адсорбент для средств сорбционной техники

Формула изобретения

1. Адсорбент для средств сорбционной техники, содержащий активный уголь, соли никеля и соединения щелочных металлов, отличающийся тем, что используют соединения щелочных металлов в виде смеси хлорида и оксихлорида никеля, хлоридов, карбонатов и гидроксидов щелочных металлов переменного состава при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Хлориды и оксихлориды никеля в
пересчете на хлорид никеля	16-26
Хлориды, карбонаты, гидроксиды
щелочных металлов
в пересчете на металл	0,6-3,1
Активный уголь	Остальное

2. Адсорбент для средств сорбционной техники по п.1, отличающийся тем, что содержит активный уголь химической активации с добавками щелочных металлов с первичным объемом сорбционного пространства микропор 0,45-0,70 см³/г.

3. Адсорбент для средств сорбционной техники по п.1, отличающийся тем, что содержит собственный объем сорбционного пространства микропор в количестве 0,30-0,45 см³/г.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области сорбционной техники и может быть использовано в процессах очистки аммиака и паров органических веществ в отходящих промышленных парогазовых смесях или в фильтрующих средствах индивидуальной и коллективной защиты органов дыхания.

Известен хемосорбент для поглощения аммиака, получаемый пропиткой активного угля с суммарным объемом пор 0.85-1.2 см ³/г раствором хлорида никеля, содержащим 25-35 мас.% хлорида никеля (пат. РФ №2237513, кл. В01J 20/20, С01В 31/08, опубл. 10.10.2004).

Недостатком данного адсорбента являются низкие защитные свойства по органическим веществам.

Известен адсорбент для средств защиты органов дыхания, содержащий активный уголь с суммарной пористостью не менее 0,8 см³ /г и хлорид никеля, при дополнительном содержании хлорида кальция и следующем соотношении компонентов, мас.%:

Хлорид никеля	5-10
Хлорид кальция	10-15 (3.6-5.4 в пересчете на Са)
Активный уголь	Остальное

(Пат. РФ №2207903, кл. В01J 20/20, 20/02, A62В 23/00, опубл. 10.07.2003).

Недостатком данного адсорбента является невысокая поглотительная способность адсорбента по парам аммиака.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является адсорбент для средств сорбционной техники, содержащий активный уголь, пропитанный хлоридом никеля, и дополнительно соединения щелочных металлов в виде бромида лития, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Хлорид никеля	14-22
Бромид лития	10-16 (0,8-1,3 в пересчете на Li)
Активный уголь	Остальное

(Патент РФ №2139137, кл. В01J 20/20, С01В 31/16, А62В 23/00, публ. 10.10.1999).

Данный адсорбент имеет высокую поглотительную способность по парам аммиака, в том числе в условиях высокой влажности.

Недостатком его является недостаточно высокая сорбционная способность по парам органических веществ.

Технической задачей предлагаемого изобретения является увеличение сорбционной способности адсорбента по парам органических веществ (бензол, циклогексан и др.) при сохранении высокой поглотительной способности аммиака в условиях высокой влажности.

Техническая задача достигается тем, что адсорбент для средств сорбционной техники, содержащий активный уголь, соли никеля и соединения щелочных металлов в виде смеси хлорида и оксихлорида никеля, хлоридов, карбонатов и гидроксидов щелочных металлов переменного состава, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Хлориды и оксихлориды никеля в пересчете
на хлорид никеля	16-26
Хлориды, карбонаты, гидроксиды щелочных металлов
в пересчете на металл	0.6-3.1
Активный уголь	Остальное

Адсорбент содержит активный уголь химической активации с добавками щелочных металлов с первичным объемом сорбционного пространства микропор 0, 45-0,70 см³/г.

Адсорбент содержит собственный объем сорбционного пространства микропор в количестве 0,30-0,45 см³/г.

Отличие предлагаемого адсорбента заключается в том, что он:

- содержит в качестве активных добавок смесь хлорида и оксихлорида никеля в количестве 16-26% в пересчете на хлорид никеля, хлоридов, карбонатов, гидроксидов щелочных металлов в количестве 0.6-3.1% в пересчете на металл;

- содержит микропористый активный уголь, полученный методом химической активации в присутствии добавок щелочных металлов с первичным объемом сорбционного пространства 0,45-0,70 см ³/г;

- имеет собственный объем сорбционного пространства микропор в количестве не менее 0,30-0,45 см³ /г.

