RU2295379C1 - Фильтросорбирующий патрон от агрессивной воздушной среды и способ его получения - Google Patents
Фильтросорбирующий патрон от агрессивной воздушной среды и способ его получения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2295379C1 RU2295379C1 RU2005119357/15A RU2005119357A RU2295379C1 RU 2295379 C1 RU2295379 C1 RU 2295379C1 RU 2005119357/15 A RU2005119357/15 A RU 2005119357/15A RU 2005119357 A RU2005119357 A RU 2005119357A RU 2295379 C1 RU2295379 C1 RU 2295379C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coal
- cartridge
- binder
- cellulose
- latex
- Prior art date
Links
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области средств защиты от агрессивной газовой среды. Предложен патрон в форме цилиндра, полученный путем вакуумного формования из композиции на основе хлопковой целлюлозы, наполненной углем и проклеенной связующим, на боковую поверхность, торцы и внутренний канал которого нанесено покрытие из латекса, при этом композиция содержит смесь угля-катализатора марки КТ-1 и угля газового типа марки СКТ-6А при соотношении 3:1 с дисперсностью менее 100 мкм, а в качестве связующего содержит смолу полиамидную, модифицированную эпихлоргидрином, осаждаемую на волокна сульфатом алюминия, при следующем соотношении компонентов, мас.%: хлопковая коротковолнистая целлюлоза - 54-68,5, активированный уголь смесового состава - 30-40, связующее - 0,5-1,0, сульфат алюминия - 1-5. Изобретение позволяет получить патрон с высоким защитным временем по различным вредным компонентам в воздушной среде.
Description
Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности (ЦБП), в частности к производству формованных изделий, которые могут быть использованы для очистки воздуха от паров и аэрозолей высокотоксичных и ядовитых веществ, а именно хлора, аммиака, бензола, синильной кислоты, хлорциана, декана. Используемые в настоящее время в подвижных и стационарных объектах коллективной защиты фильтры представляют собой устройства, получаемые в специальных формах сплавлением полиэтиленовой крошки с активным гранулированным углем и катализаторами. Достаточно громоздкие по размерам и тяжелые по массе данные устройства не отвечают современным требованиям.
В ЦБП известен фильтровальный материал, предназначенный для очистки технологических воздушных сред от частиц пыли в электронной, медицинской и других отраслях промышленности, где требуется высокоэффективная очистка газовоздушных сред (А.с. 1649705, МКИ В 01 D 39/06, D 21 Н 5/00).
Изготовленный из смеси стеклянных волокон разного диаметра материал используется для закладки путем гофрирования в фильтрующие установки.
Как серьезный недостаток фильтровального материала на основе стекловолокна следует отметить ломкость в местах изгиба, что резко снижает эффективность очистки газовоздушных сред, Кроме того, он не содержит в своем составе адсорбент, что делает его пригодным лишь для очистки воздуха от механических частиц пыли в системах общего обеспыливания.
Поэтому проблема создания малогабаритных эффективных специальных фильтров является актуальной.
Известен фильтровальный элемент для тонкой очистки вязких технологических сред по а.с. 1375709 (Бюлл. №7, 1988), изготовленный в виде толстостенного цилиндра из волокнистой композиции, содержащей коротковолокнистую хлопковую целлюлозу и стекловолокно. После формования и сушки данный фильтровальный элемент пропитывается методом прососа раствора связующего через всю толщину стенки элемента. Высушенный элемент характеризуется высокими прочностными свойствами и эффективностью очистки вязких технологических сред от механических примесей.
Однако существенным недостатком данного фильтровального элемента является отсутствие сорбционных свойств, что ограничивает область его использования.
Кроме того, из-за содержания в его составе до 50% токсичного связующего на основе фенола и формальдегида данный фильтрпатрон не может использоваться для очистки воздуха.
Наиболее близким аналогом заявляемого фильтросорбирующего патрона является фильтровальный патрон для питьевой воды (Пат.2045995, МПК6 В 01 D 39/04).
Авторами предложена композиция для изготовления патронов, включающая хлопковую и древесную целлюлозу, стекловолокно, активный уголь и меламиноформальдегидную смолу. Использование смеси хлопковой, древесной целлюлозы и стекловолокна позволяет получить фильтровальный патрон с необходимой пористой структурой, а активный уголь придает фильтровальному элементу сорбционные свойства.
Фильтровальный патрон для питьевой воды должен обладать достаточной влагопрочностью. С этой целью в массу вводят связующее - меламиноформальдегидную смолу, а поверхность патрона покрывают латексом.
