Способ очистки газов от сопровождающих примесей Советский патент 1979 года по МПК B01D53/04 B01D183/00 

По предложенному способу ионообменная емкость волокон, благодаря весьма высокой скорости сорбции сопровождающих примесей, реализуется в динамических условиях почти полностью. Волокна используют в виде слоев нетканого материала, полученного иг лопробивным методом или в виде ткани что упрощает конструктивное оформле ние фильтрующих устройств. Аэродинамическое .сопротивление таких фильтро при скорости газового потока 10 см/с и толщине слоя 1 см составляет около 10 мм вод.Ст. Ионообменная емкость волокон, используемых по предлагаемому способу составляет в ОН-форме 2,5-3 мг-экв/г Их удельная-сорбционная емкость по HF при газоочистке зависит от исходной концентрации HF в очищаемых газа и в исследованном интервале онцентраций составляет от.12 вес.% при 50 22 вес.% при 1 г7м воздуха (влажность 50 отн.%) Благодаря весьма высокой скорости сорбции HF предлагаемым сорбентом, указанная емкость реализуется почти полностью, как емкость до проскока (при контрольном уровн 0,5 мг/м) в слое нетканого полотна развесом 1 кг/м и более при скорости газово потока до Ю см/сек. Водная регенерация волокон, насыщенных HF, при расходе воды 2030 мл/г, позволяет вымыть HF до оста точного содержания F в волокне 4-5 вес.%. Регенерированное волокно во F-форме поглощает в указанных выше условиях от 8 до 18 вес.% HF. При промывке волокон, насыщенных HF, в динамических условиях и рециркуляции заключительных фракций десорбата на следующий цикл, из Процесса можно выводить, как попутный продукт, плавиковую кислоту, содержащую до 100 г/л HF. При очистке воздуха с более высокой влажностью достигается большая емкость сорбента. Сорбент по предлагаемому способу целесообразно использовать для газоочистных фильтров, преимущественно в виде нетканого полотна. Аэродинаюлческое сопротивление таких фильтро при скорости газового потока 10 см/с и толщине слоя 1 см составляет около 10 мм,вод.ст. Пример 1. Очищают воздух, содержащий 50 мг HF/нм, с температу рой и влажностью 50 отн.%, пропуская через фильтр из нетканого иглопробивного. npJj6THa;Ha основе велокон из сополимера акрилонитрила с 2-метил-5-винилпиридином (35 вес.% МВЦ), имеющих статическую обменную емкость 2,5.мг-экв/г и метрический нрме 2800.

665932 Рабочая площадь фильтрации составляет 15 см , вес волокна в рабочей части фильтра 0,76 г (развес волокна в нетканом полотне 500 г/м ), толщина фильтрующего слоя 5 мм; фильтр предварительно промыт 3%-н1ам раствором NajCOg и водой. Волокно переведено в основную форму. Воздух пропускают через фильтр со скоростью 2 л/мин. Аэродинамическое сопротивление фиЛьтра потоку воздуха составляет 0,7 мм вод.ст. До проскока HF в очищенный воздух (определение с чувствительностью; 0,5 мг HF/M) пропускают 1360 л газа, поглошая 68 мг IHF (9 вес.% по отношению к весу сорбента). До выравнивания концентрации HF в исходном и профильтрованном воздухе пропускают .дополнительно 700 л газаг. и поглощают 25. мг HF (3% к весу сорбента). Фильтр регенерируют, пропуская 30 ш воды и получая в фильтрате 60 мг HF. При повторной очистке воздуха регенерированным фильтром в тех же условиях очищают 900 л воздуха до проскока HF. Эта величина сохраняется постоянной при многократных циклах очистки воздуха и водной регенерации./ в приведенных условиях. Пример 2. Очищают воздух с . теми же параметрами тем же-сорбентся 4, что и в примере 1, но фильтр площадью 15 см состоит из двух слоев нетканого полотна развесом 1 кг/м. Вес полотна в рабочей части фильтра 2,5 г толщина слоя 20 мм. Воздух пропускают со скоростью 4 л/мин. Аэродинамическое сопротивление фильтра б мм вод.ст. До проскока HF пропускают 5,8 м . газа, поглощая 280 мг HF (11,2% к . . весу сорбента); до выравнивания концентрации HF в исходном и профильтрованном воздухе пропускают дополнительно OfS м газа и поглощают 30 мг HF (1,2 вес.%). Фильтр регенерируют, пропуская 75 мл воды и получая в фильтрате 200 мг HF.