестве ингредиентов оксиды меди в пересчете на медь (0,5-10,0) % масс. и карбонат натрия и/или калия (3,0-17,0) % масс., вторая часть в количестве 55-45% об. содержит (12,0-15,0) % масс. сульфата меди. Адсорбент обладает достаточно высоким временем защитного действия по бензолу, гидриду серы, диоксиду серы и аммиаку.

Недостатком прототипа является низкая сорбционная активность сорбента в отношении трудносорбируемых веществ (хлорциан).

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности к предлагаемому адсорбенту является адсорбент для средств защиты (патент RU 2223817 C1, B01J 20/20, B01J 20/02, А62В 23/00), представляющий собой механическую смесь, первая часть в количестве 45-55% об. содержит в качестве ингредиентов оксиды меди в пересчете на медь (0,5-10,0) % масс. и карбонат натрия и/или калия (3,0-17,0) % масс., вторая часть в количестве 55-45% об. содержит (15,0-25,0) % масс. хлорида никеля. Адсорбент обладает достаточно высоким временем защитного действия по органическим парам, неорганическим и кислым газам и парам и аммиаку.

Недостатком сорбента является отсутствие сорбционной способности в отношении трудносорбируемых веществ (хлорциан) и нестабильность сорбционных характеристик при длительном хранении во влажных условиях.

Известно, что обычные сорбенты-катализаторы на основе хлористого никеля теряют свою активность после длительного хранения, особенно во влажных условиях, что может являться причиной выхода средств защиты из строя.

Задача предлагаемого изобретения - создание сорбента, обладающего высокой сорбционной способностью в отношении паров аммиака и хлорциана и сохраняющего свои сорбционные характеристики после длительного хранения во влажных условиях.

Поставленная задача решается тем, что адсорбент для средств защиты представляет собой механическую смесь из двух составляющих частей, при этом первая часть в количестве 60% об. содержит в качестве ингредиентов активный уголь, на который нанесены соединения меди в пересчете на медь (4,5-7,0) % масс., соединения хрома в пересчете на хром (1,2-2,2) % масс., едкий натр (2,5-5,0) % масс. и триэтилендиамин (0,3-1,0) % масс., а вторая часть в количестве 40% об. содержит активный уголь с массовой долей сернокислой меди (6-9) % масс.

Первая составляющая часть предлагаемого адсорбента обеспечивает поглощение органических паров, неорганических и кислых газов и паров и плохосорбирущихся веществ (хлорциан).

Вторая составляющая часть предлагаемого адсорбента обеспечивает поглощение органических паров и паров аммиака.

Предлагаемый адсорбент обладает высоким временем защитного действия по органическим парам, неорганическим газам и парам, парам аммиака и плохосорбирущимся веществам и не снижает адсорбционной способности при длительном хранении во влажных условиях.

Формула изобретения

Адсорбент для средств защиты отличающийся тем, что представляет собой механическую смесь из двух составляющих частей, при этом первая часть в количестве 60% об. содержит в качестве ингредиентов активный уголь, на который нанесены соединения меди в пересчете на медь (4,5-7,0) % масс., соединения хрома в пересчете на хром (1,2-2,2) % масс., едкий натр (2,5-5,0) % масс. и триэтилендиамин (0,3-1,0) % масс., а вторая часть в количестве 40% об. содержит активный уголь с массовой долей сернокислой меди (6-9) % масс.

Технический результат - создание адсорбента для средств защиты, обладающего высоким временем защитного действия по органическим парам, неорганическим газам и парам, парам аммиака и плохосорбирущимся веществам и не снижающего адсорбционной способности при длительном хранении во влажных условиях.

Отличием предлагаемого технического решения от прототипа является то, что адсорбент для средств защиты представляет собой механическую смесь из двух составляющих частей, при этом первая часть предлагаемого адсорбента обеспечивает поглощение органических паров, неорганических и кислых газов и паров и плохосорбирущихся веществ (хлорциан), а вторая составляющая часть предлагаемого адсорбента обеспечивает поглощение органических паров и паров аммиака, при этом вторая часть представляет собой активный уголь с нанесенной сернокислой медью, обеспечивающей сохранение защитных свойств адсорбента в отношении паров аммиака при сорбции во влажных условиях.

Обычные сорбенты - катализаторы теряют свою активность после длительного хранения во влажных условиях, что может явиться причиной снижения защитных характеристик фильтров-поглотителей и попадания в окружающую среду вредных веществ. Предполагаемой причиной снижения защитных характеристик катализаторов на основе хлористого никеля является процесс гидролиза хлористого никеля с выделением паров соляной кислоты, которая, в свою очередь, реагирует с основным карбонатом меди, переводя его в неактивную форму.