Меламиноформальдегидную смолу вводят в значительном количестве - 3-5 мас.%, причем предварительно ее осаждают на хлопковой целлюлозе и стекловолокне. Еще более значительное количество связующего - 17±3%, а именно латекса, наносят на готовый высушенный фильтровальный патрон: на наружную поверхность - с помощью валкового устройства, на внутренний канал - распылением дисперсии латекса с помощью форсунки, на торцы патрона - окунанием в 10%-ную дисперсию.
Однако такой способ получения фильтровального патрона обеспечивает невысокие сорбционные свойства его, а значительное содержание латекса в поверхностном слое патрона (до 20% от его массы) существенно повышает сопротивление потоку воздуха, что недопустимо для патрона для воздуха.
Кроме того, меламиноформальдегидная смола из-за наличия свободного формальдегида не отвечает современным требованиям безопасности и не используется в настоящее время в бумажной промышленности.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение и длительное сохранение защитных адсорбционных свойств патрона, снижение сопротивления потоку воздуха и обеспечение высокой пропускной способности его.
Поставленная задача решается тем, что композиционный состав фильтросорбирующего патрона, включающий в себя коротковолокнистую хлопковую целлюлозу как волокнистую основу, наполненную активированным углем и проклеенную связующим, в качестве активированного угля содержит смесь высокодисперсных марок угля - катализатор марки КТ-1 и угля газового марки СКТ-6А, в соотношении 3:1 с дисперсностью менее 100 мкм, а в качестве связующего - смолу полиамидную, модифицированную эпихлоргидрином, которая осаждается на волокна сульфатом алюминия, при следующем соотношение компонентов (мас.%):
Хлопковая коротковолокнистая целлюлоза | 54-68,5 |
Активированный уголь смесового состава | 30-40 |
Связующее | 0,5-1,0 |
Сульфат алюминия | 1-5 |
После формования, сушки и механической обработки патрона до требуемых размеров на его боковую поверхность, торцы и внутренний канал наносится тонкое латексное покрытие путем напыления дисперсии латекса с помощью форсунки до содержания латекса 0,5-3,0% от массы патрона.
Эффективная очистка воздуха от паров и аэрозолей токсичных и ядовитых веществ обеспечивается введением в композиционный состав патрона значительного количества высокодисперсного угольного сорбента - от 30 до 40%. Смесовый состав активированного угля расширяет область применения заявляемого патрона для очистки воздуха от широкой гаммы токсичных и ядовитых веществ, а именно хлора, аммиака, бензола, синильной кислоты, хлорциана, декана.
Данные угли представляют собой высокодисперсный порошок с частицами размером менее 100 мкм. Использование углей с дисперсностью более 100 мкм приводит к осыпанию крупных частиц из готового патрона.
Катализатор КТ-1 (ОСТ В 6-16-28-1645-97) является высокоактивным адсорбентом и носителем хемосорбционных и каталитических добавок - меди, хрома, серебра, триэтиламина.
Уголь марки СКТ-6А (ТУ 2162-011-05754293-94) получают из торфа путем термического разложения с добавкой сернистого калия. Уголь марки СКТ-6А с высокоразвитой пористой структурой относится к противогазовым углям и в сочетании с углем-катализатором КТ-1 эффективно поглощает пары и аэрозоли токсичных и ядовитых веществ.
Хлопковая коротковолокнистая целлюлоза в процессе вакуумного формования патронов создает эффективную пористую структуру, удерживая на поверхности волокон мельчайшие частицы угля. При проклейке угольно-целлюлозной массы связующим волокна неочищенной хлопковой целлюлозы проявляют адсорбционные свойства к частицам смолы. Это позволяет максимально эффективно проводить проклейку: отверждение отрицательно заряженных смоляных частиц происходит на поверхности волокон, не снижая сорбционной емкости угольного сорбента.
Проклейка композиции смолой полиамидной, модифицированной эпихлоргидрином, при расходе 0,5-1,0 мас.% с последующим добавлением сульфата алюминия в количестве 1-5 мас.% придает ФСП, имеющему форму толстостенного цилиндра, необходимую жесткость и прочность, что исключает деформацию патрона в процессе эксплуатации.
Сушка патронов при температуре 160-180°С способствует полной поликонденсации смолы на поверхности волокон, что обуславливает прочность патрона в сухом и влажном состоянии.
Тонкое латексное покрытие, которое наносится на высушенный патрон с помощью сжатого воздуха через форсунку, устраняет ворсоотделение с поверхности патрона и загрязнение фильтруемого воздуха целлюлозными волокнами и частицами угля.
Фильтросорбирующие патроны (ФСП) по примерам 1-6 (см. таблицу) изготавливали в опытно-промышленных условиях следующим образом.