При повторных циклах очистки воздуха регенерированным фильтром (в F-форме) и водной регенерации в тех же условиях очищают 3,5-4 м газа до проскока HF, поглощая 175200 мг HF (7-8% к весу сорбента). Пример З.В условиях примера 2 , но при влажности воздуха 80 отн,% очищгиот 7 м воздуха до проскока HF, поглощая 350 мг HF (14% к весу волокна), а после водной регенерации очищают 5 воздуха (емкость сорбента 10 вес.%). П р и м е р 4, В условиях примера 2, но при концентрации HF в исходном воздухе 500 мг/м, очищают до проскока 960 л газа , поглощая 480 мг HF (19% к: весу сорбента) о При водной регенерации 100 мл воды вымывают 5, , 380 мг HF, причем первые 10 мл фильт рата содержат 25 г/л HF,, В последующих циклах очистки воздуха в тех же условиях регенерированный фильтр (в F-форме) очищает 750-800 л воздуха того же состава. При рециркуляции фильтрата от регенерации на вымывание HF в последующих циклах достигается концентрация HF в первых фракциях фильтрата 100 г/л. Пример 5. В качестве сорбен та используют нетканое полотно из во локон, синтезированных путем сополимерации акрилонитрила и винилпиридина с последующей обработкой эпихлоргидрином. Удельная емкость сорбента по сильноосновным группам 1,0 мг-экв/г, полная емкость 2,5 мг-экв/г; влажность волокна в ОН-форме 12 вес.%, метрический номер 2400. Нетканый материал, изготовлен ный иглрпробивньм методом, имеет развес. 1600 толщину 6 мм, объем ную массу 0,10 г/см. В фильтр помещают два слоя нетка ного полотна. Площадь фильтрации составляет 15 см , вес материала в фильтрующем слое 1,8 г. Пропускают газо-воздушную смесь, содержащую ОД мг/л С1о, с относительной влажностью 70% (при 20°С) . Скорость фильтрации 2 л/мин, или 2 см/сек. Время защитного действи.я (до проскока хлора, равного 0,001 мг/л) составляет 6 часов, что соответству очистке 720 л воздуха и сорбции 75 мл Cl2 (40 мг/г сорбента). Сопрот;ивление слоя потоку газа состав ляет 2 мм вод.ст.. . Регенерацию проводят 100 мп 0,1 н.раствора NaOH, после чего сор бент полностью восстанавливает сорб ционные свойства. При многократном использовании материала в цикле сор ции хлора-регенерация разрушения сорбента не происходит. Расход NaOH или Na/,CO на регенерацию может бцть сокращен до 1,5 г-экв на 1 яильноосновных групп сорбента, при рециркулировании заключительных фракций фильтрата при {дегенерации. Предлагаемый способ может быть использован для очистки отходящих, вентиляционных и технологических I «:-и....;;:: 2 k v6,v.. ----Ui. : /JT-Д га,зов от вредных газообразных парообразных примесей. Он может быть применен на предприятиях цветной и черной металлургии, химической промышленности и других отраслях народного хозяйства. Формула изобретения 1.Способ очистки газов от сопровождающих примесей, преимущественно фтористого Ёодорода и хлора, путем фильтрации их через слой волокнистого анионообменногр сорбента, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки и возможности многократного использования сорбента, в качестве последнего используют структурированное волокно из сополимера акрилонитрила и винилпиридина, а отработанный сорбент подвергают жидкостной обработке. 2.Способ ПОП.1, отличающийся, тем, что, с целью расширения пределой влагосодержания газов,очищаемых йт фтористого водорода, отработанный сорбент обрабатывают водой, 3.Способ по п. 1, о т л и ч а ю ад и и с я тем, что, с целью упроЦения регенерации сорбента, используемого для поглощения хлора, в качестве сорбента берут структурированное волокно из сополимера акрилонитрила и винилпиридина, модифицированное эпи:ХЛОРГИДРИНОМ. Источники инофрмации, принятые во внимание при экспертизе 1 . Вулих ;.И. и др. Докл. ДН СССР 175, 105 (1967 г.). 2.Авторское свидетельство СССР № 327936, кл. В 01 D 33/04, 18.04.72. 3.Вулих А.И. и др. Докл. АН СССР т.160 1072 (1965). 4.Чернова С.П., Ксензенко В.И., Химическая промышленность, 1967, № 5, С.368. 5.Эннан и.и, сб.III Всесоозный симпозиум по химии неорганических фторидов ,. Одесса, 1972,