RU2456071C2 - Способ получения поглотителя аммиака - Google Patents

Способ получения поглотителя аммиака Download PDF

Info

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
Application number
RU2010145416/05A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2010145416A (ru
Inventor
Владимир Сергеевич Астахов (RU)
Владимир Сергеевич Астахов
Сергей Дмитриевич Колосенцев (RU)
Сергей Дмитриевич Колосенцев
Александра Васильевна Коробейникова (RU)
Александра Васильевна Коробейникова
Галина Владимировна Подплетнева (RU)
Галина Владимировна Подплетнева
Николай Федорович Федоров (RU)
Николай Федорович Федоров
Original Assignee
Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации filed Critical Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации
Priority to RU2010145416/05A priority Critical patent/RU2456071C2/ru
Publication of RU2010145416A publication Critical patent/RU2010145416A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2456071C2 publication Critical patent/RU2456071C2/ru

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.
RU2010145416/05A 2010-10-27 2010-10-27 Способ получения поглотителя аммиака RU2456071C2 (ru)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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