СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ ПРИМЕСЕЙ

СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ ПРИМЕСЕЙ


RU (11) 2052273 (13) C1

(51) 6 B01D53/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 3100135/26 
(22) Дата подачи заявки: 1984.10.29 
(45) Опубликовано: 1996.01.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Коуль А.Л., Ризенфельд Ф.С. очистка газа. М., 1968, с.309. 
(71) Заявитель(и): Войсковая часть 27177; Институт биохимии АН Белоруссии 
(72) Автор(ы): Тиунов Л.А.; Баньковский А.А.; Островский Ю.М.; Аверин В.А.; Иванова В.А. 
(73) Патентообладатель(и): Институт биохимии АН Белоруссии 

(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ ПРИМЕСЕЙ 

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. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



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. 


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.