RU2456071C2 - Способ получения поглотителя аммиака - Google Patents
Способ получения поглотителя аммиака Download PDFInfo
- Publication number
- RU2456071C2 RU2456071C2 RU2010145416/05A RU2010145416A RU2456071C2 RU 2456071 C2 RU2456071 C2 RU 2456071C2 RU 2010145416/05 A RU2010145416/05 A RU 2010145416/05A RU 2010145416 A RU2010145416 A RU 2010145416A RU 2456071 C2 RU2456071 C2 RU 2456071C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nickel chloride
- activated carbon
- granules
- rotary
- solution
- Prior art date
Links
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии получения мелкодисперсных сорбентов, которые могут быть использованы в средствах индивидуальной защиты органов дыхания. Способ включает одновременное измельчение и импрегнирование гранул активированного угля в водном растворе хлорида никеля в роторно-пульсационном устройстве в течение 10-25 минут при соотношении объемов раствора хлорида никеля и активированного угля, равном (2-4):1, и последующую сушку. Изобретение обеспечивает сокращение длительности получения поглотителя и снижение затрат на его получение. 5 з.п. ф-лы, 3 табл.
Description
Изобретение относится к технологии получения мелкодисперсных сорбентов и преимущественно может быть использовано в технологии получения мелкодисперсного поглотителя аммиака для сорбционно-фильтрующих материалов, применяемых в средствах индивидуальной защиты органов дыхания, прежде всего, в легких сорбционно-фильтрующих респираторах.
Известны способы получения гранулированных сорбентов аммиака (RU 2086505 С1, 1997; RU 2216399 С2, 2001; RU 2237513 С1, 2004; RU 2281159 С1, 2006; RU 2333887 С1, 2008), которые в общей для них части включают операции импрегнирования активированного угля водным раствором хлорида никеля, сушки, вылеживания, термообработки и рассева гранул. Полученные указанными известными способами гранулированные сорбенты аммиака используют в системах очистки отходящих промышленных газов, а также в фильтрующе-поглощающих коробках таких средств индивидуальной защиты органов дыхания, как противогазы.
Наличие при осуществлении указанных известных способов достаточно длительной операции вылеживания, необходимой для равномерного распределения импрегната в объеме гранул сорбента, существенно увеличивает длительность технологического процесса получения сорбентов аммиака.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу получения поглотителя аммиака является известный способ получения хемосорбента (RU 2019288 С1, 1994), который включает импрегнирование гранул активированного угля водным раствором хлорида никеля, взятым в количестве 50-100% от объема пор угля, при температуре 30-70°С, сушку гранул до состояния сыпучести, термообработку при температуре 150-250°С со скоростью подъема температуры 7-15°С/мин, выдержку при конечной температуре в течение 30-40 минут и рассеивание гранул полученного хемосорбента до необходимого фракционного состава. Полученный способом, являющимся ближайшим аналогом, хемосорбент аммиака используют в системах очистки отходящих промышленных газов, а также в фильтрующе-поглощающих коробках таких средств индивидуальной защиты органов дыхания, как противогазы.
Вместе с тем, для защиты органов дыхания в промышленности и при чрезвычайных ситуациях широко используются легкие респираторы, выполненные в виде полумаски из листового сорбционно-фильтрующего материала («Лепесток» (Легкие респираторы) / Петрянов И.В. и др. - М.: Наука, 1984). С целью получения таких сорбционно-фильтрующих материалов заготовку волокнистого фильтрующего материала для придания ей сорбционных свойств наполняют мелкодисперсным сорбентом путем пропускания потока воздуха с распыленным в нем мелкодисперсным сорбентом, имеющим размеры частиц 3-70 мкм («Лепесток» (Легкие респираторы) / Петрянов И.В. и др. - М.: Наука, 1984, с.187-188, 193-195; RU 2053820 С1, 1996; RU 2114681 С1, 1998; RU 2251440 С1, 2005).
