WO2015041509A1 - Universal filter element - Google Patents

Universal filter element Download PDF

Info

Publication number
WO2015041509A1
WO2015041509A1 PCT/KZ2014/000016 KZ2014000016W WO2015041509A1 WO 2015041509 A1 WO2015041509 A1 WO 2015041509A1 KZ 2014000016 W KZ2014000016 W KZ 2014000016W WO 2015041509 A1 WO2015041509 A1 WO 2015041509A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
mass
filter
filter element
gas
potassium carbonate
Prior art date
Application number
PCT/KZ2014/000016
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Саурбек РУЗУДДИНОВ
Original Assignee
Саурбек РУЗУДДИНОВ
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 Саурбек РУЗУДДИНОВ filed Critical Саурбек РУЗУДДИНОВ
Publication of WO2015041509A1 publication Critical patent/WO2015041509A1/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/68—Halogens or halogen compounds
    • B01D53/685—Halogens or halogen compounds by treating the gases with solids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/48—Sulfur compounds
    • B01D53/52—Hydrogen sulfide
    • B01D53/523—Mixtures of hydrogen sulfide and sulfur oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/30—Alkali metal compounds
    • B01D2251/304—Alkali metal compounds of sodium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/30—Alkali metal compounds
    • B01D2251/306—Alkali metal compounds of potassium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/40—Alkaline earth metal or magnesium compounds
    • B01D2251/404—Alkaline earth metal or magnesium compounds of calcium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/60—Inorganic bases or salts
    • B01D2251/602—Oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/60—Inorganic bases or salts
    • B01D2251/604—Hydroxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/60—Inorganic bases or salts
    • B01D2251/606—Carbonates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/60—Inorganic bases or salts
    • B01D2251/608—Sulfates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2252/00—Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
    • B01D2252/20—Organic absorbents
    • B01D2252/202—Alcohols or their derivatives
    • B01D2252/2023—Glycols, diols or their derivatives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/112—Metals or metal compounds not provided for in B01D2253/104 or B01D2253/106
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/112—Metals or metal compounds not provided for in B01D2253/104 or B01D2253/106
    • B01D2253/1124—Metal oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/2073—Manganese
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/20—Halogens or halogen compounds
    • B01D2257/204—Inorganic halogen compounds
    • B01D2257/2047—Hydrofluoric acid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/30—Sulfur compounds
    • B01D2257/302—Sulfur oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/30—Sulfur compounds
    • B01D2257/304—Hydrogen sulfide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/02—Other waste gases
    • B01D2258/025—Other waste gases from metallurgy plants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/06—Polluted air
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/45—Gas separation or purification devices adapted for specific applications
    • B01D2259/4541—Gas separation or purification devices adapted for specific applications for portable use, e.g. gas masks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography

Definitions

  • the invention relates to universal filtering elements of valveless gas respirators designed to protect the respiratory system from harmful substances in the air of industrial premises of aluminum, phosphorus enterprises, mineral fertilizers and non-ferrous metallurgy.
  • the invention relates to the field of gas purification from harmful impurities and can be used to protect respiratory organs working from hydrogen fluoride (HF) sulfur dioxide (S0 2 ), hydrogen sulfide (H 2 S) released into the air of industrial premises.
  • HF hydrogen fluoride
  • S0 2 sulfur dioxide
  • H 2 S hydrogen sulfide
  • a universal filter element is known - a granular absorber in combination with an aerosol filter - a Petryanov filter, which is used in valve respirators to protect respiratory organs from harmful substances present in the air of industrial premises simultaneously in the form of vapors, gases, aerosols, smoke and fog when containing vapor-gas substances not more than 10-15 MPC (Kaminsky Sl., Basmanov I.I., Individual respiratory protection. Moscow, 1982, pp. 49-50).
  • a disadvantage of the known gas mask composition is the high respiration resistance of ⁇ 80-100 Pa at an air flow rate of 30 l / min, which makes it difficult to use it for a long time (6-8 hours) in the workplace.
  • Valve gas masks are heavy (1.2-1.8 kg), create great resistance to breathing, significantly limit the field of view (up to 50%).
  • the systematic and daily use of gas masks is allowed in exceptional cases or as a last resort in emergency situations with a high concentration of harmful substances.
  • Known universal filter element used in a light valveless gas-dust respirator “Lepestok-B", where sorption-filtering material obtained by spraying finely dispersed sodium carbon dioxide onto an anti-aerosol Petryanov filter (FPP) with a chemisorbent surface density of 6-8 mg / cm 2 (Occupational health and occupational diseases N ° 8, 1983, p. 38-40).
  • FPP anti-aerosol Petryanov filter
  • Known gas filter composition respirator “Lepestok-V” (TU 002, 26-80) captures acidic gaseous substances and is intended mainly to protect respiratory organs from hydrogen fluoride.
  • the protective action time of the sorption-filtering element of the Lepestok-V respirator is about 6 hours.
  • a disadvantage of the known filter element is the low degree of protection (60%, within 4 hours) of the respiratory organs from HF when their content in the air is ⁇ 15-30 MPC.
  • the concentration of harmful substances after the filter element remains above the maximum permissible concentration and this does not allow the effective use of the known filter element to protect respiratory organs from HF and SO 2 at elevated concentrations in the air of industrial premises (up to 15-30 maximum concentration limits).
  • the protective action time of the sorption-filtering element of the Lepestok-V respirator is about 3 hours.
  • part of Na 2 C0 3 enters the atmosphere of the working zone at concentrations exceeding the maximum permissible concentration of Na 2 C0 3 ⁇ by 4-5 times.
  • the protective action time of the filter element is reduced by 1.5-2 times.
