CS223067B1 - Sorpčný prostriedok na zachycovanie uhiovodíkov z vody alebo vzduchu a sposob jeho výroby - Google Patents

Abstract

Vynález popisuje sorpčný prostriedok k zachycovaniu uhiovodíkov z vody alebo vzduchu, ktorý je vytvořený z vláknitých a amorfných polymer ov, pričom vláknité po- lyméry sú zmesou syntetických vlákien v zložení hmotn. pomerov 45 až 65 % vlákien z izotaktického polypropylénu, 20 až 30 % vlákien polyamidových a 35 až 10 % vlákien polyesterových a akoamorfný polymér je použitý ataktický polypropylén o mole- kulovej hmotnosti 5000 až 120 000. Podiel amorfného polypropylénu k zmesi vláknitých polymérov činí 1 až 50 hmotnostných dielov, pričom sorpčný prostriedok je u- miestnený v priepustnom obale z polypropylénu alebo polyetylénu. Priepustný obal vytvára najčastejšie sieťovinu a má tvar u- zatvoreného dutého valca. Preparovanie zmesi vlákien ‘sa robí má- čaňím v roztoku ataktického polypropylénu, připadne postřehováním vlákien roztaveným ataktickým polypropylénom. Uplatnenie vynálezu je v ochraně vod před znečištěním nepolárnými uhlovodíkmi, představované najčastejšie ropnými uhlovodíkmi, ako aj pri čistění tlakového vzduchu v rozvodech z kompresorov.

Description

223067

Vynález sa týká sorpčného prostriedku kzachycovaniu uhlovodíkov z vody alebovzduchu a sposobu jeho výroby. Vážným ekologickým problémom je zne-čisťovanie životného prcstredia únikmi uhlo-vodíkov. Jedná sa vačšinou o úniky ropnýchuhlovodíkov do vodného prostredia, připad-ne rozvodu tlakového vzduchu a pod.

Na ich zachytenie, připadne na riešeniehavárijných situácií vzniklých po týchtoúnikoch sú známé viaoeré prostriedky aspósoby. Najbežnejším sposobom na, zachy-tenie uhlovodíkov na hladině vody sú róznedruhy norných stien, kterými sa z nej da-jú mechanickým spósobom oddělit uhlovo-díky. Rovnako mechanickým sposobom sazachytávajú uhlovodíky z rozvodu tlakové-ho’ vzduchu, kde sa na ich zachytenie použí-vajú napr. papierové filtre, připadne iné ty-py mechanických odlučovačov. Tieto spo-soby. sú však. v technickej praxi nákladné anie vždy dostatečné účinné.

Sorpčný sposob zachytávania uhlovodíkovz hladiny je v patentovej literatúre popiso-vaný dost’ často. Tak napr. sovietske autorskéosvedčenie č. 666 136 využívá sorbent na bá-ze močovinoformaldehydovej pryskyřice snapeňovadlom, kde ako vodoodpudivá zlož-ka-je—použitý—furalv Ďalšie sov. autorskéosvedčenie č. 674 996 na sorpciu uhlovodí-kov využívá kopolymér anhydridu kys. ma-leinove.j a styrénu. Tiež patentný spis USAč. 4 102 783 na sorpciu uhlovodíkov využí-vá rožne zmesi vytvořené z odpadov vzni-kajúcich pri spracúvaní bavlny, syntetickýchvlákien, príprodných víákien a filtračnéhopapiera. Patentný spis USA č. 4 082 660 vy-užívá ako nosič sorbentu práškové kysliční-ky hliníka, titánu, zinku, kremíka, sadze apod. Vlastnou účinnou zložkou sú rožne dru-hy polymérov, které sa z roztokov vyzrá-žajú pomocou chloridu hlinitého na ich po-vrch. Patentný spis USA č. 4 066 539 využí-vá v podchladenom stave mechanicky gra-nulovaný ataktický polypropylén, ktorý jeproti zlepovaniu zabezpečený obalovánímnapr. pšeničnou múkou, škrobom a pod. Po-dlá pat. spisu V. Británie č. 1 434 756 sa nazachytenie ropných látok používá zmes syn-tetických vo vodě nerozpustných živíca anorganického plnidla, ktorým může byťnapr. síran vápenatý, uhličitan vápenatý,kysličník křemičitý, alebo talek. Táto zmesje doplněná napeňovadlom a zosieťovacímčinidlem, ktorým je napr. terc.butyl peroxi-izopropylbenzén.

