DE1095128B

DE1095128B - Breathing filter to protect against carbon oxide

Info

Publication number: DE1095128B
Application number: DEA25742A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Guenter Koh
Original assignee: Auergesellschaft GmbH
Current assignee: Auergesellschaft GmbH
Priority date: 1956-09-26
Filing date: 1956-09-26
Publication date: 1960-12-15

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung betrifft ein Atemfilter zum Schutz gegen Kohlenoxyd, das insbesondere für Filterselbstretter bestimmt ist. Bei den bekannten Filtern dieser Art wird die Filterung der Atemluft zur Unschädlichmachung des Kohlenoxyds dadurch bewirkt, daß die Luft durch eine aus Mangan- oder Kupferoxyden bestehende Katalysatorschicht hindurchgeführt wird, die in der Atemschutztechnik unter dem Namen »Hopkalit« bekannt ist. Die katalytischen Filtermassen nach der Art des Hopkalits weisen eine sehr lange katalytische Wirkung auf, die nur dadurch geschwächt und schließlich unwirksam wird, wenn sie eine bestimmte Menge Wasserdampf aus der hindurchgeschickten Luft aufgenommen haben. Um das Filter also lange arbeitsfähig zu halten, ist es notwendig, der katalytischen Filtermasse eine Filterschicht vorzuschalten, in der der Wasserdampf der Luft gebunden wird. Zu den wasserbindenden Vorfilterschichten ist in den meisten Fällen Chlorcalcium gröberer oderThe invention relates to a respiratory filter for protection against carbon oxide, in particular for filter self-rescuers is determined. With the known filters of this type, the filtering of the breathing air is used to render it harmless of carbon dioxide is caused by the air passing through one of manganese or copper oxides existing catalyst layer is passed through, which is used in respiratory protection technology under the name "Hopkalite" is known. The catalytic filter media of the hopcalite type are very long catalytic effect, which is only weakened and ultimately ineffective if it has a certain Have absorbed the amount of water vapor from the air sent through. To the filter So to keep working for a long time, it is necessary to connect a filter layer upstream of the catalytic filter mass, in which the water vapor in the air is bound. To the water-binding prefilter layers is in most cases calcium chloride coarser or

Atemfilter zum Schutz gegen KohlenoxydBreathing filter to protect against carbon dioxide

Anmelder:Applicant:

Auergesellschaft G.m.b.H., Berlin N 65, Friedrich-Krause-Ufer 24Auergesellschaft G.m.b.H., Berlin N 65, Friedrich-Krause-Ufer 24

Dipl.-Chem. Günter Koh, Berlin, ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Chem. Günter Koh, Berlin, has been named as the inventor

den Wasserdampf nicht restlos, weil in den verhältnismäßig kleinen Filtergefäßen, wie sie für die Verwendung bei Filter-Selbstrettern in Frage kommen,the water vapor is not completely, because in the relatively small filter vessels as they are for use come into question for filter self-rescuers,

katalytische Filterschicht störungsfrei, so lange sie vom aufgenommenen Wasser nicht vergiftet ist.catalytic filter layer without interference, as long as it is not poisoned by the absorbed water.

Die bisher mit katalytischen Reinigungsmassen verwendeten Trockenmittel besaßen eine hohe Aufnahmefeinerer Körnung verwendet worden. Solche Chlor- 20 kapazität für Wasserdampf. Alle diese Trockenmittel calcium-Trockenschicht bewährt sich aber nicht in den binden aber den gemeinsam mit der Luft durchtreten-Fällen, in denen die Luft stark wasserdampfhaltig ist,
weil die Körner in dem aufgenommenen Hydratwasser
zerfließen und verbacken und so den Durchströmungs-The desiccants previously used with catalytic cleaning compounds had a high absorption of finer grain sizes. Such chlorine capacity for water vapor. All of these desiccants calcium dry layer have proven themselves, but not in the bind but in the cases where the air passes through together with the air, in which the air contains a lot of water vapor,
because the grains in the ingested water of hydration
melt and bake and thus the flow

widerstand des Filters nach einer bestimmten Zeit 25 die vorgeschalteten Mengen, vor allen Dingen die unzulässig erhöhen. Schichthöhen und Verweilzeiten darin, bei den in derAfter a certain time, the filter resisted the upstream quantities, above all the Increase impermissibly. Layer heights and dwell times in it, in the