  • the known universal filter element of a valveless gas dust respirator consisting of aerosol and gas filters, as a fibrous material treated with a chemical active composition, contains a cotton cloth impregnated with a mixture of glycerol, water and calcium oxide, in the following ratio, wt.%: Glycerin 23, 8-25.6, water 9.3-13.6, calcium oxide 35.7-37.2, cotton fabric - the rest (Preliminary patent of the Republic of Ukraine N ° 3708, bull.> 3, 1996).
  • the disadvantage of the known composition of the gas filter of the universal filter element is the low sorption capacity for S0 2 , HF at high concentrations above 15-30 MPC, the inability to protect the respiratory system from another acid gas - H 2 S and the lack of frame (rigidity) of the respirator.
  • composition of the gas filter of the universal filter element to protect the respiratory system from hydrogen fluoride and sulfur dioxide including May. %: potassium carbonate - 17.0-25.0; sodium hydroxide - 0.7-1.0; sodium silicate - 9.0-12.5; glycerol 9.0-12.5; water 5.9-7.4; cotton fabric the rest (Preliminary patent of the Republic of Ukraine 6475, bull. No7, l4.08.1998).
  • the known composition of the gas filter of the universal filter element is designed to protect the respiratory system from hydrogen fluoride and sulfur dioxide.
  • the use of a water-glycerin solution of potassium carbonate, hydroxide and sodium silicate applied to a cotton cloth at the above ratio in combination with an anti-aerosol filter (FPP) provides a low resistance to air flow, an increased gas filter activity to protect respiratory organs in production rooms where the fluoride content hydrogen in air reaches 30 maximum permissible concentrations (MPC), and sulfur dioxide -15 MPC.
  • MPC maximum permissible concentrations
  • the degree of delay of hydrogen fluoride is 98.3%
  • the time of the protective effect of the filter is 12-24 hours.
  • the degree of delay of sulfur dioxide is 95.3% and the protective effect of the filter is 6-12 hours.
  • a filter element with a known composition does not provide effective protection against sulfur dioxide when its content in air exceeds 15 MPC.
  • Dioxide concentration sulfur in the air mixture after the filter is several times higher than PD.
  • the technical task of the present invention is to increase the activity of the composition of the gas mask filter of the universal filter element in the process of protecting the respiratory system from sulfur dioxide, hydrogen fluoride, additionally from hydrogen sulfide, as well as expanding the range of universal filter element.
  • the technical task is achieved by the proposed gas mask filter compositions of a universal filter element for protecting respiratory organs from hydrogen fluoride and sulfur dioxide, including potassium carbonate, sodium hydroxide and silicate, glycerin, water and cotton fabric, the distinguishing feature of which is that it additionally protects the respiratory system from hydrogen sulfide and additionally contains calcium oxide and manganese sulfate in the following ratio, May. %: potassium carbonate - 22.0-32.0; calcium oxide - 0.8-1, 1; sodium hydroxide -1, 0-1, 5; sodium silicate - 1 0.0-14.0; glycerin - 9.0-13.0; manganese sulfate - 0.07-0, 12; water - 12.0-16.0; cotton fabric - the rest.
  • the proposed composition of the gas filter gives the universal filter element new properties.
  • the activity, the degree of delay of sulfur dioxide, hydrogen sulfide and the sorption capacity of the filter are increased, which makes it possible to effectively use the filter to protect respiratory organs in production rooms where the content of sulfur dioxide in the air exceeds 15 MPC, hydrogen sulfide - 15 MPC, and the content of hydrogen fluoride reaches 30 MPC .
  • An additional additive of manganese sulfate in the composition of the proposed filter promotes the active regeneration of oxygen on its surface and, therefore, increases the sorption capacity of the universal filter element.
  • Calcium sodium silicate gives the cotton fabric the necessary stiffness.
  • the gas filter is prepared by impregnation, followed by drying at room temperature to a constant weight of cotton fabric, with water-glycerin solutions of potassium carbonate, calcium oxide, sodium hydroxide and sodium silicate, manganese sulfate of a certain concentration.
  • a water-glycerin solution containing, g / l: potassium carbonate - 140-265; calcium oxide - 6.0-8.0; sodium hydroxide - 6.5-12.5; sodium silicate 63-120; glycerol 55-1 15; manganese sulfate - 0.4-1, 2.
  • As a carrier use cotton fabric - gauze (GOST 1 1 109-74). Gauze is convenient in that it has a low weight, low resistance to air flow, is well impregnated with a water-glycerin solution with chemisorbent, and is quickly dried at room temperature to a constant weight.
  • FPP fabric without gauze impregnated with a solution of potassium carbonate, calcium oxide, hydroxide and sodium silicate, manganese sulfate retains only dust and aerosols, but does not retain gases (S0 2 , HF, H 2 S).
  • composition of the obtained gas filter, wt.% Is determined by weighing cotton cloth on an analytical balance before impregnation and after impregnation with a water-glycerin solution of potassium carbonate, calcium oxide, sodium hydroxide and sodium silicate, manganese sulfate, a certain concentration and subsequent drying to constant weight at room temperature.
  • Components gas filter non-volatile do not react with a cotton cloth and therefore the number of components (in g) that was in solution and remains in the filter. Based on the mass content of the components of the gas filter, calculate the composition of the gas filter in wt.%.
  • compositions of gas filters thus prepared are then tested for the effectiveness of delaying harmful impurities from the air of industrial premises in a universal filter element, including the Petryanov anti-aerosol filter.
  • a gas mask filter of the above composition and a Petryanov filter are placed in the allonge,
  • the diameter of the funnel corresponds to the diameter of the universal filter element.
