FR2728476A1 - Active carbon particulate filling for respiratory filter - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention a pour objet des remplissages pour filtres à grains de charbon actif imprégnés pour la protection des voies respiratoires. The invention relates to fillings for impregnated activated carbon grain filters for the protection of the respiratory tract.
Elle vise aussi les filtres comportant ces remplissages.It also targets filters with these fills.
On connaît des filtres pour la protection des voies respiratoires destinés à un usage civil. Filters are known for the protection of the respiratory tract intended for civilian use.
Ces filtres sont normalisés et leurs spécifications de performance sont décrites dans la norme européenne NF EN 141 du 4/91. I1 existe quatre catégories principales de nitres à usage civil: - les filtres de type A qui protègent contre les vapeurs organiques. These filters are standardized and their performance specifications are described in the European standard NF EN 141 of 4/91. There are four main categories of nitrates for civil use: - type A filters which protect against organic vapors.
- les filtres de type B qui protègent contre les gaz inorganiques (HCN.- type B filters that protect against inorganic gases (HCN.
H2S ou Cl2).H2S or Cl2).
- les filtres de type E qui protègent contre les gaz acides. en particulier SO2 et, - les filtres de type K qui protègent contre l'ammoniac et certains de ses dérivés.- Type E filters that protect against acid gases. in particular SO2 and - type K filters which protect against ammonia and some of its derivatives.
Par ailleurs. on connaît des filtres pour la protection des voies respiratoires destinés à un usage militaire. Otherwise. filters for the protection of respiratory tracts intended for military use are known.
Ces filtres sont conçus pour protéger contre les gaz de combat. These filters are designed to protect against combat gases.
en particulier contre l'acide cyanhydrique. le chlorure de cyanogène et les gaz organo-phosphorés.especially against hydrocyanic acid. cyanogen chloride and organophosphorus gases.
Par contre, on ne connaît pas des filtres protégeant de manière satisfaisante à la fois contre les produits industriels de type A B E K et contre les gaz toxiques militaires. On the other hand, filters are not known to protect satisfactorily both against the industrial products of type A B E K and against the toxic military gases.
Afin de réaliser de tels filtres, on pourrait penser qu'il suffit de juxtaposer un filtre de type A B E K destiné à un usage civil et un filtre destiné à un usage militaire. I1 est vrai qu'une telle combinaison permettrait bien de filtrer à la fois des produits de type
A B E K et des gaz toxiques militaires, cependant les filtres ainsi obtenus présenteraient un volume beaucoup trop important pour pouvoir être utilisés de manière pratique. De plus. ce volume occasionnerait une perte de charge excessive qui rendrait la respiration difficile pour l'utilisateur.In order to produce such filters, one might think that it is sufficient to juxtapose an ABEK type filter intended for civilian use and a filter intended for military use. It is true that such a combination would make it possible to filter both products of the type
ABEK and military toxic gases, however the filters thus obtained would have a much too large volume to be used in a practical way. Furthermore. this volume would cause excessive pressure loss that would make breathing difficult for the user.
L'invention a pour but de fournir un filtre pour la protection des voies respiratoires. ce filtre assurant le rôle des filtres de type
A B E K et celui des filtres militaires et présentant cependant un encombrement minime.The invention aims to provide a filter for the protection of the respiratory tract. this filter ensuring the role of type filters
ABEK and that of military filters and yet with a small footprint.