Podlá ďalšieho patentného spisu USA č.3 990 970 sa sorbent na uhlovodíky skládáz práškových polymérnych materiálov ty-pu polyhexametylénadipamidu, alebo poly-etylénglykoltereftalátu, ktoré sa získali pre-cipitáciou z roztoku v rozpúšťadle, v kto-rom sú tieto polymery nerozpustné. Odsepa-•rované polymérne nosiče sú povrstvovanévodou odpudivým a olejofilným materiálem,ktorým najčastejšie bývá nesubstituovanýchlórovaný parafín s obsahom viac ako 15 4 uhlíkových atómov v molekule, parafínmia pod.

Patentný spis PER č. 99 415 používá nazachytávanie uhlovodíkov z vody práškovúzmes ataktického polypropylénu s izotaktic-kým polypropylénom v pomere 85—90 ku15—10. Patentný spis USA č. 3 457 168 vyu-žívá produkty kondenzácíe dietanolamínu skokosovým olejom a patentný spis č.3 265 616 využívá syntetický latex, vyrobe-ný z butadiénu a kaučuku.

Použitie popísaných sorpčných prostried-kov na zachytávanie uhlovodíkov z vodyalebo vzduchu naráža však na značné fi-nančně problémy, ktoré je potřebné vyna-ložit na ich jednu alebo viac zložiek, nakof-ko vačšinou ide o primárné produkty. Vniektorých případech nespolymerizovanézbytky chemikálií použitých na přípravusorpčného prostriedku, můžu 1'ahko spůso-biť nežiadúcu sekundárnu kontamináciuprostredia. iCielom vynálezu je vytvořit sorpčný pro-striedok s vysokou účinnosťou, ktorý by bol1'ahko manipulovatelný a nasaditelný vmieste potřeby, pričom náklady na jeho· vý-robu a použitie by neboli vysoké, ktorý u-možňuje dosiahnutie vysokej inertnosti vo-či prostrediu v ktorom bude používaný, aktorý po použití poskytuje možnost bezo-zbytkovej likvidácie, napr. spalováním.

Podstata sorpčného prostriedku podlá vy-nálezu spočívá v tom, že je vytvořený jed-nak zmesou vláknitých a amorfných poly-mérov, pričom vláknité polyméry sú zmesou'syntetických vlákien v zložení 45 až 65 %hmotn. vlákien izotaktického polypropylé-nu, 20 až 30 % hmotn. vlákien z polyamidua 35 až 10 °/o hmotn. vlákien polyestero-vých a amorfný polymér je ataktický poly-propylén o molekulovej hmotnosti 5000 až120 000, kterého podiel k uvedenej zmesičiní od 1 až do 50 % hmotnostných, pričomsorpčný prostriedok je umiestnený v prie-pustnom obale.

Dalším význakom je, že priepustný obalje vytvořený z polypropylénovej a/alebo po-lyetylénové]" priepustnej plošnej textilie,napr. zo sieťoviny a ďalej, že priepustný obalmá tvar uzavretého dutého valca.

Podstata sposobu výroby sorpčného pro-striedku podlá vynálezu spočívá v tom, žezmes syntetických vlákien je máčaná v roz-toku ataktického· polypropylénu v n-alká-noch s počtom uhlíka od C5 až C20, napr. vn-hexáne, technickom benzíne a pod. Po od-stránení rozpúšťadla sa sorpčný prostriedokplní do priepustných obalov.

Podstata iného sposobu výroby sorpčnéhoprostriedku podlá vynálezu spočívá v tom,že zanes syntetických vlákien sa vloží dopriepustných obalov, ktoré sa takto naplně-né máčajú v roztoku ataktického polypro-pylénu v n-alkánoch s počtom uhlíka odC5 až C2o, napr. v n-hexáne, technickombenzíne a pod. 223067

Podstata ďalšieho sposobu výroby sorpč-ného prostriedku podlá vynálezu spočívá vtom, že zmes syntetických vlákien je za jejsúčasného premiešavania postřehovaná roz-taveným ataktickým polypropylénom a potakomto upravení sa plní do priepustnýchobalov. Příklady prevedenia vynálezu sú v dal-šom popísané pomocon připojeného výkre-su, kde obr. 1 znázorňuje pohfad na sorpčnýprostriedok v pozdížnom priepustnom oba-le v převedení vhodnom pře vytvorenie nor-nej ‘steny na zachytávanie uhlovodíkov plá-vajúcich na hladině vody, obr. 2 znázorňu-je použitie pri zachycovaní rozpuštěných ačiastočne emulgovaných uhlovodíkov na vý-stupe za gravitačným odlučovačem olejov aobr. 3 použitie při zachycovaní olejov zaerosolov v rozvodných systémech tlakovýchplynov.

Sorpčný prostriedok sa vyrába tak, že savytvoří zmes syntetických vlákien v hmot-nostnom zložení 45—60 % polypropyléno-vých 20 až 30 % polyamidových vlákien a35 až 10 % polyesterových vlákien.