  • concentration of harmful substances in the air mixture before and after the filter element is determined according to the methods described in the manual E. A. Peregud, E. V. Gernet “Chemical analysis of air of industrial enterprises”, L., Chemistry, 1973.
  • the time of the protective action of the filter element is estimated by the period of time from the start of a constant flow of gas to be purified until the appearance of harmful impurities behind the filter element in a concentration equal to or close to one MAC.
  • the nature of the effect of the components of the gas filter on the degree of delay of harmful gases, sorption capacity, time of protective action depends on their concentration.
  • Example 1 Cotton fabric with a diameter of 18 cm, a thickness of 0.25 mm and a weight of 1 g is impregnated with 3 ml of a water-glycerin solution containing, g: potassium carbonate - 0.42, calcium oxide - 0.016, sodium hydroxide - 0.02, sodium silicate - 0, 2, glycerol - 0.17, manganese sulfate - 0.0014. Dry at room temperature to constant weight and weigh.
  • a water-glycerin solution containing, g: potassium carbonate - 0.42, calcium oxide - 0.016, sodium hydroxide - 0.02, sodium silicate - 0, 2, glycerol - 0.17, manganese sulfate - 0.0014.
  • a universal filter element containing an FPA anti-aerosol filter and a gas mask filter of the above composition is placed in a length through which air is passed at a speed of 30 l / min, containing (mg / m): HF 3.0 or sulfur dioxide - 240, or hydrogen sulfide - 250.
  • the protective action of the filter element of HF is 12 hours, and from S0 2 - 10 from HS - 9 hours.
  • the concentration of harmful impurities in the purified air after the filter element is, mg / m 3 : HF-0.05, sulfur dioxide - 6.0, hydrogen sulfide - 8.0.
  • the average degree of delay is,%: from HF 98.3, from S0 2 97.6, from H 2 S 96.8.
  • Example 2 Cotton fabric with a diameter of 1 8 cm, a thickness of 0.25 mm and a weight of 1 g is impregnated with 3 ml of a water-glycerin solution containing, g: potassium carbonate - 0.58, calcium oxide - 0.02, sodium hydroxide - 0.03, sodium silicate - 0.26, glycerol 0.24, manganese sulfate 0.0025. Dry at room temperature to constant weight and weigh. This results in a gas mask weighing 2.4 g of the following composition, in May.
  • a universal filter element containing an FPA anti-aerosol filter and a gas mask filter of the above composition is placed in a length through which air is passed at a speed of 30 l / min, containing (mg / m): HF 3.0 or sulfur dioxide - 250, or hydrogen sulfide - 250.
  • the protective action of the filter element from HF is 18 hours, and from S0 2 - 1 1, 0, from H 2 S - 12 hours.
  • the concentration of harmful impurities in the purified air after the filter element is, mg / m 3 : HF - 0.05, sulfur dioxide - 6.0, hydrogen sulfide - 7.0.
  • the average degree of delay is,%: from HF - 98.3, from S0 2 97.6, from H 2 S 97.2.
  • Example 3 Cotton fabric with a diameter of 18 cm, a thickness of 0.25 mm and a weight of 1 g is impregnated with 3 ml of a water-glycerin solution containing, g: potassium carbonate - 0.83, calcium oxide - 0.022, sodium hydroxide - 0.04, sodium silicate - 0, 36, glycerol 0.34, manganese sulfate 0.0036. Dry at room temperature to constant weight and weigh.
  • g: potassium carbonate - 0.83 calcium oxide - 0.022, sodium hydroxide - 0.04, sodium silicate - 0, 36, glycerol 0.34, manganese sulfate 0.0036.
  • the protective action of the filter element from HF is 24 hours, from S0 2 - 14, from H 2 S - 13 hours.
  • the concentration of harmful impurities in the purified air after the filter element is, mg / m "1 : HF -0.05, sulfur dioxide - 6.0, hydrogen sulfide - 6.0.
  • the average degree of delay is,%: from HF 98.3, from S0 2 97.6; H 2 S 97.4.
  • the necessity and sufficiency of the boundary ratio of the components of the gas filter of the universal filter element was determined by the requirements for the filter elements: effective retention of harmful impurities at an air mixture speed of 30 l / min for 2-3 working shifts, providing a concentration of harmful substances after the filter element equal to or close one MAC.
  • the content of the gas filter (in May.%): Potassium carbon dioxide below 22.0, calcium oxide below 0.8, sodium hydroxide below 1.0, sodium silicate below 10.0, glycerol below 9.0, manganese sulfate below 0 , 07, water below 12.0 does not allow to effectively trap harmful gases HF, S0 2 , H 2 S (example 4, table). Their concentration after the filter element exceeds the MPC by 4 times.
  • the content of the gas filter (in wt.%): Potassium carbonate above 32.0, calcium oxide above 1, 1, sodium hydroxide above 1, 5, sodium silicate above 14.0, glycerol above 13.0, manganese sulfate above 0 , 12, water above 16.0 is impractical, since it does not significantly affect the protective properties of the universal filter element (example 5, table).
  • Comparative data of the known and proposed composition of the gas filter are presented in the table. It can be seen from the above examples that a filter element with a known composition of a gas mask does not provide an effective delay of sulfur dioxide when it is contained in air at concentrations above 15 MPC during a shift. The content of S0 2 in the purified gas after the known filter element exceeds the maximum permissible concentration.
  • the proposed composition of the gas filter in the universal filter element provides a high degree of delay of harmful impurities (97.2-98.3%) and sorption capacity, which allows it to be used effectively for respiratory protection in industrial premises for 12-24 hours, where the air contains acid gases - HF, S0 2 , H 2 S in concentrations of 15-30 MAC.
