Фильтрующий материал Советский патент 1992 года по МПК B01D39/00 B01D39/16 B01D53/02 

Изобретение касается очистки газовых сред и может быть использовано при изготовлении сорбционно-фильтрующих элементов фильтров в различных отраслях народного хозяйства, в частности в производстве азотной кислоты.

Целью изобретения является повышение эффективности очистки тонкодисперсных газовых смесей, в частности атмосферного воздуха, от химических примесей и снижение гидравлического сопротивления фильтрующего материала.

Цель достигается использованием фильтрующего материала, содержащего в качестве верхнего и нижнего слоев соответственно процесс из отходов производства ПАН-волокна с удельной гтоверхностью 120-140 и прочес из отходов производства полиэфирного волокна, а в качестве

углеродсодержащего сорбента - нетканый материал из активированного углеродного волокна (АУВ) со степенью обгара 60-65%, причем общая высота фильтрующего слоя 0,35-0,45 м при соотношении слоев, считая сверху, соответственно. об.%; 58,067,5:0,4-0,6:41,6-31.9.

Экспериментальные данные по эффективности очистки воздуха на материале представлены в примерах и в табл. 2,3. Все образцы испытаны на лабораторном стенде, включающемфильтровальны аппарат с площадью фильтрования 1 м , содержащий горизонтальную опорную решетку,на которую помещен фильтрующий материал. Запыленный воздух со скоростью 0,45 м/с вводится в аппарат сверху. Воздух забирали с промплощадки Ч- реповецкого азотнотукового завода и в течение года он имел средНИИ состав, %: Fe 21,88; Са 14,45: Si 2.3; Ml следы; MnO,19; Cr следы; Mg 2,04; A 1,59; С 57,55, при общей запыленности в течение года 0,1-2,5 мг/м. Кроме того, в воздухе присутствовали химические примеси, мг/м ; соединения серы 0-4; фосфора 0.020,47, Содержание механических примесей до и после фильтра определяли с помощью сметчика аэрозольных частиц АЗ-6, а химических - фотоколориметрическим методом.

Фракционный состав атмосферного воздуха на промплощадке Череповецкого азотнотукового завода, измеренный в разное время года, приведен в табл. 1.

В описании приведена суммарная эффективность очистки от механических примесей, рассчитанная с учетом фракционной очистки и фракционного состава по извест ной формуле.

Приведенные значения эффективности очистки как по механическим, так и по химическим примесям - есть средняя величина между эффективностями на чистом и запыленном до 1000 Па фильтре.

Пример 1 (прототип). В качестве фильтрующего материала используют материал, включающий последовательно чередующиеся слои из ПТФЭМ и ДУВ, причем верхний и нижний слои из ПТФЭМ, а ДУВ имеет степень обгара 27% при плотности его упаковки 400 кг/м, обработанный острым паром пари 180°С с последующей сушкой горячим воздухом.

Запыленный воздух фильтруют со скоростью 0.45 м/с, высота фильтрующего слоя 0,15м. Степень очистки, %: от механических прммесей 91; от S02 13; РНз 9; гидравлическое сопротивление 920 Па.

Пример 2. Воздух фильтруют со скоростью 0.45 м/м через фильтрующий материал высотой 0,4 м при объемном соотношении слоев 62,5:0,5:37,0. плотность набивки первого слоя 10 кг/м , третьего,20 поверхностная плотность второго 0,05 кг/м. Удельная поверхность ПДН-волокна-130 , степень обгара ДУВ 63%. Степень очистки, %: от механ ических примесей 85,0,-от S0243,0;ot РНз36,7, гидравлическое сопротивление 405 Па. Срок службы фильтра 1 год.

Отходы производства ПДН-волокна ПО Нитрон (Саратов) имеют удельную поверхность по метанолу 10-21 м/г.

Увеличение отдельной поверхности отходов производства ПАН-волркна достигается путем сочетания гидротермической обработки с термообработкой в присутствии органических соединений, растворимых в воде.

Результаты опытов 3-17 приведены в абл. 2, Во всех опытах плотность набивки первого и третьего слоев и скорость воздуха аналогична опыту 2.

Пример 18, Воздух фильтруют со

скоростью 0,45 м/с через фильтрующий маериал высотой 0,4 м при следующем объемном соотношении слоев: объем слоя прочеса из отходов производства ПАН-волокна: объем слоя нетканого материала из АУВ: объем слоя прочеса из отходов ПЭ-волокна 62,5:0,5:37,0, Плотность набивки слоя прочеса из отходов производства ПДН-волокна 10 кг/м, ПЭ-волокна 20 кг/м(аналогично опытам 2-17), поверхностная плотность слоя неткахого материала из ДУВ 0,05 кг/м. Уцельная поверхность ПДН-волокна 130 м /г, степень обгара ДУВ 63%, первый слой из ПЭ-волокна, затем ДУВ, затем

ПАН-ВОЛОКНО. Эффективность очистки, %: от

механических примесей 84,8; от SOa 35; от

РНз 30, гидравлическое сопротивление 405

Па, ,

Опыты 19-22 приведены в табл. 3, в

которых тоже изменяют компоновку слоев. При прохождении очищаемого воздуха вначале через слой прочеса из отходов производства ПЭ-волокна (оп.18) очистка от механических примесей в нем оказывается

недостаточной для обеспечения сорбции химических примесей в слое нетканого материала из АУВ, а значит, не достигается норма по химическим примесям, хотя очистка от механических примесей достаточно

высока.

При расположении нетканого материала из АУВ первым по ходу газа - низкая, эффективность очистки по химическим примесям, т.е. не достигается существующая

норма в воздухе по S02 и РНз {оп. 19 и 20), В случае размещения прочеса из отходов производства ПАН-волокна за слоем нетканого материала из ЛУВ (оп, 18-20) сорбция химических примесей непосредственно а

нем снижается. Если нетканый материал из АУВ располагается последним по ходу газа, то низкая очистка от механических примесей (оп,21,22),

Формула изобретения

Фильтрующий материал, включающий верхний и нижний слои из синтетического материала, между которыми расположен углеродсодержащий сорбент, отличающии с я тем, что, с целью повьгшения эффективности процесса очистки тонкодисперсных газовы( смесей от химических примесей и снижения гидравлического сопротивления фильтрующего материала, в качестве верхнего слоя используют прочес

из отходов производства полиакрилонитрильного волокна с удельной поверхностью 120-140м /г, в качестве нижнего слоя прочес,из отходов производства полиэфирного волокна, а в качестве углеродсодержащего сорбента - нетканый материал из

активированного углеродного волокна со степенью обгара 60-65%, причем общая высота фильтрующего слоя 0,35-0,45 м при объемном соотношении слоев, считай сверху, соответственно 58,0-67,5:0,4-0,6:41,631,9.

Изобретение относится к очистке газовых сред от механических и химических при- месей; Целью изобретения является повышение эффективности очистки от химических примесей и снижение гидравлического сопротивления. Цель достигается применением фильтрующего трехслойного материала, включающего слой из отходов производства полиакрилонитрильного волокна с удельной поверхностью 120-140 м^/г, нетканый материал из активированного углеродного волокна со степенью обгара 60- 65% и слой из отходов производства полиэфирного волокна при общей высоте фильтрующего слоя 0,35-0,45 м и соотношении слоев соответственно, об.%: (58,0- 67,5);

Таблица 1

Таблицах