Na takto vytvořenu zmes sa aplikuje atak-tický polypropylén o molekulovej hmotnos-ti 5000 až 120 000 tak, aby jeho podiel kuvedenej zmesi syntetických vlákien činil1 až 50 % hmotnostných. To sa dá dosiah-nuť tým, že vyššie uvedená zmes syntetic-kých vlákien, ktorá sa otáča alebo převa-luje vo vhodnom miešadle, je postrekovanároztaveným ataktickým polypropylénom, scielom dosiahnuť vytvorenie povlaku atak-tického polypropylénu na vláknach zmesiv určenom pomere.

Potom sa takto upravená zmes plní dopriepustných obalov 1 vytvořených z poly-propylénové] plošnéj textilie, s výhodou sie-toviny, popřípadě z polyetylénovej plošnejtextilie, alebo plošnej textilie zo zmesi po-lypropylénových a polyetylénových vlákien.Prlepustný obal može byť přitom tvořenýtkaninou, pleteninou alebo útvarom vyrobe-ným inou technológiou. S výhodou má priepustný obal 1 výsled-ný tvar uzavretého dutého valca; može byťvytvořený z východzích pletených hadic, kte-ré sa na svojich konooch vhodné uzatvoria,napr. lepením, zatavením, alebo zviazaním2, ako je vidieť na vyobrazeniach.

Podlá Iného sposobu sa dá aplikácia atak-tického polypropylénu urobiť máčaním pri-pravenej zmesi syntetických vlákien v roz-toku ataktického polypropylénu v n-alká-noch s počtom uhlíka od C5 do C2o, napr. vn-hexáne, benzíne technickom a pod., pri-čom po vybratí z tohto roztoku ‘sa plnia dozmienených priepustných obalov 1, ktorésa potom uzatvoria.

Je možný tiež další spůsob, pri ktorom sapriepustné obaly 1 naplnia zmesou synte-tických vlákien, uzatvoria a potom ‘sa akocelky máčajú v zmienenom roztoku až dodosiahnutia zvoleného hmotnostného prí-rastku.

Pre výrobu sorpčného prostriedku je vel-mi výhodné, že je možné použit rozdrobe-ných textilných odpadov, vzniklých napr.pri výrobě kabercov zo syntetických vlákiena pod. V převedení podlá obr. 1 je norná stenátvořená jedným alebo viacerými vzájomnespojenými sorpčnými prostriedkami v prie-pustných obaloch 1, plávajúcich na znečie-tenej vodnej hladině tak, že sa umiestnianaprieč toku, alebo sa nimi ohraničia vy-tečené uhlovodíky. Potom, keď sorpčné pro-striedky vytečené uhlovodíky zachytili, od-stránia ’sa z hladiny a bezozbytku zlikvidu-jú napr. spálením pri vyšších teplotách, napr.v roštových peciach. V převedení podlá obr. 2 je sorpčný pro-striedok, umiestnený v priepustnom obale1 usporiadaný vy.menitelne vo filtračnom te-lese 3, s prívodom odpadnej vody 4 a od-tokem vyčtstenej vody 5, a to v priestoremedzi perforovanými přepážkami 6. Po· sta-novenej době sa sorpčný prostriedok pra-cujúci ako filter vyberte z priestoru medzipřepážkami a nahradí dalším. V převedení podlá obr. 3 je sorpčný pro-striedok, umiestnený v priepustnom obale1 usporiadaný v telese 7 filtra tlakovéhovzduchu, s prívodom 8 a odvodem 9 a sperforovaným dnom 10 a nižšie umiestne-ným vypúštacím kohútom 11. Privádzaný tla-kový vzduch vstupuje prívodom 8 a perfo-rovaným dnom 10 do sorpčného prostried-ku — filtra, — kde sa zbavuje uhlovodí-kov. Vyčištěný vzduch odchádza odvodom 9.Zachytené hrubšie nečistoty a kvapky savypúšťajú kohútom 11.

Funkcia sorbentu podlá vynálezu bolatestovaná podlá príkladov 1, 2 a 3.

Norná stená popí sáná v příklade 1 bolavyrobená máčaním zmesi vláknitých poly-mérov v 30 % (hmotn.) roztoku ataktické-ho polypropylénu v n-hexáne, pokial odo-braný vzorok po odpaření rozpúšťadla ne-vykázal 40 % hmotn. prírastok. Příklad 2 a 3 bol testovaný ‘s náplňou, kto-rá bola připravovaná naplněním priepust-ného obalu zmesou vláknitých polymérovodpadajúcich pri výrobě netkaných kober-cov o zložení 65 % hmotn. polypropylénu,20 % hmotn. polyesteru a 15 % hmotn. po-lyamidu a jeho máčaním v 40 % roztokuataktického polypropylénu v technickombenzíne tak, aby hmotnostný prírastok atak-tického polypropylénu na vláknach bol 30per.