Активный уголь в предлагаемом адсорбенте обеспечивает поглощение паров органических веществ.

Хлориды и оксихлориды никеля обеспечивают эффективное поглощение паров аммиака и препятствуют образованию нерастворимых соединений никеля, которые могут блокировать доступы к микропорам.

Хлориды, карбонаты, оксиды щелочных металлов обеспечивают гидрофильность внутренней поверхности активного угля и эффективную работу адсорбента по парам аммиака в условиях повышенной влажности.

Предлагаемый адсорбент получают следующим образом.

Хлорид никеля растворяют в воде или относительно слабом растворе соляной кислоты.

Активный уголь, полученный методом химической активации с добавками щелочных металлов (в частности, карбоната калия), с объемом микропор не менее 0,45 см³/г, пропитывают либо раствором хлорида никеля в соляной кислоте, либо смесью водного раствора хлорида никеля и соляной кислоты с промежуточной термообработкой после вылеживания. Соотношение активного угля по массе в кг и пропиточного раствора по объему в дм3 берут 1:(0,5-1,0) соответственно. После окончания пропитки и вылеживания активный продукт подвергают термообработке при температуре выше 100 градусов Цельсия до достижения постоянной массы.

Данные о поглотительной способности предлагаемого и известного адсорбента приведены в таблице.

Условия испытания адсорбентов в динамических трубках следующие:

Высота слоя адсорбента - 3 см

Удельная скорость потока - 0.5 л/мин·см ²

Относительная влажность потока:

Паров аммиака при температуре 21.5 градусов Цельсия - 75,2%

Паров бензола при температуре 22.0 градусов Цельсия - 70,2

Начальная концентрация аммиака - 2.3 г/м³

Начальная концентрация бензола - 10 г/м³

Таблица
Адсорбент	Хлорид, оксихлориды никеля, мас.% в пересчете на NiCl2	Хлориды, карбонаты, оксиды калия, мас.% в пересчете на К	Динамическая активность, мин, по аммиаку	Динамическая активность, мин, по бензолу
Предлагаемый	20	1.8	92	35
	16	3.1	80	38
	15	3.1	74	38
	16	3.2	78	33
	26	0.6	93	25
	27	0.5	81	23
Прототип	20NiCl 2	1.0 LiBr	80	16

Как видно из таблицы 1, наилучший результат обеспечивается при содержании в адсорбенте хлорида и оксихлоридов никеля в количестве 20 мас.% в пересчете на NiCl₂ и хлоридов, карбонатов, гидроксидов калия в количестве 1,8 мас.% в пересчете на К.

Уменьшение содержания в адсорбенте хлоридов и оксихлоридов никеля ниже 16 мас.% в пересчете на NiCl₂ приводит к уменьшению времени защитного действия по аммиаку.

К аналогичному результату приводит уменьшение содержания соединений калия ниже, чем 0.5% в пересчете на К.

Увеличение содержания в адсорбенте хлорида и оксихлоридов никеля выше 26 мас.% в пересчете на NiCl ₂ так же, как и повышение содержания соединений калия выше чем 3.1% в пересчете на К, ведет к понижению времени защитного действия по бензолу.

Предлагаемый адсорбент по своей поглотительной способности по аммиаку в динамических условиях не уступает прототипу и значительно, в 1.5-2.3 раза, превосходит адсорбент-прототип по своей поглотительной способности по бензолу.

Предлагаемый адсорбент в динамических условиях имеет высокую поглотительную способность по аммиаку при достаточно высокой поглотительной способности по парам органических веществ в условиях высокой влажности паровоздушной смеси.

Предлагаемый адсорбент производится по несложной, воспроизводимой технологии с использованием доступного сырья.

Испытанные опытные партии предлагаемого адсорбента для снаряжения фильтров для респираторов и противогазов для охраны труда и для МЧС показали их соответствие требованиям ГОСТ Р 12.4.193-99.

На предлагаемый адсорбент в настоящее время оформляются технические условия и планируется изготовление опытных и установочных партий для снаряжения противогазовых фильтров в индивидуальных и коллективных средствах защиты.