способ очистки воздуха от примесей
Классы МПК: | B01D53/00 Разделение газов или паров; извлечение паров летучих растворителей из газов; химическая или биологическая очистка отходящих газов, например выхлопных газов, дыма, копоти, дымовых газов, аэрозолей |
Автор(ы): | Тиунов Л.А., Баньковский А.А., Островский Ю.М., Аверин В.А., Иванова В.А. |
Патентообладатель(и): | Институт биохимии АН Белоруссии |
Приоритеты: |
подача заявки:
1984-10-29 публикация патента:
20.01.1996 |
Сущность: воздух, содержащий примеси альдегидов и спиртов, подвергают контактированию с многослойным силикагелем, предварительно обработанным тетраметилтионилхлоридом с концентрацией 0,03 М, взятого в 1,4 М растворе серной кислоты. 2 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ ПРИМЕСЕЙ альдегидов и спиртов контактированием с многослойным силикагелем, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки, используют силикагель, предварительно обработанный тетраметилтионинхлоридом с концентрацией 0,003 М, взятым в 1,4 М растворе серной кислоты.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области токсикологии и санитарной химии и может найти применение в гигиене труда и профилактике профессиональных заболеваний. Известен способ очистки воздуха от примесей путем пропускания через сорбирующие вещества с использованием в качестве сорбента силикагеля. Способ имеет низкую эффективность, обусловленную органической сорбционной емкостью. Цель изобретения повысить эффективность очистки воздуха в гермообъектах от вредных веществ (в частности от альдегидов и спиртов). Поставленная цель достигается тем, что альдегиды и спирты окисляют до конечного малотоксичного продукта углекислоты (по типу биокатализа). Сущность изобретения состоит в том, что для полного удаления альдегидов и спиртов из воздушной среды гермообъекта за счет их окисления до СО2 и Н2О предложено использовать на силикагеле, как сорбенте и носителе, в качестве катализатора широко распространенный искусственный краситель из класса основных, группы тиазиновых красителей тетраметилтионинхлорид (ТМТХ), обладающий фотосенси- билизирующими свойствами. Тетраметилтионинхлорид благодаря фотосенсибилизирующим свойствам на свету самопроиз- вольно переходит в возбужденное синглетное состояние (1S), которое передается молекулярному кислороду воздуха с активацией его до синглетного состояния (1О2). Синглетный кислород атакует окисляемые органические вещества, вызывая их дегидрирование. При этом химическое вещество окисляется, а молекулярный кислород воздуха восстанавливается до Н2О. Удаление из воздуха водорастворимых химических веществ типа альдегидов и спиртов продуктов их превращений: кетонов, кислот и др.) основано на том, что тетраметилтионинхлорид способен на свету генерировать синглетный кислород, сам возвращаясь в исходное триплетное состояние. Синглетный кислород стимулирует цепь сопряженных аутоокислительных превращений:спирты ___ альдегидкетоныы ___ кислоты ___ углекислота
В этом процессе дегидрирование происходит по принципу, аналогичному для функционирования биокаталитических (ферментных) систем. Тетраметилтионинхлорид выполняет роль обратимого переносчика протонов (электронов), подобно НАД(Ф)+/НАД(Ф) Н системам в живых организма.
Способ осуществляют следующим образом: гранулированный силикагель обрабатывают 0,003 М раствором тетраметилтионинхлорида, взятого в 1,4 М серной кислоте. Заполняют им сорбционную колонну и продувают через нее газовую смесь, содержащую различные органические соединения. Для обеспечения эффективной очистки воздуха в течение длительного времени процесс ведут на свету, необходимом для ауторегенерации тетраметилтионинхлорида. П р и м е р 1. Исследование степени очисти воздуха от спиртов. Проведена серия экспериментов по исследованию эффективности очистки газо-воздушной смеси, содержащей набор спиртов: метилового, этилового, пропилового, бутилового в широком диапазоне концентраций (от 0,001 до 100,0 мг/м3). Газовоздушную смесь продували через сорбционную колонку, наполненную силикагелем, обработанным 0,003 М тетраметилтионинхлоридом в 1,4 М серной кислоте. Скорость потока воздуха составляла 2-10 л/мин. Пропускание газовоздушной смеси длилось от 5 мин до 8 ч непрерывно с многократными повторениями в течение нескольких месяцев. На выходе из колонки помещали уловитель (нагретый до 65оС насыщенный раствор сернокислого аммония), с помощью которого отбирали по 1 мл парогазовой фазы. Анализ полученной пробы производили на хроматографе ЛХМ-8 МД с пламенно-ионизационным детектором. Результаты проверочных испытаний по исследованию степени очистки воздуха, загрязненного различными концентрациями алифатических спиртов гомологичного ряда (С1-С4) показали, что в воздухе, пропущенном через предлагаемую систему очистки, обнаруживаются лишь следовые количества спиртов (табл.1). П р и м е р 2. Исследование степени очистки воздуха от альдегидов. Аналогично предлагаемым способом проведена серия экспериментов по исследованию эффективности очистки воздуха от загрязнения формальдегидом, ацетальдегидом, пропионо- вым и масляным альдегидами в большом наборе концентраций. Полученные результаты показали, что с помощью предлагаемого способа можно практически полностью очистить воздух от загрязнения альдегидами (табл.2). Применение тиазинового красителя тетраметилтионинхлорида в качестве катализатора на силикагеле как сорбента и носителе в разработанном способе очистки воздуха от водорастворимых вредных примесей (типа альдегидов и спиртов) имеет следующие принципиальные преимущества:
достигается полная очистка воздуха от загрязнения альдегидами и спиртами в широком диапазоне концентраций (от 0,001 до 100 мг/м3);
очистка воздуха эффективна в течение длительного периода времени (до нескольких месяцев), что значительно превышает сроки (несколько часов) реальной очистки воздуха известными до сих пор способами;
можно производить очистку воздуха не от одного вредного вещества, а от совместного присутствия целого ряда гомологичных алифатических альдегидов и спиртов, а также продуктов их окислительных превращений;
очистка осуществляется до конечного малотоксичного продукта углекислоты;
процесс очистки воздуха и регенерации тетраметилтионинхлорида происходит при комнатной температуре, на свету самопроизвольно;
при использовании дает несомненный технический и экономический эффект. Использование способа целесообразно при различного рода очистках газо-воздушных смесей от водорастворимых органических соединений (окисляемых), но особенно для очистки воздуха от вредных примесей, загрязняющих атмосферу гермообъектов.
Класс B01D53/00 Разделение газов или паров; извлечение паров летучих растворителей из газов; химическая или биологическая очистка отходящих газов, например выхлопных газов, дыма, копоти, дымовых газов, аэрозолей