  • the concentration of harmful gases in the air mixture after the filter element is close to one maximum concentration limit. Table.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Respiratory Apparatuses And Protective Means (AREA)

Abstract

The invention relates to universal filter elements of valve-free, gas-proof respirators intended for protecting the respiratory organs from harmful substances found in the air of manufacturing facilities of aluminium and phosphorus plants, mineral fertilizers and nonferrous metallurgy. A known universal filter element composition comprising: 17.0 - 25.0% by mass of potassium carbonate; 0.7 - 1.0% by mass of sodium hydroxide; 9.0 - 12.5% by mass of sodium silicate; 9.0 - 12.5% by mass of glycerin; 5.9 - 7.4% by mass of water; with the remainder being cotton cloth, does not provide effective protection against sulphur dioxide in excess of 15 MAC. Owing to the fact that the proposed composition additionally comprises calcium oxide and manganese sulphate in the following ratio of components: 22.0 - 32.0% by mass of potassium carbonate; 0.8 - 1.1% by mass of calcium oxide; 1.0 - 1.5% by mass of sodium hydroxide; 10.0 - 14.0% by mass of sodium silicate; 9.0 - 13.0% by mass of glycerin; 0.07 - 0.12% by mass of manganese sulphate; 12.0 - 16.0% by mass of water; with the remainder being cotton cloth, it is possible to increase the absorption capacity of the filter, the degree of protection against sulphur dioxide and additional retention of hydrogen sulphide, thus making it possible to effectively use the filter for protecting the respiratory organs in manufacturing facilities where the content of sulphur dioxide exceeds 15 MAC, that of hydrogen sulphide exceeds 15 MAC, and the content of hydrogen fluoride reaches 30 MAC.

Description

УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ФИЛЬТРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ  UNIVERSAL FILTERING ELEMENT
Изобретение относится к универсальным фильтрующим элементам бесклапанных противогазовых респираторов, предназначенных для защиты органов дыхания от вредных веществ, находящихся в воздухе производственных помещений алюминиевых, фосфорных предприятий, минеральных удобрений и цветной металлургии. The invention relates to universal filtering elements of valveless gas respirators designed to protect the respiratory system from harmful substances in the air of industrial premises of aluminum, phosphorus enterprises, mineral fertilizers and non-ferrous metallurgy.
В воздухе производственных помещений содержатся вредные для здоровья работающих, высокотоксичные газы: диоксид серы (предельнодопустимая  The air in industrial premises contains harmful to the health of workers, highly toxic gases: sulfur dioxide (maximum permissible
3 3  3 3
концентрация (ПДК) - 10 мг/ м , сероводород (ПДК - 10 мг/м ), фтористый водород (ПДК -concentration (MPC) - 10 mg / m, hydrogen sulfide (MPC - 10 mg / m), hydrogen fluoride (MPC -
0,1 мг/м3) в концентрациях, превышающих ПДК в 10-30 раз. Фтористый водород, диоксид серы, сероводород раздражают дыхательные пути, вызывают одышку, действуют на костные ткани, нарушая кальциевый обмен, при высоких концентрациях возможен отек легких. В связи с этим на предприятиях цветной металлургии, фосфорного, алюминиевого производств, минеральных удобрений осуществляется комплекс технологических, санитарно-технических, лечебно-профилактических мероприятий, среди которых важная роль принадлежит рациональному применению средств индивидуальной защиты органов дыхания. 0.1 mg / m 3 ) in concentrations exceeding the MPC by 10-30 times. Hydrogen fluoride, sulfur dioxide, hydrogen sulfide irritate the respiratory tract, cause shortness of breath, act on bone tissue, disrupting calcium metabolism, pulmonary edema is possible at high concentrations. In this regard, at the enterprises of non-ferrous metallurgy, phosphorus, aluminum production, and mineral fertilizers, a complex of technological, sanitary, technical, and preventive measures is carried out, among which the rational use of personal protective equipment for respiratory organs plays an important role.
Изобретение относится к области очистки газов от вредных примесей и может быть использовано для защиты органов дыхания работающих от фтористого водорода (HF) идиоксида серы (S02), сероводорода (H2S), выделяющихся в воздух производственных помещений. The invention relates to the field of gas purification from harmful impurities and can be used to protect respiratory organs working from hydrogen fluoride (HF) sulfur dioxide (S0 2 ), hydrogen sulfide (H 2 S) released into the air of industrial premises.
Известен универсальный фильтрующий элемент - зернистый поглотитель в сочетании с противоаэрозольным фильтром - фильтром Петрянова, который используют в клапанных респираторах для защиты органов дыхания от вредных веществ, присутствующих в воздухе производственных помещений одновременно в виде паров, газов, аэрозолей, дыма и тумана при содержании парогазообразных веществ не свыше 10- 15 ПДК (Каминский сл., Басманов И. И., Средства индивидуальной защиты органов дыхания. Москва, 1982, с.49-50).  A universal filter element is known - a granular absorber in combination with an aerosol filter - a Petryanov filter, which is used in valve respirators to protect respiratory organs from harmful substances present in the air of industrial premises simultaneously in the form of vapors, gases, aerosols, smoke and fog when containing vapor-gas substances not more than 10-15 MPC (Kaminsky Sl., Basmanov I.I., Individual respiratory protection. Moscow, 1982, pp. 49-50).
