Импрегнированный осушитель и способ его получения Советский патент 1991 года по МПК B01D53/28 

Изобретение относится к составам и способам получения осушителей воздуха, применяемых в противогазовой технике, в частности в фильтрующих самоспасателях, в системах осушки СОа-лазеров.

Целью изобретения является увеличение динамической активности осушителя в условиях многоцикловой работы.

Пример1.90г аэросила с удельной поверхностью 150 м2/г смешивают со 100 г 10%-ного водного раствора полиакриламида - ПАА (10% ПАА и 90% аэросила), гранулируют на шнековом грануляторе, диаметр гранул 2 мм, термообрабатывают при 160°С в течение 4 ч.

Определяют влагоемкость по стандартной методике. Она равна 1,0 см3/г. Удельную поверхность полученного носителя определяют методом тепловой десорбции аргона. Она равна 150 м2/г. По стандартной методике определяют механическую прочность на истирание. Она равна 78%. Затем 50 г гранул заливают 50 см3 40%-ного раствора хлористого лития (плотность раствора

1,254 г/см3) и сушат при 150°С в течение 1 ч. Полученный осушитель содержит 28,5% LICI. 64,3% аэросила и 7,2% ПАА.

Полученный образец испытывают с гоп- колитовой шихтой, начальная концентрация окиси углерода 6.2 мг/л, конечная (проско- ковая) 0,25 мг/л, относительная влажность воздуха 90% при 20+3°С. Скорость пульсирующего потока 30 л/мин. Затем полученный осушитель подвергают 10 циклам сорбции-десорбции паров (десорбция - нагревание до 150-160°С и выдерживание в течение 1 ч) и вновь испытывают с гопколи- товой шихтой.

Результаты синтеза и исследования свойств осушителя приведены в табл.1.

Как видно из табл.1, при содержании в осушителе ПАА менее 3 мас.% (пример 8) уменьшается механическая прочность осушителя, при содержании более 12 мас.% (пример 9) уменьшается емкость (падает динамическая активность осушителя) и кинетика сорбции (Ј уменьшается).

При содержании аэросила в осушителе более 76% (пример 6) уменьшается механическая прочность, при содержании аэросила менее 51 мас.% (пример 19) уменьшается динамическая активность и кинетика сорбции (Ј - степень использования динамической емкости снижается до 0,45).

При содержании галогенида щелочного или щелочно-земельного металла более 40% (пример 15) осушитель невозможно использовать для многоцикловой работы, происходит вымывание раствора из пористой структуры на поверхность и оплывание зерна. При содержании галогенида щелочного или щелочноземельного металла менее 20 мас.% (пример 16) уменьшается динамическая активность.

Увеличение удельной поверхности носителя 200 м /г (пример 6) приводит к невозможности его использования при многоцикловой работе. Уменьшение удельной поверхности носителя осушителя (меньше 90 м /г) приводит к ухудшению кинетики сорбции паров воды и динамической активности (пример 5).

Процентное содержание компонентов носителя осушителя определяется его механической прочностью (примеры 4 и 8) и достаточной удельной поверхностью носителя (примеры 9 и 16).

Уменьшение удельной поверхности аэросила (менее 100м /г) приводит к уменьшению удельной поверхности носителя осушителя (пример 5), что приводит в итоге к ухудшению кинетики сорбции и динамической активности. Увеличение удельной поверхности аэросила (более 200 м2/г) приводит к увеличению удельной поверхности носителя (более 200 м /г, пример 7), и в итоге к невозможности использования полученного осушителя в условиях многоцикловой работы.

При термообработке гранул носителя при температуре менее 160°С (пример 10) образец невозможно использовать при

0 многоцикловой работе из-за того, что он оплывает.

Термообработка носителя при более 180°С (пример 11) снижает механическую прочность на истирание и уменьшает дина5 мическую активность.

Снижение термообработки менее 2 ч (пример 12) приводит к ухудшению работы осушителя при многоцикловой работе, увеличение (более 4 ч) практически не влияет на

0 свойства осушителя, а только увеличивает время его изготовления.

Изменение соотношения обьем пор : объем пропитывающего раствора в большую или меньшую сторону от единицы ухуд5 шает динамическую активность и не позволяет использовать во многоцикловой работе.,

Характеристики качества поглотителей приведены в табд.2.

0 Таким образом, предлагаемый осушитель по сравнению с известным имеет более высокие емкостные свойства (в 1,3 раза) и лучшую кинетику при многоцикловой работе. Кроме того, значительно упрощается и

5 сокращается процесс приготовления, так как использование гидрофильного носителя для получения предлагаемого импрегниро- ванного осушителя, имеющего высокое сродство к воде, позволяет существенно со0 кратить время пропитки носителя. Этот процесс идет мгновенно, а в известном способе длится 15 мин. Кроме того, использование мезопористого носителя с узким распределением пор, а именно такой пористой структу5 рой обладают получаемые носители, позволяет проводить пропитку не в две стадии, а в одну, где обмен пропитывающего раствора берут равным объему пор носителя осушителя.

0

Формула изобретения 1. Импрегнированный осушитель, состоящий из носителя и галогенида щелочного или щелочноземельного металла, о т л и5 чающийся тем, что, с целью повышения динамической активности осушителя в условиях многоцикловой работы, в качестве носителя он содержит мезопористый сорбент на основе аэросила и полиакриламида с удельной поверхностью 90-200 м2/г при

следующем соотношении компонентов,

мас.%:

Аэросил51-76

Полиакриламйд с удельной поверхностью 90-200 м2/г3-12 Галогенид щелочного или щелочноземельного металла20-40 2. Способ получения импрегнированного осушителя, включающий приготовление

носителя и его пропитку раствором галоге0

нида щелочного или щелочноземельного металла и сушку, отличающийся тем, что, с целью повышения динамической активности осушителя в условиях многоцикло- вой работы, носитель готовят путем смешения 5-15 мас.% полиакриламида и 85-95 мас.% аэросила с удельной поверхностью 100-200 м /г с последующей грануляцией и термообработкой при 160-180°С в течение 2-4 ч, при этом объем пропитывающего раствора берут равным объему пор носителя, после чего носитель сушат.

Изобретение касается получения осушителей воздуха, применяемых в противогазовой технике, в частности в фильтрующих самоспасателях, в системах осушки СОа-лазеров. Для повышения динамической активности осушителя в условиях многоЦйкловой работы, степени ее использования, увеличения кинетики сорбции, ускорения процесса получения используют импрегнированный осушитель, содержащий галогенид щелочного или щелочноземельного металла, а в качестве носителя - мезопористый сорбент с удельной поверхностью 90-200 м /г на основе аэросила и полиакриламида. при следующем соотношении компонентов, мас.%: аэросил 51-76, полиакриламид 3-12, галогенид щелочного или щелочноземельного металла 20-40. Импрегнированный осушитель получают путем смешения полиакриламида 5-15мас.% и аэросила 85-95 мае. % с удельной поверхностью 100-200 м2/г, грануляции, термообработки при 160-180°С в течение 2-4 ч, пропитки раствором галогенидов щелочных или щелочно-земельных металлов. Объем пропитывающего раствора берут равным объему пор сорбента с последующей сушкой. Импрегнированный осушитель имеет высокие емкостные свойства и улучшенную кинетику при многоцикловой работе. Способ получения осушителя менее длительный, чем известный, за счет сокращения времени впитывания соли. 2 с.п. ф-лы. 2 табл. Ё

Таблица 2