On y parvient, selon l'invention, en filtrant l'air inspiré au moyen de grains de charbon actif (I) imprégnés d'un sulfate ou d'un carbonate de zinc avec un taux d'imprégnation. exprimé en masse de zinc par rapport à la masse du charbon actif, compris entre 4 % et 12% et des grains de charbon actif (Il) imprégnés d'oxyde de cuivre avec un taux d'imprégnation. exprimé en masse de cuivre par rapport à la masse du charbon actif, compris entre 3 % et 8 %. et d'oxyde de chrome avec un taux d'imprégnation. exprimé en masse de chrome par rapport à la masse du charbon actif, compris entre 1 % et 3 % et, éventuellement d'autres imprégnations, le rapportez masse entre les grains de charbon actif (I) et les grains de charbon actif (II) étant compris entre 0,25 et 0,75 et le rapport V/D où V est le volume de charbon actif dans le filtre (en m3) et D. le débit d'air à travers le filtre (en m3 par seconde) étant plus grand ou égal à 0,3 seconde et plus petit ou égal à 1 seconde. This is achieved, according to the invention, by filtering the inspired air with activated carbon grains (I) impregnated with a sulfate or a zinc carbonate with a degree of impregnation. expressed in mass of zinc relative to the mass of activated carbon, of between 4% and 12% and grains of activated carbon (II) impregnated with copper oxide with a degree of impregnation. expressed as a mass of copper relative to the mass of activated carbon, of between 3% and 8%. and chromium oxide with a degree of impregnation. expressed in mass of chromium relative to the mass of activated carbon, between 1% and 3% and, optionally other impregnations, the report mass between the grains of activated carbon (I) and the grains of activated carbon (II) being between 0.25 and 0.75 and the ratio V / D where V is the volume of activated carbon in the filter (in m3) and D. the air flow through the filter (in m3 per second) being greater than or equal to 0.3 seconds and less than or equal to 1 second.
Selon un mode de réalisation avantageux du remplissage pour filtre selon Invention les grains de charbon actif (I) sont imprégnés d'un sulfate ou d'un carbonate de zinc avec un taux d'imprégnation, exprimé en masse de zinc par rapport à la masse du charbon actif, compris entre 8 et 10 % et de préférence voisin de 9 %. According to an advantageous embodiment of the filter filling according to the invention, the activated carbon grains (I) are impregnated with a sulphate or a zinc carbonate with a degree of impregnation, expressed as mass of zinc relative to the mass. activated carbon, between 8 and 10% and preferably close to 9%.
Selon un autre mode de réalisation avantageux du remplissage pour filtre selon l'invention, les grains de charbon actif (II) sont imprégnés d'oxyde de cuivre avec un taux d'imprégnation, exprimé en masse de cuivre par rapport à la masse du charbon actif, compris entre 5 et 7 % de préférence voisin de 6 %. According to another advantageous embodiment of the filter filling according to the invention, the activated carbon grains (II) are impregnated with copper oxide with a degree of impregnation, expressed as a mass of copper relative to the mass of the coal. active, between 5 and 7% preferably close to 6%.
Parmi les imprégnations éventuelles des grains de charbon actif (Il). on citera une imprégnation à la triéthylène diamine, avec un taux d'imprégnation. exprimé en masse de triéthylène diamine par rapport à la masse du charbon actif, compris entre 1 et 3 % et de préférence voisin de 2 % et / ou une imprégnation à l'argent sous forme d'oxyde avec un taux d'imprégnation. exprimé en masse d'argent par rapport à la masse du charbon actif compris entre 0,05 et 0,15 % de préférence voisin de 0,1 %. Among the possible impregnations of activated carbon grains (II). mention will be made of an impregnation with triethylenediamine, with a degree of impregnation. expressed as a mass of triethylene diamine relative to the mass of activated carbon, of between 1 and 3% and preferably close to 2% and / or a silver impregnation in the form of oxide with a degree of impregnation. expressed in silver mass relative to the mass of active carbon between 0.05 and 0.15% preferably close to 0.1%.
Selon encore un autre mode de réalisation avantageux du remplissage pour filtre selon l'invention, les grains de charbon actif (il) sont imprégnés d'oxyde de chrome avec un taux d'imprégnation exprimé en masse de chrome par rapport à la masse du charbon actif, voisin de 2 %. According to yet another advantageous embodiment of the filter filling according to the invention, the activated carbon grains (II) are impregnated with chromium oxide with a degree of impregnation expressed as a mass of chromium relative to the mass of the coal. active, close to 2%.
Le remplissage pour filtre selon Invention peut être constitué par au moins une couche de grains de charbon actif (I) et au moins une couche de grains de charbon actif(lI), ou par un mélange de ces grains. The filter filling according to the invention may consist of at least one layer of activated carbon grains (I) and at least one layer of activated carbon grains (II), or a mixture of these grains.
De préférence, les grains de charbon actif présentent une granulométrie comprise entre 8 et 30 mesh., et encore mieux entre 12 et 20 mesh. Preferably, the activated carbon grains have a particle size of between 8 and 30 mesh, and more preferably between 12 and 20 mesh.