Недостатком известного противогазового состава является высокое сопротивление дыханию ~ 80-100 Па при скорости потока воздуха 30 л/мин, что затрудняет его длительное использование (6-8 часов) на рабочем месте. Клапанные противогазы тяжелы (1,2- 1 ,8 кг), создают большое сопротивление дыханию, существенно ограничивают поле зрения (до 50%). Систематическое и ежедневное применение противогазов допускается в исключительных случаях или как крайняя мера при аварийных ситуациях с высокой концентрацией вредных веществ.  A disadvantage of the known gas mask composition is the high respiration resistance of ~ 80-100 Pa at an air flow rate of 30 l / min, which makes it difficult to use it for a long time (6-8 hours) in the workplace. Valve gas masks are heavy (1.2-1.8 kg), create great resistance to breathing, significantly limit the field of view (up to 50%). The systematic and daily use of gas masks is allowed in exceptional cases or as a last resort in emergency situations with a high concentration of harmful substances.
Известен универсальный фильтрующий элемент, применяющийся в легком бесклапанном газопылезащитном респираторе «Лепесток-В», где в качестве противогазового фильтра используют сорбционно-фильтрующий материал, полученный напылением мелкодиспергированного углекислого натрия на фильтр противоаэрозольный Петрянова (ФПП), с поверхностной плотностью хемосорбента 6-8 мг/см2 (Гигиена труда и профзаболеваний N°8, 1983, с.38-40). Известный состав противогазового фильтра респиратора «Лепесток-В» (ТУ 002, 26-80) улавливает кислые газообразные вещества и предназначен в основном для защиты органов дыхания от фтористого водорода. При концентрации HF в воздухе рабочей зоны до 2 мг/м3(до 15 ПДК) время защитного действия сорбционнофильтрующего элемента респиратора «Лепесток-В» составляет около 6 часов. Known universal filter element used in a light valveless gas-dust respirator "Lepestok-B", where sorption-filtering material obtained by spraying finely dispersed sodium carbon dioxide onto an anti-aerosol Petryanov filter (FPP) with a chemisorbent surface density of 6-8 mg / cm 2 (Occupational health and occupational diseases N ° 8, 1983, p. 38-40). Known gas filter composition respirator "Lepestok-V" (TU 002, 26-80) captures acidic gaseous substances and is intended mainly to protect respiratory organs from hydrogen fluoride. When the HF concentration in the air of the working zone is up to 2 mg / m 3 (up to 15 MPC), the protective action time of the sorption-filtering element of the Lepestok-V respirator is about 6 hours.
Недостатком известного фильтрующего элемента является низкая степень защиты (60%, в течение 4 часов) органов дыхания от HF при содержании их в воздухе ~ 15-30 ПДК. Концентрация вредных веществ после фильтрующего элемента остается выше ПДК и это не позволяет эффективно использовать известный фильтрующий элемент для защиты органов дыхания от HF и SO2 при повышенных концентрациях их в воздухе производственных помещений (до 15-30 ПДК). При концентрации S02 в воздухе рабочей зоны до 100 мг/м3(до 10 ПДК) время защитного действия сорбционно-фильтрующего элемента респиратора «Лепесток-В» составляет около 3 часов. В процессе изготовления респираторов с известным составом противогазового фильтра в ряде технологических операций часть Na2C03 попадает в атмосферу рабочей зоны в концентрациях, превышающих ПДК Na2C03 ~ в 4-5 раз. В результате этого снижается время защитного действия фильтрующего элемента в 1 ,5-2 раза. A disadvantage of the known filter element is the low degree of protection (60%, within 4 hours) of the respiratory organs from HF when their content in the air is ~ 15-30 MPC. The concentration of harmful substances after the filter element remains above the maximum permissible concentration and this does not allow the effective use of the known filter element to protect respiratory organs from HF and SO 2 at elevated concentrations in the air of industrial premises (up to 15-30 maximum concentration limits). When the concentration of S0 2 in the air of the working zone is up to 100 mg / m 3 (up to 10 maximum concentration limits), the protective action time of the sorption-filtering element of the Lepestok-V respirator is about 3 hours. In the process of manufacturing respirators with a known composition of a gas filter in a number of technological operations, part of Na 2 C0 3 enters the atmosphere of the working zone at concentrations exceeding the maximum permissible concentration of Na 2 C0 3 ~ by 4-5 times. As a result of this, the protective action time of the filter element is reduced by 1.5-2 times.
Известен универсальный фильтрующий элемент бесклапанного газопылезащитного респиратора, состоящий из противоаэрозольного и противогазового фильтров, в качестве волокнистого материала, обработанного химическим активным составом, содержит хлопчатобумажную ткань, пропитанную смесью глицерина, воды и оксида кальция, при следующем соотношении компонентов, масс.%: глицерин 23,8-25,6, вода 9,3-13,6, оксид кальция 35,7-37,2, хлопчатобумажная ткань - остальное (Предварительный патент РК N° 3708, бюл. > 3, 1996).  The known universal filter element of a valveless gas dust respirator, consisting of aerosol and gas filters, as a fibrous material treated with a chemical active composition, contains a cotton cloth impregnated with a mixture of glycerol, water and calcium oxide, in the following ratio, wt.%: Glycerin 23, 8-25.6, water 9.3-13.6, calcium oxide 35.7-37.2, cotton fabric - the rest (Preliminary patent of the Republic of Kazakhstan N ° 3708, bull.> 3, 1996).