Weiterhin ist es bekannt, als Trockenmittel Kiesel- Praxis vorkommenden Strömungsgeschwindigkeiten gel zu verwenden, das jedoch in der gleichen Menge nicht zur völligen Beseitigung des Wasserdampfes nicht eine so hohe Aufnahmefähigkeit für Wasserdampf ausreichen. Die Bindungsgeschwindigkeit aller bisher hat wie Chlorcalcium. Weiter ist bekannt, mit Kiesel- 30 hierzu verwendeten Massen ist nicht ausreichend, um gel zusammen oder auch als getrennte Schicht Aktiv- unter den geschilderten Umständen nicht Spitzen des kohle zu verwenden, die den Vorteil mit sich bringt, Wasserdampfes bei der durch starke Körperleistung daß sie neben einer gewissen Trockenwirkung auch und der dadurch entstehenden Atemgröße durch die Fremdstoffe aus der Luft, d. h. Gasbestandteile, ent- zwar aufnahmefähigen, aber zu träge wirkenden fernt, die dem Katalysator durch ihre chemische Ein- 35 Trockenmassen hindurchgehen zu lassen. Die Katalywirkung gegebenenfalls schädlich werden könnten. satoren sind aber schon gegen die kleinen, in sie ein-Solche Fremdgase sind z. B. Säuredämpfe und auch tretenden Wasserdampfmengen äußerst empfindlich Schwefelwasserstoffgas, die die Oxyde des Kata- und lassen darum in ihrer Wirkung nach, lysators in Salze der Säure umwandeln und da- Aus dieser Erkenntnis heraus ist bereits ein großesFurthermore, it is known that the flow velocities occurring as a desiccant silica practice gel, but not in the same amount to completely eliminate the water vapor such a high absorption capacity for water vapor is not sufficient. The bonding speed of everyone so far has like calcium chloride. It is also known that the masses used for this purpose are not sufficient to gel together or as a separate layer active - under the circumstances not peaks of the to use charcoal, which has the advantage of removing water vapor in the case of strong physical performance that in addition to a certain drying effect, and the resulting size of breath through the Foreign matter from the air, d. H. Gas components, although absorbent, but too sluggish removes the need to let the catalyst pass through its dry chemical masses. The catalytic effect could possibly be harmful. But sators are already against the small ones, one-of-a-kind in them Foreign gases are z. B. Acid vapors and emerging amounts of water vapor are extremely sensitive Hydrogen sulfide gas, which the oxides of the kata- and therefore diminish in their effect, convert lysators into salts of acid and there- fore- From this knowledge is already a great one

durch die Katalysatorwirkung vorzeitig vernichten 40 Kohlenoxydfilter für längere Gebrauchsdauer gewürden. schaffen und bekanntgeworden, in dem vor der Kata-due to the catalytic effect destroy 40 carbon oxide filters for a longer period of use. create and become known, in which before the cata-

Bei Kohlenoxydnltern, die an Stellen besonders lysatorschicht mehrere Trockenmittelschichten mit hoher Luftfeuchtigkeit zum Einsatz kommen sollen, steigender Trocknungsintensität angeordnet sind, wie z. B. bei den bekannten im Bergwerk verwendeten Die erste Schicht besteht aus mit ZinkchloridIn the case of carbon dioxide parents, which have several desiccant layers in places with a particularly lysator layer high humidity should be used, increasing drying intensity are arranged, such as B. in the known used in the mine The first layer consists of zinc chloride

Filter-Selbstrettern, wurde als Trockenmittelschicht 45 imprägnierter Holzkohle, die zweite aus einer Mischung Kieselgel verwendet, das mit Chlorcalcium beladen ist. von wasserfreiem Calciumchlorid und geschmolzenem Solche Filter- oder Trockenmassen zeichnen sich dadurch aus, daß sie neben einer hohen Aufnahmekapazität auch den Vorteil bieten, daß die Körner nicht
verbacken und die Durchgängigkeit der Trockenmittel- 50
schicht für eine verhältnismäßig lange Zeit aufrechtSelf-rescuing filter was used as the desiccant layer 45 impregnated charcoal, the second made of a mixture of silica gel loaded with calcium chloride. of anhydrous calcium chloride and molten. Such filter or dry masses are characterized in that, in addition to a high absorption capacity, they also offer the advantage that the grains do not
baked and the patency of the desiccant 50
layer for a relatively long time

erhalten bleibt. Die Resistenzzeit der Trockenmittelschicht ist nun verantwortlich für die Lebensdauer des
gesamten Filters. Wie vorher gesagt, arbeitet ja diepreserved. The resistance time of the desiccant layer is now responsible for the service life of the
entire filter. As I said before, it works

Zinkchlorid. Als dritte endlich kann unter besonderen Umständen noch Magnesiumperchlorat verwendet werden.Zinc chloride. Thirdly, under special circumstances, magnesium perchlorate can also be used will.

Alle diese Trockenmittel mögen für ein Filtergerät mit großem Querschnitt ihre Bedeutung haben. Bei einem Gerät aber, dessen Filter einen sehr kleinen Querschnitt hat — wie ein Filterselbstretter —, wären sie alle nicht verwendbar, weil sie zu leicht verbackenAll of these desiccants may be important for a filter device with a large cross-section. at but a device whose filter has a very small cross-section - like a filter self-rescuer - would be none of them usable because they bake too easily

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und dadurch den Atemwiderstand in kurzer Zeit unzulässig erhöhen.and thereby impermissibly increase the breathing resistance in a short period of time.