Le remplissage pour filtre peut être introduit dans une cartouche ou tout autre support afin de constituer un nitre. La figure 1 montre. à titre d'illustration donnée uniquement à titre d'exemple, un schéma de principe d'un filtre. Sur cette figure. le remplissage pour filtre est constitué par une couche de charbon actif (I) et une couche de charbon actif (II) introduites entre une grille métallique (1) et une grille en matériau synthétique (2). The filter fill may be introduced into a cartridge or other medium to form a nitre. Figure 1 shows. by way of illustration given solely by way of example, a block diagram of a filter. In this figure. the filter filling is constituted by a layer of activated carbon (I) and an active carbon layer (II) introduced between a metal grid (1) and a synthetic material grid (2).
L'invention convient à tous les filtres comportant un remplissage à base de charbon actif. The invention is suitable for all filters comprising an active carbon-based filler.
Selon un mode de réalisation avantageux du filtre selon l'invention, celui-ci comprend un remplissage constitué par une couche de grains de charbon actif (I) et une couche de grains de charbon actif (Il). la couche (I) étant située en amont de la couche (II) par rapport à la direction de rair inspiré. According to an advantageous embodiment of the filter according to the invention, it comprises a filling consisting of a layer of activated carbon grains (I) and a layer of activated carbon grains (II). the layer (I) being located upstream of the layer (II) with respect to the direction of inspired air.
L'invention pourra être mieux comprise à l'aide de l'exemple non limitatif qui suit et qui constitue un mode de réalisation avantageux du filtre selon l'invention. The invention can be better understood with the aid of the following nonlimiting example and which constitutes an advantageous embodiment of the filter according to the invention.
EXEMPLE
On réalise un remplissage pour filtre conforme à l'invention constitué par une couche de grains de charbon actif (I) et une couche de grains de charbon actif (II). EXAMPLE
A filter filling according to the invention is carried out consisting of a layer of activated carbon grains (I) and a layer of activated carbon grains (II).
La couche de grains de charbon actif (I) est constituée par 100 g. de charbon actif imprégné de sulfate de zinc. avec un taux d'imprégnation de 9 %, exprimé en masse de zinc par rapport à la masse de charbon actif. The layer of activated carbon grains (I) consists of 100 g. activated carbon impregnated with zinc sulphate. with a degree of impregnation of 9%, expressed in mass of zinc relative to the mass of activated carbon.
La couche de grains de charbon actif (11) est constituée par 150 g. de charbon actif imprégné des substances suivantes: - oxyde de cuivre, avec un taux d'imprégnation de 6 %, exprimé en masse de cuivre par rapport à la masse du charbon actif, - oxyde de chrome, avec un taux d'imprégnation de 2 %, exprimé en masse de chrome par rapport à la masse du charbon actif, - oxyde d'argent, avec un taux d'imprégnation de 0,1 %, exprimé en masse d'argent par rapport à la masse du charbon actif, - triéthylène diamine, avec un taux d'imprégnation de 2 %, exprimé en masse de triéthylène diamine par rapport à lamasse du charbon actif. The layer of activated carbon grains (11) is constituted by 150 g. of activated carbon impregnated with the following substances: - copper oxide, with an impregnation rate of 6%, expressed as a mass of copper relative to the mass of the activated carbon, - chromium oxide, with a degree of impregnation of 2 %, expressed as a mass of chromium relative to the mass of activated carbon, - silver oxide, with a degree of impregnation of 0.1%, expressed as a mass of silver relative to the mass of activated carbon, triethylene diamine, with an impregnation rate of 2%, expressed as a mass of triethylene diamine relative to the active charcoal layer.
Le rapport en masse entre la couche de grains de charbon actif (I) et la couche de grains de charbon actif (II) est de 0.66 ; les grains de charbon actif présentent une granulométrie de 12 x 20 mesh. The mass ratio between the activated carbon grain layer (I) and the active carbon grain layer (II) is 0.66; the activated carbon grains have a particle size of 12 × 20 mesh.
On réalise un filtre conforme à l'invention comportant ce remplissage. A filter according to the invention comprising this filling is produced.
On utilise ce nitre avec un débit de gaz de 30 1/ min (normes
NF EN 141 des filtres pour masques à gaz), ce qui correspond à un rapport V/D de 0.8 seconde.This nitre is used with a gas flow rate of 30 1 / min (standards
NF EN 141 filters for gas masks), which corresponds to a V / D ratio of 0.8 seconds.