Недостатком известного состава противогазового фильтра универсального фильтрующего элемента является низкая сорбционная емкость по S02, HF при больших концентрациях выше 15-30 ПДК, невозможность защиты органов дыхания от другого кислого газа - H2S и отсутствие каркасности (жесткости) респиратора. The disadvantage of the known composition of the gas filter of the universal filter element is the low sorption capacity for S0 2 , HF at high concentrations above 15-30 MPC, the inability to protect the respiratory system from another acid gas - H 2 S and the lack of frame (rigidity) of the respirator.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является состав противогазового фильтра универсального фильтрующего элемента для защиты органов дыхания от фтористого водорода и диоксида серы, включающий, мае. %: углекислый калий - 17,0-25,0; гидроксид натрия - 0,7-1,0; силикат натрия - 9,0-12,5; глицерин 9,0-12,5; вода 5,9-7,4; хлопчатобумажная ткань остальное (Предварительный патент РК 6475, бюл. No7,l4.08.1998).  The closest in technical essence and the achieved technical result is the composition of the gas filter of the universal filter element to protect the respiratory system from hydrogen fluoride and sulfur dioxide, including May. %: potassium carbonate - 17.0-25.0; sodium hydroxide - 0.7-1.0; sodium silicate - 9.0-12.5; glycerol 9.0-12.5; water 5.9-7.4; cotton fabric the rest (Preliminary patent of the Republic of Kazakhstan 6475, bull. No7, l4.08.1998).
Известный состав противогазового фильтра универсального фильтрующего элемента предназначен для защиты органов дыхания от фтористого водорода и диоксида серы. Использование водно-глицеринового раствора углекислого калия, гидроокиси и силиката натрия, нанесенного на хлопчатобумажную ткань при указанном выше соотношении в сочетании с противоаэрозольным фильтром (ФПП) обеспечивает низкое сопротивление потоку воздуха, повышенную активность противогазового фильтра для защиты органов дыхания в производственных помещениях, где содержание фтористого водорода в воздухе достигает 30 предельно допустимых концентраций (ПДК), а диоксида серы -15 ПДК. При этом степень задержки фтористого водорода составляет 98,3%, а время защитного действия фильтра 12-24 часов. Тогда как степень задержки диоксида серы составляет 95,3% и время защитного действия фильтра - 6-12 часов.  The known composition of the gas filter of the universal filter element is designed to protect the respiratory system from hydrogen fluoride and sulfur dioxide. The use of a water-glycerin solution of potassium carbonate, hydroxide and sodium silicate applied to a cotton cloth at the above ratio in combination with an anti-aerosol filter (FPP) provides a low resistance to air flow, an increased gas filter activity to protect respiratory organs in production rooms where the fluoride content hydrogen in air reaches 30 maximum permissible concentrations (MPC), and sulfur dioxide -15 MPC. Moreover, the degree of delay of hydrogen fluoride is 98.3%, and the time of the protective effect of the filter is 12-24 hours. While the degree of delay of sulfur dioxide is 95.3% and the protective effect of the filter is 6-12 hours.
Фильтрующий элемент с известным составом не обеспечивает эффективную защиту от диоксида серы при содержании его в воздухе свыше 15 ПДК. Концентрация диоксида серы в воздушной смеси после фильтра в несколько раз превышает ПД . A filter element with a known composition does not provide effective protection against sulfur dioxide when its content in air exceeds 15 MPC. Dioxide concentration sulfur in the air mixture after the filter is several times higher than PD.
Технической задачей настоящего изобретения является повышение активности состава противогазового фильтра универсального фильтрующего элемента в процессе защиты органов дыхания от диоксида серы, фтористого водорода, дополнительно от сероводорода, а также расширение ассортимента универсального фильтрующего элемента.  The technical task of the present invention is to increase the activity of the composition of the gas mask filter of the universal filter element in the process of protecting the respiratory system from sulfur dioxide, hydrogen fluoride, additionally from hydrogen sulfide, as well as expanding the range of universal filter element.
Поставленная техническая задача достигается предлагаемым составам противогазового фильтра универсального фильтрующего элемента для защиты органов дыхания от фтористого водорода и диоксида серы, включающим углекислый калий, гидроксид и силикат натрия, глицерин, воду и хлопчатобумажную ткань, отличительной особенностью которого является то, что он дополнительно защищает органы дыхания от сероводорода и дополнительно содержит оксид кальция и сернокислый марганец при следующем соотношении компонентов, мае. %: углекислый калий - 22,0-32,0; оксид кальция - 0,8-1 ,1 ; гидроксид натрия -1 ,0- 1 ,5; силикат натрия - 1 0,0- 14,0; глицерин - 9,0- 13,0; сернокислый марганец - 0,07-0, 12; вода - 12,0- 16,0; хлопчатобумажная ткань - остальное.  The technical task is achieved by the proposed gas mask filter compositions of a universal filter element for protecting respiratory organs from hydrogen fluoride and sulfur dioxide, including potassium carbonate, sodium hydroxide and silicate, glycerin, water and cotton fabric, the distinguishing feature of which is that it additionally protects the respiratory system from hydrogen sulfide and additionally contains calcium oxide and manganese sulfate in the following ratio, May. %: potassium carbonate - 22.0-32.0; calcium oxide - 0.8-1, 1; sodium hydroxide -1, 0-1, 5; sodium silicate - 1 0.0-14.0; glycerin - 9.0-13.0; manganese sulfate - 0.07-0, 12; water - 12.0-16.0; cotton fabric - the rest.