Хлопковую коротковолокнистую целлюлозу по ТУ 72-17-002-07506205-03 подвергали роспуску в ролле в течение 10-15 мин. Затем в целлюлозную массу добавляли активированный уголь с дисперсностью менее 100 мкм смесового состава: уголь - катализатор марки КТ-1 (ОСТ В 6-16-28-1645-97) и уголь газового типа марки СКТ-6А (ТУ 2162-011-05754293-94) при соотношении 3:1 соответственно. После тщательного перемешивания в течение 5-10 мин угольно-целлюлозную массу проклеивали связующим - смолой полиамидной, модифицированной эпихлоргидрином (торговая марка «Надавин»). Для полного осаждения смолы на целлюлозных волокнах в последнюю очередь в композицию подавали раствор сульфата алюминия (ГОСТ 12966-85).
Примечание: Заявляемый фильтросорбирующий патрон и фильтрпатрон-прототип имеют равные габаритные размеры, мм:
высота цилиндра - (248±2); наружный диаметр - (67±2); внутренний диаметр - (26±1).
Формование патронов осуществляли на специальных перфорированных оправках при разрежении воздуха 0,40-0,45 ксг/см2. Продолжительность насасывания каждого патрона 45-60 сек. Влажные патроны помещали в сушильную камеру для сушки методом прососа горячего воздуха с температурой 160-180°С. Высушенные ФСП подвергали механической обработке: наружную поверхность выравнивали специальными вращающимися щетками до требуемого диаметра - 67±2 мм, а торцы цилиндра обрезали дисковой пилой до заданной высоты - 248±2 мм.
После обдувки сжатым воздухом ФСП способом напыления равномерно покрывали тонким латексным покрытием до достижения содержания латекса 0,5-3,0% от массы готового патрона.
Заключительная операция - термоотверждение латексного покрытия при температуре 110-115°С.
Готовые ФСП подвергали стандартным испытаниям, результаты которых представлены в таблице.
Изготовить фильтрпатрон-прототип предложенным в пат. №2045995 способом не представилось возможным, т.к. меламино-формальдегидная смола, используемая в прототипе в качестве связующего, снята в настоящее время с производства из-за высокой токсичности.
Близким по адсорбционным и аэродинамическим свойствам к фильтрпатрону-прототипу можно считать образец примера 6, содержащий в композиции 30% активированного угля и пропитанный латексом до содержания 17% от массы патрона методом, описанным в пат. 2045995.
Такая значительная латексная пропитка патрона повышает сопротивление потоку воздуха более чем в 4 раза в сравнении с аналогичным образцом с тонким латексным покрытием (пример 4). При этом блокируются активные зоны сорбента и наблюдается снижение защитных свойств патрона.
Сравнивая защитные адсорбционные свойства патронов, можно отметить, что у образцов ФСП предлагаемого состава (примеры 2-4) время защитного действия по парам аммиака, хлора, декана в 2,4-2,7 раза, а по парам бензола, синильной кислоты, хлорциана в 3,5 раз выше, чем у образца близкого к прототипу (пример 6). Аналогичное преимущество заявляемые ФСП (примеры 2-4) имеют и по динамической активности.
Повышение содержания активированного угля в композиции ФСП свыше 40% (пример 1) приводит к значительному росту сопротивления потоку воздуха - до 48 Па, что снижает пропускную способность патрона.
Кроме того, повышенное содержание сорбента вызывает деформацию патрона в процессе эксплуатации.
Таким образом, заявляемый фильтросорбирующий патрон и способ его получения имеют следующие преимущества по сравнению с прототипом:
1. Использование в композиции заявляемого ФСП смеси угля-катализатора и угля газового типа при соотношении 3:1 с дисперсностью менее 100 мкм в количестве 30-40 мас.% повышает время защитного действия патрона и его динамическую активность по парам аммиака, хлора, декан в 2,4-2,7 раза, по парам бензола, синильной кислоты, хлорциана - в 3-5 раз в сравнении с прототипом.
2. Проклейка угольно-целлюлозной массы смолой полиамидной, модифицированной эпихлоргидрином с последующим добавлением сульфата алюминия придает патрону необходимую жесткость и прочность в сухом и влажном состоянии.
3. Нанесение с помощью сжатого воздуха тонкого латексного покрытия до содержания латекса 0,5-3,0% от массы патрона на внутренний канал, наружную поверхность и торцы патрона устраняет ворсоотделение и не повышает сопротивление потоку воздуха.
