RU2207903C2

RU2207903C2 - Respiratory apparatus protection means adsorbent

Info

Publication number: RU2207903C2
Application number: RU2001127344/12A
Authority: RU
Inventors: Е.А. Галкин; Ю.А. Романов; Г.Д. Кузнецова; Г.А. Кутумина; Н.С. Кузьмина
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Сорбент - Центр Внедрение"
Priority date: 2001-10-08
Filing date: 2001-10-08
Publication date: 2003-07-10

Abstract

FIELD: respiratory apparatus protection. SUBSTANCE: invention relates to production of adsorbents for absorbing ammonia and organic vapors and for drying air in respiratory apparatus protection means. Adsorbent contains activated carbon impregnated with nickel chloride (5- 10%) and calcium chloride (10-15%). EFFECT: increased moisture absorption capacity in combination with high degree of protection against ammonia and organics. 2 tbl

Description

Изобретение относится к производству адсорбентов на угольной основе, в частности к производству адсорбента для осушения воздуха и поглощения паров аммиака и органических веществ, и может быть использовано для снаряжения средств защиты органов дыхания. The invention relates to the production of carbon-based adsorbents, in particular to the production of an adsorbent for drying air and absorbing ammonia vapors and organic substances, and can be used to equip respiratory protective equipment.

Для снаряжения средств защиты органов дыхания используют адсорбенты-осушители, содержащие в порах углеродной основы различные гигроскопические соли, например (СаСl₂, LiCl и LiBr) и адсорбенты-поглотители, содержащие в порах углеродной основы различные хемосорбционные добавки, например (FеСl₃, NiCl₂, CuSO₄).To equip respiratory protective equipment, adsorbent desiccants are used that contain various hygroscopic salts in the pores of the carbon base, for example (CaCl ₂ , LiCl and LiBr) and adsorbent absorbers containing various chemisorption additives in the pores of the carbon base, for example (FeCl ₃ , NiCl ₂ , CuSO ₄ ).

Известен адсорбент-осушитель воздуха - карбогель КГ, выпускаемый отечественной промышленностью по ТУ 6-16-2452-81 на основе активного угля марки АГ-3 [Каталог "Активные угли. Эластичные сорбенты. Катализаторы. Осушители. Химические поглотители", АООТ "Электростальский химико-механический завод", НПО "Неорганика", г. Черкассы, 1996, с. 96]. В качестве добавки поры углеродной основы этого осушителя содержат 14-25 мас.% хлорида кальция. Осушитель КГ предназначен для связывания паров воды в средствах защиты органов дыхания от оксида углерода и обеспечивает вместе с гопкалитом (катализатором окисления оксида углерода в диоксид углерода) защиту в течение не менее 60 мин. Known adsorbent-air dryer - KG carbogel, produced by the domestic industry according to TU 6-16-2452-81 based on activated carbon brand AG-3 [Catalog "Active carbons. Elastic sorbents. Catalysts. Desiccants. Chemical absorbers", AOOT "Electrostal chemical -mechanical plant ", NPO" Inorganic ", Cherkasy, 1996, p. 96]. As an additive, the pores of the carbon base of this desiccant contain 14-25 wt.% Calcium chloride. The KG desiccant is designed to bind water vapor in respiratory protection against carbon monoxide and, together with hopcalite (a catalyst for the oxidation of carbon monoxide to carbon dioxide), provides protection for at least 60 minutes.

Известен адсорбент-осушитель ОЛ, выпускаемый отечественной промышленностью по ТУ 6-16-2690-90 [Каталог "Активные угли. Эластичные сорбенты. Катализаторы. Осушители. Химические поглотители", АООТ "Электростальский химико-механический завод", НПО "Неорганика", г. Черкассы, 1996, с. 95]. Осушитель ОЛ представляет собой активный уголь СКТ, импрегнированный хлоридом кальция и дополнительно хлоридом лития. Массовая доля хлорида кальция составляет не менее 12%, хлорида лития - не менее 12%. Осушитель ОЛ обеспечивает осушку воздуха в средствах защиты органов дыхания от оксида углерода в течение не менее 65 мин. Known adsorbent desiccant OL produced by the domestic industry according to TU 6-16-2690-90 [Catalog "Active carbons. Elastic sorbents. Catalysts. Desiccants. Chemical absorbers", OJSC "Electrostal chemical-mechanical plant", NPO "Inorganic", g Cherkasy, 1996, p. 95]. Dehumidifier OL is SKT activated carbon impregnated with calcium chloride and optionally lithium chloride. The mass fraction of calcium chloride is at least 12%, lithium chloride - at least 12%. Dehumidifier OL provides air drying in respiratory protection from carbon monoxide for at least 65 minutes.