Предлагаемый состав противогазового фильтра придает универсальному фильтрующему элементу новые свойства. Повышается активность, степень задержки диоксида серы, сероводорода и сорбционна^ емкость фильтра, что позволяет эффективно использовать фильтр для защиты органов дыхания в производственных помещениях, где содержание диоксида серы в воздухе превышает 15 ПДК, сероводорода - 15 ПДК, а содержание фтористого водорода достигает 30 ПДК. Дополнительная добавка сернокислого марганца в состав предлагаемого фильтра способствует активной регенерации кислорода на его поверхности и, следовательно, повышению сорбционной емкости универсального фильтрующего элемента. Натриевокальциевый гидросиликат придает хлопчатобумажной ткани необходимую жесткость.  The proposed composition of the gas filter gives the universal filter element new properties. The activity, the degree of delay of sulfur dioxide, hydrogen sulfide and the sorption capacity of the filter are increased, which makes it possible to effectively use the filter to protect respiratory organs in production rooms where the content of sulfur dioxide in the air exceeds 15 MPC, hydrogen sulfide - 15 MPC, and the content of hydrogen fluoride reaches 30 MPC . An additional additive of manganese sulfate in the composition of the proposed filter promotes the active regeneration of oxygen on its surface and, therefore, increases the sorption capacity of the universal filter element. Calcium sodium silicate gives the cotton fabric the necessary stiffness.
Приготовление противогазового фильтра осуществляют пропитыванием с последующей подсушкой при комнатной температуре до постоянного веса хлопчатобумажной ткани водноглицериновым растворам углекислого калия, оксида кальция, гидроксида и силиката натрия, сернокислого марганца определенной концентрации. При приготовлении противогазового фильтра используют водно- глицериновый раствор, содержащий, г/л: углекислый калий - 140-265; оксид кальция - 6,0- 8,0; гидроксид натрия - 6,5-12,5; силикат натрия 63- 120; глицерин 55-1 15; сернокислый марганец - 0,4-1 ,2. В качестве носителя используют хлопчатобумажную ткань - марлю (ГОСТ 1 1 109-74). Марля удобна тем, что имеет малый вес, низкое сопротивление потоку воздуха, хорошо пропитывается водно-глицериновым раствором с хемосорбентом и быстро подсушивается при комнатной температуре до постоянного веса.  The gas filter is prepared by impregnation, followed by drying at room temperature to a constant weight of cotton fabric, with water-glycerin solutions of potassium carbonate, calcium oxide, sodium hydroxide and sodium silicate, manganese sulfate of a certain concentration. In the preparation of the gas filter using a water-glycerin solution containing, g / l: potassium carbonate - 140-265; calcium oxide - 6.0-8.0; sodium hydroxide - 6.5-12.5; sodium silicate 63-120; glycerol 55-1 15; manganese sulfate - 0.4-1, 2. As a carrier use cotton fabric - gauze (GOST 1 1 109-74). Gauze is convenient in that it has a low weight, low resistance to air flow, is well impregnated with a water-glycerin solution with chemisorbent, and is quickly dried at room temperature to a constant weight.
Марля, пропитанная водноглицериновым раствором хемосорбента, указанного выше состава, эффективно задерживает вредные примеси лишь в сочетании ткани - противоаэрозольного фильтра Петрянова (ФПП). Ткань ФПП без марли, пропитанной раствором углекислого калия, оксида кальция, гидроксида и силиката натрия, сернокислого марганца задерживает лишь пыль и аэрозоли, но не задерживает газы (S02, HF, H2S). Состав получаемого противогазового фильтра, мас.% определяют путем взвешивания на аналитических весах хлопчатобумажной ткани до пропитки и после пропитки водноглицериновым раствором углекислого калия, оксида кальция, гидроксида и силиката натрия, сернокислого марганца, определенной концентрации и последующей подсушкой до постоянного веса при комнатной температуре. Компоненты противогазового фильтра нелетучие, не реагируют с хлопчатобумажной тканью и поэтому то количество компонентов (в г), которое было в растворе и остается в составе фильтра. Исходя из массового содержания компонентов противогазового фильтра рассчитывают состав противогазового фильтра в мас.%. Приготовленные таким образом составы противогазовых фильтров испытывают далее на эффективность задержки вредных примесей из воздуха производственных помещений в универсальном фильтрующим элементе, включающем и противоаэрозольный фильтр Петрянова. Для этого противогазовый фильтр указанного выше состава и фильтр Петрянова помещают в алонж, Gauze, impregnated with a water-glycerin solution of a chemisorbent of the above composition, effectively retains harmful impurities only in a combination of tissue - the Petryanov anti-aerosol filter (FPP). FPP fabric without gauze impregnated with a solution of potassium carbonate, calcium oxide, hydroxide and sodium silicate, manganese sulfate retains only dust and aerosols, but does not retain gases (S0 2 , HF, H 2 S). The composition of the obtained gas filter, wt.% Is determined by weighing cotton cloth on an analytical balance before impregnation and after impregnation with a water-glycerin solution of potassium carbonate, calcium oxide, sodium hydroxide and sodium silicate, manganese sulfate, a certain concentration and subsequent drying to constant weight at room temperature. Components gas filter non-volatile, do not react with a cotton cloth and therefore the number of components (in g) that was in solution and remains in the filter. Based on the mass content of the components of the gas filter, calculate the composition of the gas filter in wt.%. The compositions of gas filters thus prepared are then tested for the effectiveness of delaying harmful impurities from the air of industrial premises in a universal filter element, including the Petryanov anti-aerosol filter. For this, a gas mask filter of the above composition and a Petryanov filter are placed in the allonge,
3 3 через который пропускают воздух, содержащий 150-300 мг/м SO?, 1 50-300 мг/м H2S или 1 ,0-3,0 мг/м3 HF. 3 3 through which air containing 150-300 mg / m SO ?, 1 50-300 mg / m H 2 S or 1, 0-3.0 mg / m 3 HF is passed.