Поэтому в случае необходимости использования сорбентов, полученных как с использованием способа, являющегося ближайшим аналогом, так и с использованием указанных выше способов-аналогов, для получения сорбционно-фильтрующих материалов легких респираторов возникает необходимость дополнительного осуществления операции измельчения полученного гранулированного сорбента до мелкодисперсного состояния, характеризуемого указанным выше размером его частиц.
В связи с этим, недостатком способа, являющегося ближайшим аналогом, как и всех рассмотренных выше способов аналогичного назначения, является значительное количество технологических операций, последовательно выполняемых при его осуществлении, что приводит к увеличению длительности производственного цикла получения мелкодисперсного поглотителя аммиака, повышению затрат энергии и необходимости наличия широкой номенклатуры используемого производственного оборудования.
Задачами настоящего изобретения являются уменьшение длительности производственного цикла получения мелкодисперсного поглотителя аммиака, снижение затрат энергии и сокращение номенклатуры используемого производственного оборудования.
Поставленные задачи решены, согласно настоящему изобретению, тем, что способ получения поглотителя аммиака, включающий, в соответствии с ближайшим аналогом, импрегнирование гранул активированного угля водным раствором хлорида никеля, измельчение гранул и сушку, отличается от ближайшего аналога тем, что импрегнирование и измельчение гранул выполняют одновременно в роторно-пульсационном устройстве в течение 10-25 минут при температуре раствора хлорида никеля 70-90°С, соотношении объемов раствора хлорида никеля и активированного угля, равном (2-4):1, концентрации раствора хлорида никеля 300-400 г/дм3 и линейной скорости по окружности ротора роторно-пульсационного устройства, равной 5-15 м/с.
При этом используют активированный уголь с объемом пор не менее 700 дм3/кг, а сушку осуществляют при температуре 120-150°С до достижения остаточной влажности 3-5 мас.%.
Используют роторно-пульсационное устройство, содержащее емкость для раствора хлорида никеля и активированного угля и, по меньшей мере, два диска, соосно установленные в емкости с образованием зазора между ними и снабженные размещенными в зазоре рабочими элементами, причем, по меньшей мере, один диск установлен с возможностью вращения с помощью привода.
Рабочие элементы могут быть выполнены в виде пальцев.
Рабочие элементы могут быть выполнены в виде лепестков, а диски снабжены прорезями.
Одновременное выполнение операций импрегнирования и измельчения гранул активированного угля при осуществлении заявляемого способа получения поглотителя аммиака обеспечивает уменьшение количества последовательно выполняемых технологических операций, что приводит к уменьшению длительности производственного цикла получения мелкодисперсного поглотителя аммиака, снижению затрат энергии и сокращению номенклатуры используемого производственного оборудования. Одновременность выполнения этих двух операций позволяют осуществить, например, известные роторно-пульсационные устройства (Роторно-пульсационные устройства: Обзорная информация. Химическое и нефтеперерабатывающее машиностроение. Серия ХМ-1. - М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1974, с.6-7, рис.2; DE 975585, 1962; DE 1096334, 1962; DE 1141259, 1967).
При этом одновременность осуществления операций импрегнирования и измельчения гранул активированного угля становится эффективной в случае выполнения их в роторно-пульсационном устройстве в течение 10-25 минут при температуре раствора хлорида никеля 70-90°С, соотношении объемов раствора хлорида никеля и активированного угля, равном (2-4):1, концентрации раствора хлорида никеля 300-400 г/дм3 и линейной скорости по окружности ротора роторно-пульсационного устройства, равной 5-15 м/с. Указанные параметры, характеризующие условия осуществления заявляемого способа, получены авторами настоящего изобретения опытным путем, а их обоснованность подтверждается следующими соображениями.