Недостатками этих осушителей являются низкие динамическая активность по аммиаку и время защитного действия по парам органических веществ. The disadvantages of these dehumidifiers are low dynamic activity in ammonia and the time of the protective action in pairs of organic substances.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому адсорбенту является адсорбент - химический поглотитель паров аммиака ХПА-Н, выпускаемый отечественной промышленностью по ТУ 6-16-3125-91 [Каталог "Активные угли. Эластичные сорбенты. Катализаторы. Осушители. Химические поглотители". Черкасский НИИТЭХим, г. Черкассы, 1996, с. 99]. Поглотитель ХПА-Н представляет собой активный уголь АГ-5 или СКТ-6, импрегнированный хлоридом никеля. Массовая доля хлорида никеля составляет 18-22 мас.%. Такой адсорбент в качестве поглотителя обеспечивает защиту от аммиака, а в качестве осушителя - поглощение воды. The closest in technical essence to the proposed adsorbent is an adsorbent - a chemical absorber of ammonia vapor KhPA-N, produced by the domestic industry according to TU 6-16-3125-91 [Catalog "Active carbons. Elastic sorbents. Catalysts. Desiccants. Chemical absorbers". Cherkasy NIITEKhim, Cherkasy, 1996, p. 99]. The HPA-N absorber is AG-5 or SKT-6 activated carbon impregnated with nickel chloride. The mass fraction of nickel chloride is 18-22 wt.%. Such an adsorbent as an absorber provides protection against ammonia, and as a desiccant, it absorbs water.

Недостатком химического поглотителя ХПА-Н является низкое и нестабильное поглощение паров воды и как следствие этого низкое время защитного действия по оксиду углерода. The disadvantage of the chemical absorbent HPA-N is the low and unstable absorption of water vapor and, as a consequence, the low time of the protective action of carbon monoxide.

Перед изобретателями стояла задача разработать на основе активного угля адсорбент, обладающий универсальными свойствами, а именно имеющий достаточно высокое и стабильное водопоглощение, высокую емкость по аммиаку и сохраняющий достаточно высокую динамическую активность по парам органических веществ (бензол, акролеин и др.). The inventors were faced with the task of developing an adsorbent based on activated carbon with universal properties, namely, having a sufficiently high and stable water absorption, high ammonia capacity and preserving a sufficiently high dynamic activity in pairs of organic substances (benzene, acrolein, etc.).

Результат достигается тем, что адсорбент для средств защиты органов дыхания, содержащий активный уголь и хлорид никеля, дополнительно содержит хлорид кальция при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Хлорид никеля - 5-10
Хлорид кальция - 10-15
Активный уголь - Остальное
Предлагаемый адсорбент изготавливают на основе активных углей, имеющих суммарную пористость не менее 0,8 см³/г.The result is achieved in that the adsorbent for respiratory protective equipment, containing activated carbon and nickel chloride, additionally contains calcium chloride in the following ratio of components, wt.%:
Nickel Chloride - 5-10
Calcium Chloride - 10-15
Activated Carbon - Else
The proposed adsorbent is made on the basis of activated carbons having a total porosity of at least 0.8 cm ³ / g.

Активный уголь пропитывают водным раствором, содержащим смесь солей хлорида никеля и хлорида кальция, и высушивают при температуре до 280^oС для достижения постоянного веса. Пропиточный раствор содержит на 1 часть хлорида никеля 1-3 части хлорида кальция по весу. Активный уголь и пропиточный раствор берут в соотношении 1:(0,7-0,9).Active carbon is impregnated with an aqueous solution containing a mixture of salts of Nickel chloride and calcium chloride, and dried at a temperature of up to 280 ^o With to achieve a constant weight. The impregnating solution contains 1 part of nickel chloride 1-3 parts of calcium chloride by weight. Activated charcoal and impregnation solution are taken in the ratio 1: (0.7-0.9).

Данные о поглотительной способности предлагаемого и известного адсорбентов приведены в таблице 1. Data on the absorption capacity of the proposed and known adsorbents are shown in table 1.

Условия испытаний адсорбентов в динамических трубках:
Высота слоя адсорбента 3,0 см.Test conditions for adsorbents in dynamic tubes:
The adsorbent layer height is 3.0 cm.

Удельная скорость потока 0,5 л/мин•см².The specific flow rate of 0.5 l / min • cm ² .