Claims (1)
- Фильтросорбирущий патрон в форме цилиндра, полученный путем вакуумного формования из композиции на основе хлопковой целлюлозы в качестве волокнистой основы, наполненной сорбентом - активированным углем и проклеенной связующим, с последующей механической и термообработкой, на боковую поверхность, торцы и внутренний канал которого нанесено покрытие из латекса, отличающийся тем, что в композиции в качестве угольного сорбента содержит смесь угля-катализатора марки КТ-1 и угля газового типа марки СКТ-6А при соотношении 3:1 с дисперсностью менее 100 мкм, а в качестве связующего - смолу полиамидную, модифицированную эпихлоргидрином, осаждаемую на волокна сульфатом алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Хлопковая коротковолокнистая целлюлоза 54-68,5 Активированный уголь смесового состава 30-40 Связующее 0,5-1,0 Сульфат алюминия 1-5 а дисперсия латекса напылена до содержания 0,5-3,0% от массы патрона.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005119357/15A RU2295379C1 (ru) | 2005-06-21 | 2005-06-21 | Фильтросорбирующий патрон от агрессивной воздушной среды и способ его получения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005119357/15A RU2295379C1 (ru) | 2005-06-21 | 2005-06-21 | Фильтросорбирующий патрон от агрессивной воздушной среды и способ его получения |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2295379C1 true RU2295379C1 (ru) | 2007-03-20 |
Family
ID=37993995
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005119357/15A RU2295379C1 (ru) | 2005-06-21 | 2005-06-21 | Фильтросорбирующий патрон от агрессивной воздушной среды и способ его получения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2295379C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2722839C2 (ru) * | 2015-07-09 | 2020-06-04 | ИНДЖЕВИТИ САУТ КАРОЛИНА, ЭлЭлСи | Система хранения газообразных веществ, способы ее изготовления и ее использования |
-
2005
- 2005-06-21 RU RU2005119357/15A patent/RU2295379C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2722839C2 (ru) * | 2015-07-09 | 2020-06-04 | ИНДЖЕВИТИ САУТ КАРОЛИНА, ЭлЭлСи | Система хранения газообразных веществ, способы ее изготовления и ее использования |
US10828620B2 (en) | 2015-07-09 | 2020-11-10 | Ingevity South Carolina, Llc | Gaseous storage system, methods for making and using the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102615619B1 (ko) | 가스 오염물질 제거에 있어 개선된 효율을 위한 표면-개질된 탄소 및 흡착제 | |
US7022158B2 (en) | Adsorption element and methods | |
RU2611519C2 (ru) | Способ нанесения поглощающего покрытия на субстрат, основу и/или субстрат, покрытый основой | |
US20100018396A1 (en) | Method of Using Adsorptive Filter Element | |
US10188975B2 (en) | Honeycomb air filter and methods thereof | |
KR20000057260A (ko) | 고체 흡착제 입자로 함침되고 속이 빈 섬유를 갖는 필터 | |
CN110461372B (zh) | 空气净化用活性炭片材 | |
CN106861620A (zh) | 一种用于去除VOCs废气的高机能吸附膜 | |
CN107903666A (zh) | 一种滤材用除醛防霉涂料及制备方法 | |
RU2295379C1 (ru) | Фильтросорбирующий патрон от агрессивной воздушной среды и способ его получения | |
CN115884822A (zh) | 包含吸附颗粒的过滤介质 | |
KR960001381B1 (ko) | 필터재의 제조방법 | |
JPH09173829A (ja) | 空気浄化剤および空気浄化用フィルター | |
KR20050123124A (ko) | 신규인 항알레르겐 필터, 그 제조방법 및 그 용도 | |
RU2398628C2 (ru) | Фильтрующая среда для очистки жидкости и газа, способ ее получения и способ фильтрования | |
KR102288117B1 (ko) | 공기청정기의 활성탄 흡착제 및 상기 공기청정기의 활성탄 흡착제가 적용된 공기청정기의 콜게이트 필터 | |
JPH03202108A (ja) | 活性炭素繊維シート及びフィルター | |
JPH07299893A (ja) | 加湿器用保水材 | |
KR970007054B1 (ko) | 필터재 및 그의 제조 방법 | |
CN111991920A (zh) | 一种过滤材料及其制备方法 | |
RU2399391C1 (ru) | Фильтрокаталитический материал | |
JPH1043530A (ja) | 空気清浄フィルター | |
US9199189B1 (en) | Filter medium having ozone and odor removal properties | |
KR20240032397A (ko) | 커피박 및 탄소소재를 이용한 필터의 제조방법, 이로부터 제조되는 필터 | |
KR102221927B1 (ko) | 보존성이 강화된 활성탄소 코팅용액의 제조방법 및 그를 적용한 물품 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120622 |