Die Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe gemacht, die Geräte so mit Trockenmitteln auszustatten, daß die notwendige Trocknungsintensität vorhanden ist, wobei erreicht wird, daß bei den in einem Selbstretter mit kleinem Querschnitt auftretenden Strömungsgeschwindigkeiten auch die geringsten Spuren von Wasserdampf von der Kätälysatorschicht ferngehalten werden. -The invention has therefore set itself the task of equipping the devices with desiccants in such a way that that the necessary drying intensity is present, whereby it is achieved that in a self-rescuer with a small cross-section occurring flow velocities also the slightest traces kept away from water vapor from the Kätälysatorschicht will. -

Es ist nun gefunden worden, daß sich für diesen Zweck als Trockenmittel von besonders starker Trocknungsintensität die an sich bekannten synthetischen Zeolithe eignen. Diese Stoffe sind so geartet, daß sie auf Grund ihrer Molekularstruktur Wasserdampf mit größter Energie binden. Bei einer relativen Feuchtigkeit von z. B. 2 °/o beträgt die Sättigungskonzentration von Wasser bei Kieselgel 4 Gewichtsprozent, bei den synthetischen Zeolithen etwa 20 %. Dennoch liegt der Taupunkt einer so getrockneten Luft, auch bei einer Wasserbeladung von 18 Gewichtsprozent, noch bei etwa —70° C. Die außerordentlich starke Absorptionsbindung, die auf der polaren Bindung der Moleküle beruht, bewirkt neben der Wasserbindung auch eine teilweise Bindung des Kohlenoxyds, die die Arbeit des dahinterliegenden Katalysators erleichtert.It has now been found that desiccants of particularly high drying intensity can be used for this purpose the synthetic zeolites known per se are suitable. These substances are of such a nature that they bind water vapor with great energy due to their molecular structure. At a relative humidity from Z. B. 2% is the saturation concentration of water in silica gel 4 percent by weight, in the synthetic zeolites about 20%. Nevertheless, the dew point of such a dry air is also at one Water load of 18 percent by weight, still at about -70 ° C. The extraordinarily strong absorption bond, which is based on the polar bond of the molecules is based, in addition to binding water, it also partly binds the carbon oxide, which does the work of the behind the catalyst facilitated.

Wegen der verhältnismäßig geringen Aufnahmekapazität wird die größte Menge des in das Filter mit der Luft eintretenden Wasserdampfes durch die vorher beschriebenen Trockenmittel, z. B. Chlorcalciumkörner oder mit Chlorcalcium beladenes Kieselgel, zur Abscheidung gebracht. Die künstlichen Zeolithe bilden hinter diesen die unmittelbar vor dem Katalysator liegende Feintrockenschicht.Because of the relatively low absorption capacity, the largest amount of the is in the filter with the air entering water vapor through the desiccants described above, z. B. Calcium Chloride Grains or silica gel loaded with calcium chloride. Form the artificial zeolites behind these the fine dry layer immediately in front of the catalyst.

example

An einer pulsierend arbeitenden künstlichen Lunge mit einem Luftumsatz von 30 l/Min, wurden Kohlenoxyd-Filterselbstretter geprüft, wobei die Prüfluft 0,1 % Kohlenoxyd enthielt und eine relative Feuchte von 90 % bei 20° C hatte.On a pulsating artificial lung with an air flow rate of 30 l / min, carbon oxide filters became self-rescuers tested, whereby the test air contained 0.1% carbon oxide and had a relative humidity of 90% at 20 ° C.

Die Filter waren mit 160 ml katalytischer Reinigungsmasse (Hopkalit) beschickt. Die trocknende Vorschicht hatte ein Volumen von 210 ml.The filters were loaded with 160 ml of catalytic cleaning compound (hopcalite). The drying pre-layer had a volume of 210 ml.

Bei der Prüfung wurde der Durchbruch von Kohlenoxyd in Höhe von 0,01 Volumprozent festgestellt. Bis zu diesem Durchbruch ergaben sich folgende Resistenzzeiten der Filter:During the test, the carbon oxide breakthrough was found to be 0.01 percent by volume. To The following resistance times of the filters resulted for this breakthrough:

Resistenzzeit
65 MinutenResistance time
65 minutes

70 Minuten
100 Minuten70 minutes
100 minutes

1. Filter mit1. Filter with

210 ml Kieselgel, mit CaCl₂ 210 ml silica gel, with CaCl ₂

imprägniert
160 ml Hopkalitimpregnated
160 ml hopcalite

2. Filter mit
210 ml Zeolith
160 ml Hopkalit2. Filter with
210 ml of zeolite
160 ml hopcalite

3. Filter mit3. Filter with

105 ml Aktivkohle, mit CaCl₂ 105 ml activated carbon, with CaCl ₂

imprägniert
105 ml Zeolith
160 ml Hopkalitimpregnated
105 ml of zeolite
160 ml hopcalite

Claims

Claim:

Respiratory filter that can be used in particular as a self-rescuer to protect against carbon oxide that comes with Hopcalite as an oxidation catalyst and upstream dry layers of increasing effectiveness is charged, characterized in that as a fine drying agent immediately before the catalyst Synthetic zeolites known per se as desiccants are arranged.

Considered publications:
British Patent No. 499 038.

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