Первоначально авторами настоящего изобретения были экспериментально исследованы защитные свойства сорбционно-фильтрующего материала на основе материала Карбопон-В-Актив, наполненного полученным заявляемым способом мелкодисперсным поглотителем аммиака, содержащим 20 мас.% хлорида никеля, до достижения поверхностной плотности 40 г/м2, при линейной скорости, температуре и относительной влажности паровоздушного потока, соответственно, 0,2 м/с, 20-22°С и 70% для исходной и проскоковой концентрации аммиака 100 мг/м3 и 20 мг/м3, соответственно. Результаты указанного исследования приведены в таблице 1 и показывают, что максимальное время защитного действия по аммиаку достигается при среднем размере частиц мелкодисперсного поглотителя аммиака, равном 10-40 мкм.
Таблица 1 | |
Средний размер частиц поглотителя аммиака, мкм | Время защитного действия сорбционно-фильтрующего материала с использованием поглотителя аммиака, минуты |
100 | 42 |
60 | 60 |
40 | 80 |
10 | 95 |
В таблице 2 приведены результаты экспериментальных исследований влияния концентрации используемого раствора хлорида никеля и соотношения объемов этого раствора и активированного угля на содержание хлорида никеля в поглотителе аммиака при импрегнировании и измельчении гранул в роторно-пульсационном устройстве в течение 18 минут и линейной скорости по окружности ротора роторно-пульсационного устройства, равной 10 м/с. Представленные данные показывают, что необходимое содержание хлорида никеля в количестве 15-30 мас.% может быть обеспечено при соотношении объемов раствора хлорида никеля и активированного угля, равном (2-4):1, а также при концентрации раствора хлорида никеля 300-400 г/дм3.
Таблица 2 | ||
Концентрация раствора хлорида никеля, г/дм3 | Соотношение объемов раствора хлорида никеля и активированного угля | Содержание хлорида никеля в поглотителе, мас.% |
250 | 2:1 | 10 |
4:1 | 15 | |
300 | 2:1 | 15 |
4:1 | 18 | |
350 | 2:1 | 20 |
4:1 | 25 |
В таблице 3 приведены результаты экспериментальных исследований влияния параметров, характеризующих режим работы роторно-пульсационного устройства при импрегнировании и измельчении, на средний размер частиц получаемого поглотителя аммиака (при выбранном соотношении объемов раствора хлорида никеля и активированного угля). Как свидетельствуют данные таблицы 3, необходимый средний размер частиц мелкодисперсного поглотителя аммиака, равный 10-40 мкм, обеспечивается при импрегнировании и измельчении гранул в роторно-пульсационном устройстве в течение 10-25 минут и линейной скорости по окружности ротора роторно-пульсационного устройства, лежащей в диапазоне 5-15 м/с.
Таблица 3 | ||
Время импрегнирования и измельчения, минуты | Линейная скорость по окружности ротора роторно-пульсационного устройства, м/с | Средний размер частиц поглотителя аммиака, мкм |
Соотношение объемов раствора и угля - 2:1 | ||
5 | 5 | 140 |
10 | 100 | |
15 | 60 | |
20 | 50 | |
10 | 5 | 40 |
10 | 35 | |
15 | 25 | |
20 | 10 | |
20 | 5 | 35 |
10 | 30 | |
15 | 20 | |
20 | 10 | |
25 | 5 | 20 |
10 | 15 | |
15 | 10 | |
20 | 5 | |
Соотношение объемов раствора и угля - 4:1 | ||
5 | 5 | 15 |
10 | 120 | |
15 | 100 | |
20 | 70 | |
10 | 5 | 40 |
10 | 30 | |
15 | 20 | |
20 | 15 | |
20 | 5 | 40 |
10 | 30 | |
15 | 10 | |
20 | 5 | |
25 | 5 | 30 |
10 | 20 | |
15 | 8 | |
20 | 2 |
Кроме того, вследствие мощного механического воздействия рабочих элементов роторно-пульсационного устройства на гранулы активированного угля в водном растворе хлорида никеля происходит интенсивная турбулизация и пульсация среды, что приводит к интенсификации процесса пропитки образующихся мелкодисперсных частиц хлоридом никеля. В результате этого, во-первых, отпадает необходимость использования операции вылеживания, как правило, необходимой при осуществлении известных способов-аналогов для равномерного распределения хлорида никеля в объеме гранул активированного угля, что также приводит к уменьшению длительности производственного цикла получения мелкодисперсного поглотителя аммиака. Во-вторых, это обеспечивает более высокую однородность пропитки хлоридом никеля мелкодисперсных частиц активированного угля, что обеспечивает повышение защитных свойств средств индивидуальной защиты органов дыхания, в которых используется получаемый поглотитель аммиака.