Použitie sorpčného prostriedku podlá vy-nálezu je ilustrované týmito príkladmi. Příklad 1

Kolmo na tok o šírke 0 m, lilbke 0,8 ms rýchlosťou prúdenia vody 0,25 m. s_1, naktorom boli pozorované škvrny ropnýchuhlovodíkov, bola uložená norná stená opriemere 300 mm a dížky 8 m, vytvořená

Claims (7)

1. 223067 podl'a vynálezu. Subjektivné pozorovaniehladiny pod nornou stěnou potvrdilo 100 %účinnost sorbentu na zachytenie plávajú-cich uhlovodíkov. Příklad 2 Na výtok za gravitačný odlučovač olejovbol umiestnený filter s náplňou podl'a vy-nálezu. Odpadová voda z odlučovača nevy-kazovala přítomnost fázy uhlovodíkov. Kon-eentrácia rozpuštěných a emulgovanýchuhlovodíkov na vstupe do filtra stanovenáspektrofotometricky v extrakte bola 410mg. I-1. Vody vytekajúce z filtra obsahova-li 102 mg.l'1 ropných látok, čo představu-je 75 % zníženie obsahu znečisťujúcich lá- tok. Doba zdržania odpadovej vody vo filtribola 15 min., obsah sorbentu 80 litrov. Příklad 3 Maximálna sorpčná kapacita prostriedkupodlá vynálezu je pre benzín 1,6 kg/kg sor-bentu, pre motorovú naftu 1,9 kg/kg a premotorový olej 2,3 kg/kg sorbentu. Příklad 4 Rozvod tlakového vzduchu z kompresorao výkone 10 m3.hod-1 obsahoval v 1 m30,1 g oleja. Zaradením filtra podlá vynále-zu o obsahu náplně 2500 ml došlo k zníže-niu obsahu oleja na 0,001 g . m~3. P R E D Μ E T

   1. Sorpčný prostriedok k zachycovaniuuhlovodíkov z vody alebo vzduchu vyznače-ný tým, že je tvořený materiálom z vlákni-tých a amorfných polymérov, pričom vlák-nité polymery sú zmesou syntetických vlá-kien v zložení hmotnostných pomerov 45až 65 % vlákien z izotaktického polypropy-lénu, 20 až 30 % vlákien polyamidových a35 až 10 % vlákien polyesterových a amorf-ný polymér je představovaný ataktickýmpolypropylénem o molekulovej hmotnosti od5000 do 120 000, ktorého podiel k zmesi vlák-nitých polymérov činí 1 až 50 % hmot-nostných dielov, pričom sorpčný prostrie-dok je umiestnený v priepustnom obale (Ij.
2. 2. Sorpčný prostriedok podl'a bodu 1, vy-značený tým, že priepustný obal (1) je vy-tvořený z polypropylénového a/alebo poly-etylénového priepustného plošného textilné-ho útvaru, napr. sieťoviny.
3. 3. Sorpčný prostriedok podlá bodov 1 a2 vyznačený tým, že priepustný obal (ljmá tvar uzatvoreného dutého valca.
4. 4. SpĎsob výroby sorpčného prostriedkupodl'a bodu 1 vyznačený tým, že zmes syn-tetických vlákien sa preparuje ataktickým VYNÁLEZU polypropylénom a potom sa plní do priepust-ných obalov, alebo sa zmes syntetickýchvlákien najprv vloží do priepustného oba-lu a potom sa preparuje ataktickým poly-propylénům.
5. 5. Sposob výroby sorpčného prostriedkupodlá bodu 4 vyznačený tým, že zmes synte-tických vlákien sa preparuje tak, že sa má-ča v roztoku ataktického polypropylénu vn-alkánoch o C5 až C2o alebo ich zmesiach, svýhodou v n-hexáne alebo technickom ben-zíne a potom sa plní do priepustných oba-lov.
6. 6. Sposob výroby sorpčného prostriedkupodlá bodu 4 vyznačený tým, že zmes syn-tetických vlákien sa vloží do priepustnéhoobalu a spolu s ním sa máča v roztoku atak-tického polypropylénu v n-alkánoch o C5až C2o alebo v ich zmesiach, s výhodou v n--hexáne, alebo technickom benzíne.
7. 7. Sposob výroby sorpčného prostriedkupodlá bodu 4 vyznačený tým, že zmes syn-tetických vlákien je za jej súčasného pre-miešavania postrekovaná roztaveným atak-tickým polypropylénem a potom sa plní dopriepustných obalov. 1 list výkresov