СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОГЛОТИТЕЛЯ КИСЛЫХ ГАЗОВ

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОГЛОТИТЕЛЯ КИСЛЫХ ГАЗОВ 


RU (11) 2138441 (13) C1

(51) 6 C01B31/08, C01B31/16, B01J20/20 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2007 - действует 

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

(21) Заявка: 98103859/12 
(22) Дата подачи заявки: 1998.03.02 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1998.03.02 
(45) Опубликовано: 1999.09.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: US 5344626 A, 1994. RU 2081822 C1, 1997. GB 2187725 A, 1987. GB 1431716 A, 1976. SU 820655 A, 1981. 
(71) Заявитель(и): ОАО "Электростальский химико-механический завод" 
(72) Автор(ы): Максимова Л.М.; Куликов Н.К.; Мухин В.М.; Крайнова О.Л.; Шеляпин И.П.; Дмитриенко М.М. 
(73) Патентообладатель(и): ОАО "Электростальский химико-механический завод" 
Адрес для переписки: 144001, Электросталь, Московской обл., ул.К.Маркса 1, ЭХМЗ 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОГЛОТИТЕЛЯ КИСЛЫХ ГАЗОВ 

Изобретение относится к области сорбционной техники, в частности получению поглотителя, обладающего повышенной поглотительной способностью в отношении кислых газов, например, диоксида серы и синильной кислоты, и может быть использовано в средствах индивидуальной и коллективной защиты органов дыхания. Способ получения поглотителя кислых газов включает пропитку углеродной основы растворами гидроксидов и карбонатов щелочных металлов первой группы, вылеживании и термообработку при 120 -- 160°С, при этом в качестве углеродной основы используют активный уголь в чистом виде или содержащий оксиды меди и имеющий суммарный объем пор 0,85 - 1,25 см3/г, а пропитывание ведут до содержания меди 5,0 - 9,5 вес.%, калия до 5,9 - 9,4 вес.% Способ позволяет получить высокоактивный поглотитель. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области сорбционной техники - получению поглотителя, обладающего повышенной поглотительной способностью в отношении диоксида серы, синильной кислоты и других кислых газов и может быть использовано в средствах индивидуальной и коллективной защиты органов дыхания.

Известен способ получения сорбента для поглощения хлористого циана, включающий пропитку углеродной основы с суммарным объемом пор 0,65 - 0,9 см3/г, соединениями меди в количестве 4,5 - 6,5% масс., хроме 1,0 - 2,0% масс. и серебра 0,02 - 0,05% масс. в растворе аммиаката меди. При этом соотношение объема раствора и суммарного объема пор основы равно 0,65 - 0,75, вылеживание пропитанных гранул при 20 - 40oC, термообработку при 110 - 150oC (RU N 2081822, кл. C 01 B 31/08, B 01 D 53/04, 1997).

Недостатком известного способа является низкая прочность поглотителя, его дороговизна вследствие введения драгоценного металла и незначительная активность по кислым газам.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и количеству совпадающих признаков является способ получения поглотителя кислых газов, включающий пропитывание активного с суммарным объемом пор 0,6 - 0,8 см3/г соединениями цинка, марганца, меди, рубидия, никеля, кобальта, железа, кадмия, карбонатом, гидроксидом калия. Количество разных добавок варьируется от 0,5 до 40% вес. Причем соотношение объема раствора к суммарному объему пор равно 2 - 4, пропитанные гранулы отфильтровываются от избытка раствора, сразу же осуществляется вторая пропитка. Сушку производят после второго пропитывания при 100oC в течение 16 часов (Пат. США N 5,344,626 кл. C 01 B 31/08, 1994).

Недостатком прототипа является низкая активность по синильной кислоте и диоксиду серы.

Техническим результатом, предлагаемым изобретением, является получение поглотителя с высокой активностью по диоксиду серы и синильной кислоте.

Поставленная цель достигается предложенным способом, включающим пропитку углеродной основы растворами гидроксидов и карбонатов щелочных металлов первой группы, вылеживание и термообработку, отличающийся тем, что в качестве углеродной основы используют активный уголь в чистом виде, содержащий оксиды меди и имеющий объем пор 0,85 - 1,25 см3/г, пропитку ведут до содержания меди 5,0 - 9,5%, калия до 5,9 - 9,4% вес., при соотношении объема пропиточного раствора и суммарного объема пор равно 0,8 - 1,0 при температуре 20 - 30oC с последующим вылеживанием в течение 1,0 - 3,0 часов, а термообработку осуществляют при 120 - 160oC.