Отмеченное свидетельствует о решении декларированных выше задач настоящего изобретения благодаря наличию у способа получения поглотителя аммиака перечисленных выше отличительных признаков.
При осуществлении заявляемого способа получения поглотителя аммиака используют роторно-пульсационное устройство, которое содержит емкость для раствора хлорида никеля и активированного угля и, по меньшей мере, два диска, соосно установленные в емкости с образованием зазора между ними и снабженные размещенными в зазоре рабочими элементами, причем, по меньшей мере, один диск установлен с возможностью вращения с помощью привода. При этом рабочие элементы могут быть выполнены в виде пальцев или в виде лепестков, а диски снабжены прорезями.
Заявляемый способ получения поглотителя аммиака осуществляют следующим образом.
Готовят водный раствор хлорида никеля с концентрацией 300-400 г/дм3, нагревают его до температуры 70-90°С и заливают в рабочую емкость роторно-пульсационного устройства, куда затем загружают гранулы активированного угля, имеющего объем пор не менее 700 дм3/кг, в количестве, имеющем объем, меньший в 2-4 раза объема залитого раствора. Импрегнирование и измельчение гранул осуществляют в роторно-пульсационном устройстве в течение 10-25 минут при линейной скорости по окружности ротора роторно-пульсационного устройства, равной 5-15 м/с. Полученную дисперсию выгружают в сепаратор, где осуществляют разделение жидкой и твердой фаз. В результате сушки твердой фазы при температуре 120-150°С до достижения остаточной влажности 3-5 мас.% получают готовый мелкодисперсный поглотитель аммиака.
Жидкую фазу в виде водного раствора хлорида никеля после доведения его концентрации до 300-400 г/дм3 используют для очередного импрегнирования гранул активированного угля.
Пример.
Готовили водный раствор хлорида никеля объемом 3 дм3 с концентрацией 350 г/дм3, нагревали его до температуры 80°С и заливали в рабочую емкость роторно-пульсационного устройства, куда затем загружали гранулы размером 3-5 мм активированного угля, имеющего объем пор около 900 дм3/кг, в количестве, имеющем объем 1 дм3. Импрегнирование и измельчение гранул осуществляли в роторно-пульсационном устройстве в течение 18 минут при линейной скорости по окружности ротора роторно-пульсационного устройства, равной 10 м/с. Полученную дисперсию разделяли в сепараторе на жидкую и твердую фазы. В результате сушки твердой фазы при температуре 120-150°С до достижения остаточной влажности 3-5 мас.% получали готовый мелкодисперсный поглотитель аммиака со средним размером частиц 25 мкм.
Полученный мелкодисперсный поглотитель аммиака с использованием известных технологии и оборудования (RU 2251440 С1, 2005) применяют для получения сорбционно-фильтрующих материалов легких респираторов.
Таким образом, изобретение обеспечивает уменьшение длительности производственного цикла получения мелкодисперсного поглотителя аммиака, снижение затрат энергии и сокращение номенклатуры используемого производственного оборудования.
