СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АДСОРБЦИОННЫХ СВОЙСТВ АКТИВНЫХ УГЛЕЙ Советский патент 1970 года по МПК G01N5/02 

Изобретение относится к методам производственного контроля качества активных углей, применяемых в рекуперационной и противогазовой технике.

Известен динамический способ определения адсорбционных CBOHICTB активных углей по адасорбции из потока паров модельного вещества, например бензола. Дина-мические испытания обладают рядом недостатков: опыт длится обычно более часа, на результат влияет много факторов (зернение, качество уплотнения угля в динамической трубке, колебания ско-рости, температуры и других услов-ий опыта, субъективлая оценка момента проюкока). Точность определения динамической активности ±100/0.

При динамических испытаниях по бензолу индикатором проскока служит раствор нитрита натрия в концентрированной серной кислоте, что неудобно с точки зрения техники безопасности.

Цель изобретения - создание простого и ускоренного метода, доступного любой заводской лаборатории, позволяющего определять параметры, выражающие более четко адсорбг.иоиные свойства угля. В качестве таких параметров могут быть приняты, например, максимальная статическая емкость угля по беязолу (при концентрации, отвечающей точке начала петли сорбционного гнстерезиса) и

крутизна изотермы адсорбции бензола в ее начальной области, зависящая от доли наиболее узких пор в общем их объеме и связанная с константой «В уравнения Дубинина-

Радушкевича (1). Данные параметры характеризуют микропористую структуру в более явной форме, чем динамическая активность по бензолу, хлористому этилу или друголгу веществу.

Поставленная цель достигается следуюидами путями:

а)использованием вытекающей из уравнения адсорбции однозначной зависимости между структурной константной «В активного.угля, косвенно характеризующей крутизну изотермы, и степенью заполнения адсорбционного пространства при заданных температуре и концентрации;

б)применением умеренно сорбирующегося вещества при сравнительно высокой концентрации (например, хлористого этила при 10 мг/л, что позволяет моделировать точку изотермы адсорбции стандартного вещества- бенозла, отвечающего начальной обл-асти (соответственнаяконцентрациябензола

0,082 мг/л), и в то же время достигнуть насыщения за несколько минут;

ванием и донасыщением паром хорошо сорбирующегося вещества, например бензола, при условиях, отвечающих точке начала петли гистерезиса (концентрация бензола 54±2 мг/л). По суммарному привесу легко определяют статическую емкость, которая по физическому смыслу близка к максимальной величине адсорбции пр-и заполнении бензолом всего адсорбционного пространст(ва. Точное определение последней величины требует длительных экаперИМентов и сложных расчетов, но для производственного качества угля это не нужно.

Отношение первого привеса к суммарному (в процентах или долях единицы) непосредственно принимают за меру крутизны изотермы. По физическому смыслу эта величина близка к степени заполнения адсорбционного пространства при данных условиях опыта;

г) насыщением навески угля парами адсорбирующихся веществ в динамических условиях, т. е. путем продувки потоком сухого воздуха с известной концентрацией данного пара до постоянного веса; равновесие достигается менее чем за 10 мин.

Благодаря тому, что отпадает неабходимость в индикации проскока, упрощаются методика И Спытан1Ия и аппаратура.

Во избежание искажений, которые может внести Б результате выдувание нервого компонента во время дона1сыщения навеси вторым, выбирают два компонента с близкими плотностями в конденсированной (жидкой и, соответственно, адсорбированной) фазе. Этому условию отвечают, например, хлористый этил и бензол (плотности при 20°С составляют 0,892 и 0,879 г/см соотаетствеино).

Пример. Навеску сухого угля (примерно 3 г) помещают во взвещенную динамическую трубку такого сечения, чтобы высота слоя зерен составляла 6-8 мм. Через слой угля пропускают в течение 10 мин. с удельной скорОстью от 0,5 до 1 л1минсм поток сухого воздуха, содержащего 10±1 мг1л хлористого этила, при температуре 20±1°С. Затем, взвесив трубку, пропускают через нее при тех же

з словиях смесь воздуха с парами бензола при концентрации 54±2 мг1л, соответствующей на изотерме точке начала петли гистерезиса. Делением суммарного привеса на первоначальную навеску находят статическую емкость в

мг1г, а отношение первого привеса к суммарному дает показатель мрутизны изотермы.

Общая продолж ительно сть анализа, включая предварительные операции и расчеты, 30-40 мин.

В таблице приведены результаты определения предлагаемых параметров наряду с принятыми в настоящее время показателями.

Предмет и з о б р е т е я и я

Способ определения адсорбционных свойств активных углей, при котором навеску угля насыщают паром модельного вещества, например бензола, из потока воздуха и взвешивают, отличающийся тем, что, с целью повышения

точности измерений и ускорения анализа, уголь предварительно насыщают быстросорбирующи1мся веществом, плотность которого в адсорбированном состоянии близка к плотности модельного вещества, например хлористым этилом, с последующим донасыщением этой же навеоки угля паром бензола, и по результатам измерения судят об адсорбционных свойствах угля.