Отличие предложенного способа от известного заключается в том, что в качестве основы используют активный уголь в чистом виде или содержащим оксиды меди и имеющий объем пор 0,85 - 1,25 см3/г, пропитывание ведут до содержания меди до 5,0 - 9,5% вес., калия до 5,9 - 9,4% вес., при этом соотношение пропиточного раствора и суммарного объема пор равно 0,8 - 1,0 при температуре 20 - 30oC с последующим вылеживанием в течение 1,5 - 3,0 часов, а термообработку осуществляют при 120 - 160oC.

В качестве основы, представляющей собой активный уголь, содержащий оксид меди, могут быть также использованы отработанные медно-хромовые катализаторы.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Готовят раствор, содержащий углекислый аммиакат меди и карбонат калия с концентрацией меди 39 - 103 г/л, а карбоната калия 98 - 113 г/л (в обоих случаях считая на металл). Берут углеродную основу - активный уголь в чистом виде или содержащий 5,0 - 7,5% вес. меди в пористой структуре угля имеющего суммарный объем пор 0,85 - 1,25 см3/г. Пропитывают взятую углеродную основу приготовленным раствором из расчета содержания меди в готовом продукте 5,0 - 9,5% вес. и калия 5,9 - 9,4% вес. при 20 - 30oC.

Затем пропитанной основе дают вылеживаться 1 - 3 часа при температуре окружающего воздуха до сыпучего состояния и подвергают термической обработке в печи кипящего слоя в течение 10 - 30 минут при 120 - 160oC до содержания в готовом продукте воды не более 3% вес. После сушки продукт отсеивают от пыли и спекшихся частиц и анализируют на массовую долю меди, и карбоната калия в готовом продукте (в пересчете на металл составляют соответственно 5,0 - 9,5 и 5,9 - 9,4% вес.). Полученный поглотитель кислых газов имеет динамическую активность по диокстиду серы 51 - 60 минут и по синильной кислоте 34 - 40 минут.

В результате многочисленных экспериментов выявлено, что для полного заполнения суммарного объема пор основы, необходимо соотношение объемов раствора и пор основы 0,8 - 1,0. Очевидно, что при соотношении меньшем 0,8 основы не полностью пропитывается и химические вещества, обеспечивающие активность, не проникают внутрь частиц основы, а располагаются на внешней поверхности, что приводит к удалению части химической добавки с поверхности в процессе последующих технологических операций и, как следствие, к снижению активности продукта по кислым газам.

При соотношении большем 1 хотя все поры полностью заполняются раствором, после выдерживания в закрытой емкости продукт получается очень влажным. При этом происходит высаливание металлов на поверхности и удаления их в процессе дальнейших технологических операций, что также снижает активность по синильной кислоте и диоксиду серы.

Таким образом, оптимальным соотношением объема пропиточного раствора и суммарного объема пор является 0,8 - 1,0.

Суммарный объем пор основы 0,85 обеспечивает равномерное распределение металлов в пористой структуре. При этом, если суммарный объем меньше 0,85 см3/г металлы, высаливаются на поверхности частиц. Если суммарный объем больше 1,25 см3/г, то металлы глубоко проникают в пористость основы и располагаются в мелких порах, куда уже не могут проникнуть молекулы адсорбата. В обоих случаях активность комплексов металлов по синильной кислоте и диоксиду меди за счет уменьшения поверхности, содержащей добавки, на которой происходит взаимодействие с адсорбатом.

Термическая обработка должна обеспечивать удаление воды из продукта до содержания ее не более 3% вес. Оптимальной температурой термообработки является 120 - 160oC. При температуре ниже 120oC процесс удаления длительный, что не выгодно экономически, не обеспечивает необходимую влажность продукта и, следовательно, активность и не приемлем к печи кипящего слоя, где производится термическая обработка продукта. При температуре выше 160oC, как правило, уже происходит загорание продукта. Таким образом, оптимальной температурой является 120o - 160oC. Рассев после термообработки приводит к удалению пыли и спекшихся частиц продукта.

Предложенный способ позволяет получить поглотитель кислых газов с высокой активностью по диоксиду серы и синильной кислоте, а также другим кислым газам.