Claims (6)
1. Способ получения поглотителя аммиака, включающий импрегнирование гранул активированного угля водным раствором хлорида никеля, измельчение гранул и сушку, отличающийся тем, что импрегнирование и измельчение гранул выполняют одновременно в роторно-пульсационном устройстве в течение 10-25 мин при температуре раствора хлорида никеля 70-90°С, соотношении объемов раствора хлорида никеля и активированного угля, равном (2-4):1, концентрации раствора хлорида никеля 300-400 г/дм3 и линейной скорости по окружности ротора роторно-пульсационного устройства, равной 5-15 м/с.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют активированный уголь с объемом пор не менее 700 дм3/кг.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что сушку осуществляют при температуре 120-150°С до достижения остаточной влажности 3-5 мас.%.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют роторно-пульсационное устройство, содержащее емкость для раствора хлорида никеля и активированного угля и, по меньшей мере, два диска, соосно установленные в емкости с образованием зазора между ними и снабженные размещенными в зазоре рабочими элементами, причем, по меньшей мере, один диск установлен с возможностью вращения с помощью привода.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что рабочие элементы выполнены в виде пальцев.
6. Способ по п.4, отличающийся тем, что рабочие элементы выполнены в виде лепестков, а диски снабжены прорезями.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010145416/05A RU2456071C2 (ru) | 2010-10-27 | 2010-10-27 | Способ получения поглотителя аммиака |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010145416/05A RU2456071C2 (ru) | 2010-10-27 | 2010-10-27 | Способ получения поглотителя аммиака |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010145416A RU2010145416A (ru) | 2012-05-10 |
RU2456071C2 true RU2456071C2 (ru) | 2012-07-20 |
Family
ID=46312006
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010145416/05A RU2456071C2 (ru) | 2010-10-27 | 2010-10-27 | Способ получения поглотителя аммиака |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2456071C2 (ru) |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3436352A (en) * | 1966-08-31 | 1969-04-01 | American Optical Corp | Adsorbent for ammonia gas |
RU2019288C1 (ru) * | 1991-10-04 | 1994-09-15 | Электростальское научно-производственное объединение "Неорганики" | Способ получения хемосорбента |
RU2023660C1 (ru) * | 1992-06-30 | 1994-11-30 | Джержинское производственное объединение "Заря" | Способ получения сорбента |
US5482915A (en) * | 1993-09-20 | 1996-01-09 | Air Products And Chemicals, Inc. | Transition metal salt impregnated carbon |
RU2086505C1 (ru) * | 1995-08-29 | 1997-08-10 | Электростальское научно-производственное объединение "Неорганика" | Способ получения хемосорбента |
US5837741A (en) * | 1995-08-23 | 1998-11-17 | Syracuse University | Composite microporous carbons for fuel gas storage |
RU2216399C2 (ru) * | 2001-08-09 | 2003-11-20 | Открытое акционерное общество "Сорбент" | Способ получения поглотителя |
RU2218985C1 (ru) * | 2002-06-19 | 2003-12-20 | Закрытое акционерное общество с иностранными инвестициями "Сорбент-Центр Внедрение" | Адсорбент для средств защиты |
RU2237513C1 (ru) * | 2003-07-28 | 2004-10-10 | Открытое акционерное общество "Тамбовмаш" | Способ получения хемосорбента |
RU2281159C1 (ru) * | 2005-02-07 | 2006-08-10 | Закрытое акционерное общество Группа Компаний "Спецмаш" | Способ получения хемосорбента |
RU2333887C1 (ru) * | 2007-03-21 | 2008-09-20 | Открытое акционерное общество "АРТИ" | Способ получения сорбента |
-
2010
- 2010-10-27 RU RU2010145416/05A patent/RU2456071C2/ru active IP Right Revival
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3436352A (en) * | 1966-08-31 | 1969-04-01 | American Optical Corp | Adsorbent for ammonia gas |
RU2019288C1 (ru) * | 1991-10-04 | 1994-09-15 | Электростальское научно-производственное объединение "Неорганики" | Способ получения хемосорбента |