On indique dans les tableaux 1 et 2 suivants les performances de ce filtre:
Tableau 1: EFFICACITE AU GAZ SUIVANT LA NORME EN 141
Durée de l'efficacité (minutes)
The following tables 1 and 2 show the performance of this filter:
Table 1: EFFICIENCY TO GAS FOLLOWING STANDARD EN 141
Duration of effectiveness (minutes)
<tb> Toxique <SEP> Concentration <SEP> Exigences <SEP> de <SEP> Valeurs
<tb> <SEP> amont <SEP> la <SEP> norme <SEP> obtenues <SEP> min.
<tb><tb> Toxic <SEP> Concentration <SEP> Requirements <SEP> of <SEP> Values
<tb><SEP> upstream <SEP> the <SEP> standard <SEP> obtained <SEP> min.
<Tb>
CCI4 <SEP> 0,5% <SEP> 40 <SEP> # <SEP> 70 <SEP>
<tb> H2S <SEP> 0,5% <SEP> 40 <SEP> > <SEP> # <SEP> 150 <SEP>
<tb> HCN <SEP> 0,5 <SEP> % <SEP> 25 <SEP> # <SEP> 40 <SEP>
<tb> C12 <SEP> 0,5 <SEP> % <SEP> 20 <SEP> # <SEP> <SEP> 50
<tb> SO2 <SEP> 0,5 <SEP> % <SEP> 20 <SEP> # <SEP> 30 <SEP>
<tb> 3 <SEP>
<tb> <SEP> 0,5% <SEP> 40 <SEP> # <SEP> 45 <SEP>
<tb>
Tableau 2: EFFICACITE AUX TOXIQUES MILITAIRES
Durée Cie l efficacité (minutes)
CCI4 <SEP> 0.5% <SEP> 40 <SEP>#<SEP> 70 <SEP>
<tb> H2S <SEP> 0.5% <SEP> 40 <SEP>><SEP>#<SEP> 150 <SEP>
<tb> HCN <SEP> 0.5 <SEP>% <SEP> 25 <SEP>#<SEP> 40 <SEP>
<tb> C12 <SEP> 0.5 <SEP>% <SEP> 20 <SEP>#<SEP><SEP> 50
<tb> SO2 <SEP> 0.5 <SEP>% <SEP> 20 <SEP>#<SEP> 30 <SEP>
<tb> 3 <SEP>
<tb><SEP> 0.5% <SEP> 40 <SEP>#<SEP> 45 <SEP>
<Tb>
Table 2: EFFECTIVENESS TO MILITARY TOXICS
Duration Co. Efficiency (minutes)
Toxique <SEP> Concentration <SEP> Exigences <SEP> de <SEP> la <SEP> Valeurs
<tb> <SEP> amont <SEP> norme <SEP> obtenues <SEP> min.
<tb>Toxic <SEP> Concentration <SEP> Requirements <SEP> of <SEP><SEP> Values
<tb><SEP> upstream <SEP> standard <SEP> obtained <SEP> min.
<Tb>
HCN <SEP> 2g/m3 <SEP> 60 <SEP> # <SEP> 200 <SEP>
<tb> CNCl <SEP> 2 <SEP> g <SEP> / <SEP> m3 <SEP> 60 <SEP> # <SEP> 200 <SEP>
<tb> Chloropicrine <SEP> 5 <SEP> g <SEP> / <SEP> m3 <SEP> 25 <SEP> # <SEP> 200
<tb>
On observe que le filtre selon l'invention répond, pour tous les gaz, aux exigences de la norme NF EN 141 et que sa durée d'efficacité est nettement supérieure pour tous les gaz, à celle exigée par cette norme. HCN <SEP> 2g / m3 <SEP> 60 <SEP>#<SEP> 200 <SEP>
<tb> CNCl <SEP> 2 <SEP> g <SEP> / <SEP> m3 <SEP> 60 <SEP>#<SEP> 200 <SEP>
<tb> Chloropicrin <SEP> 5 <SEP> g <SEP> / <SEP> m3 <SEP> 25 <SEP>#<SEP> 200
<Tb>
It is observed that the filter according to the invention meets, for all gases, the requirements of standard NF EN 141 and that its duration of effectiveness is significantly higher for all gases, than that required by this standard.
Claims (11)
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