Пример 1

Берут активный уголь с суммарным объемом пор 0,85 см3/г в количестве 10 кг и пропитывают 6,8 л раствора, содержащего карбонат калия с концентрацией 98 - 103 г/л и углекислый аммиакат меди с концентрацией 82 - 87 г/л (считая на металл) при температуре раствора 20oC при соотношении объема раствора и пор угля, равном 0,8. Вылеживание пропитанной основы до сыпучески составляло 1,5 часа, термическая обработка проводилась при температуре 120oC.

При этом содержание калия в готовом продукте составляло 5,9 вес. меди 5,0% вес. Динамическая активность по диоксиду серы составляла 51 мин, по синильной кислоте 34 мин.

Испытания по диоксиду серы и синильной кислоте проводились по ГОСТ 12-4.15.90, средства индивидуальной защиты органов дыхания фильтрующие. Методы определения времени защитного действия фильтрующе-поглощающих коробок по парообразным веществом.

Пример 2.

Берут активный уголь с суммарным объемом пор 1,25 см3/г в количестве 10 кг и пропитывают 12,5 л раствора с температурой 20oC, содержащего карбонат калия и углекислый аммиакат меди с концентрацией калия 93 - 102 г/л. Соотношение объема раствора и суммарного объема пор равно при этом 1,0. Вылеживание пропитанной основы составляло 3 часа, термообработка проводилась при 160oC. Содержание меди в поглотителе составляло 9,5% вес. калия 9,4% вес. Активность по диоксиду серы равна 55 минут, а по синильной кислоте 37 минут.

Пример 3.

Берут активный уголь с суммарным объемом пор 1,0 см3/г в количестве 10 кг и пропитывают 9 л раствора, содержащего карбонат калия и углекислый аммиакат меди с концентрацией калия 101 - 110 г/л, меди 86 - 94 г/л. Пропитывание производят при 25oC и соотношении объема раствора и суммарного объема пор угля 0,9, вылеживание пропитанной основы до сыпучести составляло 2 часа, термическую обработку проводят при 140oC.

Содержание калия в готовом продукте составляло 8,5% вес., меди 7,2% вес. Динамическая активность по диоксиду серы равна 60 мин, по синильной кислоте 40 мин.

Пример 4.

Процесс осуществляется как в примере 3 за исключением температуры пропиточного раствора, она равна 30oC. Содержание калия в готовом продукте составляло 8,5% меди 7,2% вес. Динамическая активность по диоксиду серы равна 58 мин по синильной кислоте 38 мин.

Пример 5

Берут 10 кг углеродной основы (отработанный катализатор К-5М) с суммарным объемом пор 0,85 см3/г, готовят 7,7 л раствора карбоната калия с содержанием калия 107 - 113 г/л, в который добавляют углекислый аммиакат меди в количестве 0,3 кг, считая на металл. При этом концентрация меди в растворе составляет 39 г/л. Условия пропитывания и остальные параметры как в примере 3.

Содержание меди в поглотителе 7,5% вес., калия 7,6% вес. Динамическая активность по диоксиду серы 55 минут по синильной кислоте 36 мин.

Поглотитель кислых газов, полученный по прототипу и испытанный в аналогичных условиях имел активность по диоксиду серы 24 - 28 мин, по синильной кислоте 22 - 24 мин. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ получения поглотителя кислых газов диоксида серы и синильной кислоты, включающий пропитку углеродной основы растворами гидроксидов и карбонатов щелочных металлов первой группы, вылеживание, термообработку и рассев, отличающийся тем, что в качестве углеродной основы используется активный уголь в чистом виде или содержащий оксиды меди и имеющий суммарный объем пор 0,85 - 1,25 см3/г, пропитывание ведут до содержания меди 5,0 - 9,5 вес.%, калия до 5,9 - 9,4 вес.% при соотношении объема пропиточного раствора и суммарного объема пор 0,8 - 1,0 при температуре раствора 20 - 30oC с последующим вылеживанием в течение 1,0 - 3,0 ч, а термообработку осуществляют при 120 - 160oC.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Воздухо- и водоочистка. Опреснительные установки






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "очистка воды" будет найдено словосочетание "очистка воды". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("очистка" или "воды").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+очистка -воды".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сток" будут найдены слова "стоков", "стоки" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "сток!".


Устройства и способы водоочистки | Опреснительные установки. Дистилляторы | Устройства и способы воздухоочистки


Рейтинг@Mail.ru