RU2023660C1 (ru) * | 1992-06-30 | 1994-11-30 | Джержинское производственное объединение "Заря" | Способ получения сорбента |
US5482915A (en) * | 1993-09-20 | 1996-01-09 | Air Products And Chemicals, Inc. | Transition metal salt impregnated carbon |
US5837741A (en) * | 1995-08-23 | 1998-11-17 | Syracuse University | Composite microporous carbons for fuel gas storage |
RU2086505C1 (ru) * | 1995-08-29 | 1997-08-10 | Электростальское научно-производственное объединение "Неорганика" | Способ получения хемосорбента |
RU2216399C2 (ru) * | 2001-08-09 | 2003-11-20 | Открытое акционерное общество "Сорбент" | Способ получения поглотителя |
RU2218985C1 (ru) * | 2002-06-19 | 2003-12-20 | Закрытое акционерное общество с иностранными инвестициями "Сорбент-Центр Внедрение" | Адсорбент для средств защиты |
RU2237513C1 (ru) * | 2003-07-28 | 2004-10-10 | Открытое акционерное общество "Тамбовмаш" | Способ получения хемосорбента |
RU2281159C1 (ru) * | 2005-02-07 | 2006-08-10 | Закрытое акционерное общество Группа Компаний "Спецмаш" | Способ получения хемосорбента |
RU2333887C1 (ru) * | 2007-03-21 | 2008-09-20 | Открытое акционерное общество "АРТИ" | Способ получения сорбента |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010145416A (ru) | 2012-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Wang et al. | Preparation and characterization of distillers’ grain based activated carbon as low cost methylene blue adsorbent: Mass transfer and equilibrium modeling | |
Li et al. | Preparation and characterization of a novel polyethyleneimine cation-modified persimmon tannin bioadsorbent for anionic dye adsorption | |
Cheah et al. | Acid modified carbon coated monolith for methyl orange adsorption | |
US3019127A (en) | Filtering medium and method of making the same | |
US5162286A (en) | Method of producing granular activated carbon | |
TWI642476B (zh) | 放射性碘吸附劑及放射性碘的處理方法 | |
Huang et al. | Enhancement of rhodamine B removal by modifying activated carbon developed from Lythrum salicaria L. with pyruvic acid | |
Thabet et al. | Sol-Gel γ-Al 2 O 3 nanoparticles assessment of the removal of eosin yellow using: adsorption, kinetic and thermodynamic parameters | |
Rodrigues et al. | Activated carbon derived from macadamia nut shells: an effective adsorbent for phenol removal | |
CN206121467U (zh) | 提供有吸附试剂的吸附装置 | |
CN103712289B (zh) | 一种便携式空气净化器 | |
Sharma et al. | Exclusion of organic dye using neoteric activated carbon prepared from Cornulaca monacantha stem: equilibrium and thermodynamics studies | |
CN108778489A (zh) | 二氧化碳吸附剂及其制造方法、以及二氧化碳处理系统 | |
CN108704622A (zh) | 一种吸附材料及其制备方法 | |
Kumar et al. | Removal of tannic acid from aqueous solution by magnetic carbohydrate natural polymer | |
Manirajah et al. | Evaluation of Low Cost-Activated Carbon Produced from Waste Tyres Pyrolysis for Removal of 2-Chlorophenol. | |
SG190208A1 (en) | Methods and compositions for drying coal | |
US20120118160A1 (en) | Attrition resistant hardened zeolite materials for air filtration media | |
RU2456071C2 (ru) | Способ получения поглотителя аммиака | |
Basker et al. | Adsorptive removal of malachite green from aqueous solution using areca husk carbon | |
US20170087502A1 (en) | Adsorbent media and systems for removal of malodorous compounds from a contaminated gas and methods of fabrication | |
CN105771582A (zh) | 一种改性沥青防水材料生产废气的处理方法 | |
Ramesh et al. | IR, XRD and SEM studies on the adsorption of methylene blue dye onto microwave assisted ZnCl2 activated carbon prepared from Delonix regia pods | |
CN106390963B (zh) | 一种吸附氨氮废水的复合膨润土材料脱附再生方法 | |
Mou et al. | Efficient and multi-functional integrated iodine adsorption air filter for iodine aerosol purification |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151028 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20161220 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20170421 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20191113 |