Относительная влажность потока:
паров аммиака при Т=23,6^oС - 51%;
паров бензола при Т=22,2^oС - 50%;
паров воды при Т=15-16^oС - 30%.Relative flow humidity:
ammonia vapor at T = 23.6 ^o C - 51%;
benzene vapor at T = 22.2 ^o C - 50%;
water vapor at T = 15-16 ^o C - 30%.

Испытания адсорбентов вместе с гопкалитом по окислению оксида углерода в диоксид проведены в патроне при пульсирующем потоке. Tests of adsorbents together with hopcalite for the oxidation of carbon monoxide to dioxide were carried out in a cartridge with a pulsating flow.

Условия испытаний адсорбентов вместе с гопкалитом в патроне:
Высота слоя адсорбента 1,3 см.Test conditions for adsorbents with hopcalite in the cartridge:
The height of the adsorbent layer is 1.3 cm.

Высота слоя гопкалита 2,0 см. Hopcalite layer height 2.0 cm.

Относительная влажность потока при температуре Т=20,3-21,7^oС - 90%.The relative humidity of the stream at a temperature of T = 20.3-21.7 ^o C - 90%.

Исходная концентрация оксида углерода 6,2 г/м³.The initial concentration of carbon monoxide is 6.2 g / m ³ .

Как видно из таблицы 1, наилучший результат обеспечивается при содержании в адсорбенте 8 мас.% хлорида никеля и 12 мас.% хлорида кальция. As can be seen from table 1, the best result is achieved when the adsorbent contains 8 wt.% Nickel chloride and 12 wt.% Calcium chloride.

Увеличение в предлагаемом адсорбенте содержания хлорида никеля более 10 мас. % ведет к уменьшению времени защитного действия по бензолу и из-за падения водопоглощения - к снижению защиты от диоксида углерода. The increase in the proposed adsorbent Nickel chloride content of more than 10 wt. % leads to a decrease in the time of the protective effect on benzene and, due to a drop in water absorption, to a decrease in protection against carbon dioxide.

Увеличение в предлагаемом адсорбенте содержания хлорида кальция более 15 мас.% ведет к снижению времени защитного действия по бензолу и при этом практически не изменяет времени защитного действия по диоксиду углерода, так как водопоглощение имеет оптимальную величину. An increase in the content of calcium chloride in the proposed adsorbent of more than 15 wt.% Leads to a decrease in the time of the protective effect on benzene and at the same time practically does not change the time of the protective effect on carbon dioxide, since water absorption has an optimal value.

Снижение в предлагаемом адсорбенте содержания хлорида никеля менее 5 мас.% ведет к уменьшению динамической активности по аммиаку и падению времени защитного действия по диоксиду углерода. The decrease in the proposed adsorbent of the content of Nickel chloride of less than 5 wt.% Leads to a decrease in the dynamic activity of ammonia and a decrease in the time of the protective action of carbon dioxide.

Снижение в предлагаемом адсорбенте содержания хлорида кальция менее 10 мас. % нецелесообразно из-за уменьшения поглощения воды, что ведет к уменьшению времени защитного действия по оксиду углерода. The decrease in the proposed adsorbent calcium chloride content of less than 10 wt. % impractical due to a decrease in water absorption, which leads to a decrease in the time of the protective action of carbon monoxide.

Противогазовая коробка малого габарита, снаряженная гопкалитом и предлагаемым адсорбентом, обеспечивает защиту от многих вредных веществ (таблица 2). A small gas mask box equipped with hopcalite and the proposed adsorbent provides protection against many harmful substances (table 2).

Предлагаемый адсорбент обладает универсальными свойствами - хорошей поглощаемостью воды, значительным временем защитного действия по аммиаку, бензолу, диоксиду углерода, гидриду серы, цианистому водороду, причем при отработке по оксиду углерода сохраняет защитные свойства по указанным веществам. The proposed adsorbent has universal properties - good water absorption, a significant protective effect on ammonia, benzene, carbon dioxide, sulfur hydride, hydrogen cyanide, and while working on carbon monoxide retains protective properties for these substances.

На предлагаемый адсорбент в настоящее время оформляются технические условия как на химический поглотитель ХП-СГ. At the present adsorbent, technical conditions are being drawn up as a chemical absorber HP-SG.

Claims

An adsorbent for respiratory protective equipment containing activated carbon impregnated with nickel chloride, characterized in that it additionally contains calcium chloride in the following ratio, wt.%:
Nickel Chloride - 5-10
Calcium Chloride - 10-15
Activated Carbon - Rest