Серная кислота, образующаяся при гидролизе сульфата меди, является нелетучей и не может вызывать дезактивацию сорбента в отношении паров аммиака.

Предлагаемый адсорбент обладает высоким временем защитного действия по органическим парам, неорганическим газам и парам, парам аммиака и плохосорбирущимся веществам и не снижает адсорбционной способности при длительном хранении во влажных условиях.

Пример 1

Были проведены испытания по времени защитного действия по парам аммиака и хлорциана адсорбентов 1 и 2 в зависимости от предварительного равновесного увлажнения.

1. Предлагаемый адсорбент, представляющий собой смесь катализаторов на основе сернокислой меди.

2. Адсорбент, представляющий собой смесь катализаторов, на основе солей хлористого никеля

Результаты представлены на графиках 1 и 2, на которых изображено:

На фиг. 1 - График 1 - Результаты испытаний Адсорбента 1 и Адсорбента 2 по аммиаку при С_нач=3,50 мг/л после равновесного увлажнения;

На фиг. 2 - График 2 - Результаты испытаний Адсорбента 1 и Адсорбента 2 по хлорциану при С_нач=4,99 мг/л после равновесного увлажнения.

Из анализа полученных данных следует, что наиболее устойчивой по защитным характеристикам после равновесного увлажнения является смесь катализаторов на основе сернокислой меди. Предполагаемой причиной снижения защитных характеристик адсорбента на основе катализаторов с хлористым никелем, является процесс гидролиза хлористого никеля с выделением соляной кислоты, которая в свою очередь реагировала с основным карбонатом меди, переводя его в неактивную форму.

Пример 2

Были проведены испытания по времени защитного действия по парам аммиака и хлорциана адсорбентов 1 и 2 после искусственного старения образцов адсорбентов.

1. Предлагаемый адсорбент, представляющий собой смесь катализаторов на основе сернокислой меди.

2. Адсорбент, представляющий собой смесь катализаторов, на основе солей хлористого никеля.

Искусственное старение моделирует процесс хранения изделий. Климатическая камера была настроена на верхний предел температурного диапазона, который устанавливается при проведении испытаний на ускоренное старение при +60 градусов, от 1-их суток до 26-ти суток.

Результаты представлены на графиках 3 и 4, на которых изображено:

На фиг. 3 - График 3 - Результаты испытаний Адсорбента 1 по хлорциану и аммиаку после климатических испытаний;

На фиг. 4 - График 4 - Результаты испытаний Адсорбента 2 по хлорциану и аммиаку после климатических испытаний.

Из анализа полученных данных следует, что наиболее устойчивым по защитным характеристикам после воздействия повышенных температур является предлагаемый адсорбент. Предполагаемой причиной снижения защитных характеристик МС-2, является все тот же процесс гидролиза хлористого никеля с выделением соляной кислоты, которая в свою очередь реагировала с основным карбонатом меди, переводя его в неактивную форму.

Предлагаемый адсорбент для средств защиты обладает высоким временем защитного действия по органическим парам, неорганическим газам и парам, парам аммиака и плохосорбирующимся веществам и не снижает адсорбционной способности при длительном хранении во влажных условиях.

Из вышеизложенного следует, что заявленные признаки позволяют решить поставленную задачу, а вся совокупность признаков является достаточной для характеристики заявленного технического решения.

Изобретение относится к области сорбционной техники и может быть использовано в средствах коллективной и индивидуальной защиты органов дыхания человека. Адсорбент для средств защиты представляет собой механическую смесь из двух составляющих частей, при этом первая часть в количестве 60 % об. содержит в качестве ингредиентов активный уголь, на который нанесены соединения меди в пересчете на медь 4,5-7,0 % масс., соединения хрома в пересчете на хром 1,2-2,2 % масс., едкий натр 2,5-5,0 % масс. и триэтилендиамин 0,3-1,0 % масс., а вторая часть в количестве 40 % об. содержит активный уголь с массовой долей сернокислой меди 6-9 % масс. Технический результат заключается в создании адсорбента для средств защиты, обладающего высоким временем защитного действия по органическим парам, неорганическим газам и парам, парам аммиака и плохосорбирующимся веществам и не снижающего адсорбционной способности при длительном хранении во влажных условиях. 4 ил., 2 пр.

Адсорбент для средств защиты, представляющий собой механическую смесь из двух составляющих частей, отличающийся тем, что первая часть в количестве 60 % об. содержит в качестве ингредиентов активный уголь, на который нанесены соединения меди в пересчете на медь 4,5-7,0 % масс., соединения хрома в пересчете на хром 1,2-2,2 % масс., едкий натр 2,5-5,0 % масс. и триэтилендиамин 0,3-1,0 % масс., а вторая часть в количестве 40 % об. содержит активный уголь с массовой долей сернокислой меди 6-9 % масс.