Алонж представляет собой две конусообразные воронки, герметично вставленные друг в друга на шлифах. Диаметр воронки соответствует диаметру универсального фильтрующего элемента. Концентрацию вредных веществ в воздушной смеси до фильтрующего элемента и после него определяют по методикам, описанным в руководстве Е. А. Перегуд, Е.В.Гернет «Химический анализ воздуха промышленных предприятий», Л., Химия, 1973г. Время защитного действия фильтрующего элемента оценивают по промежутку времени с момента пуска постоянного потока очищаемого газа до момента появления вредной примеси за фильтрующим элементом в концентрации, равной или близкой к одной ПДК. Характер воздействия компонентов противогазового фильтра на степень задержки вредных газов, сорбционную емкость, время защитного действия зависит от их концентрации.  Alonge represents two cone-shaped funnels hermetically inserted into each other on thin sections. The diameter of the funnel corresponds to the diameter of the universal filter element. The concentration of harmful substances in the air mixture before and after the filter element is determined according to the methods described in the manual E. A. Peregud, E. V. Gernet “Chemical analysis of air of industrial enterprises”, L., Chemistry, 1973. The time of the protective action of the filter element is estimated by the period of time from the start of a constant flow of gas to be purified until the appearance of harmful impurities behind the filter element in a concentration equal to or close to one MAC. The nature of the effect of the components of the gas filter on the degree of delay of harmful gases, sorption capacity, time of protective action depends on their concentration.
Ниже приведены примеры, иллюстрирующие предлагаемое изобретение.  The following are examples illustrating the invention.
Пример 1. Хлопчатобумажную ткань диаметром 18 см, толщиной 0,25мм и весом 1г пропитывают 3 мл водноглицеринового раствора, содержащего, г: углекислый калий - 0,42, оксид кальция - 0,016, гидроксид натрия - 0,02, силикат натрия - 0,2, глицерин - 0,17, сернокислый марганец - 0,0014. Просушивают при комнатной температуре до постоянного веса и взвешивают. При этом получается противогазовый фильтр весом 2,1 г следующего состава, мас.%: углекислый калий - 22,0, оксид кальция - 0,8, гидроксид натрия - 1 ,0, силикат натрия - 10,0, глицерин - 9,0, сернокислый марганец - 0,07, вода - 12,0, хлопчатобумажная ткань - 45, 1. Универсальный фильтрующий элемент, содержащий противоаэрозольный фильтр ФПП и противогазовый фильтр указанного выше состава помещают в алонж, через который пропускают со скоростью 30 л/мин воздух, содержащий (мг/м ): HF 3,0 или диоксид серы - 240, или сероводород - 250. При этом время защитного действия фильтрующего элемента от HF составляет 12 часов, а от S02 - 10, от H S - 9 часов. Концентрация вредных примесей в очищенном воздухе после фильтрующего элемента составляет, мг/м3: HF- 0,05, диоксида серы - 6,0, сероводорода - 8,0. Средняя степень задержки составляет, %: от HF 98,3, от S02 97,6, от H2S 96,8. Example 1. Cotton fabric with a diameter of 18 cm, a thickness of 0.25 mm and a weight of 1 g is impregnated with 3 ml of a water-glycerin solution containing, g: potassium carbonate - 0.42, calcium oxide - 0.016, sodium hydroxide - 0.02, sodium silicate - 0, 2, glycerol - 0.17, manganese sulfate - 0.0014. Dry at room temperature to constant weight and weigh. This results in a gas filter weighing 2.1 g of the following composition, wt.%: Potassium carbonate - 22.0, calcium oxide - 0.8, sodium hydroxide - 1.0, sodium silicate - 10.0, glycerin - 9.0 , manganese sulphate - 0.07, water - 12.0, cotton fabric - 45, 1. A universal filter element containing an FPA anti-aerosol filter and a gas mask filter of the above composition is placed in a length through which air is passed at a speed of 30 l / min, containing (mg / m): HF 3.0 or sulfur dioxide - 240, or hydrogen sulfide - 250. At the same time, the protective action of the filter element of HF is 12 hours, and from S0 2 - 10 from HS - 9 hours. The concentration of harmful impurities in the purified air after the filter element is, mg / m 3 : HF-0.05, sulfur dioxide - 6.0, hydrogen sulfide - 8.0. The average degree of delay is,%: from HF 98.3, from S0 2 97.6, from H 2 S 96.8.
Пример 2. Хлопчатобумажную ткань диаметром 1 8см, толщиной 0,25мм и весом 1г пропитывают 3 мл водноглицеринового раствора, содержащего, г: углекислый калий - 0,58, оксид кальция - 0,02, гидроксид натрия - 0,03, силикат натрия - 0,26, глицерин - 0,24, сернокислый марганец - 0,0025. Просушивают при комнатной температуре до постоянного веса и взвешивают. При этом получается противогазовый фильтр весом 2,4г следующего состава, мае. %: углекислый калий - 26,0, оксид кальция - 1 ,0, гидроксид натрия - 1 ,2, силикат натрия - 12,0, глицерин - 1 1 ,0, сернокислый 7 марганец - 0, 1 , вода - 14,0, хлопчатобумажная ткань - 34,7. Универсальный фильтрующий элемент, содержащий противоаэрозольный фильтр ФПП и противогазовый фильтр указанного выше состава помещают в алонж, через который пропускают со скоростью 30 л/мин воздух, содержащий (мг/м ): HF 3,0 или диоксид серы - 250, или сероводород - 250. При этом время защитного действия фильтрующего элемента от HF составляет 18 часов, а от S02 - 1 1 ,0, от H2S - 12 часов. Концентрация вредных примесей в очищенном воздухе после фильтрующего элемента составляет, мг/м3: HF - 0,05, диоксида серы - 6,0, сероводорода - 7,0. Средняя степень задержки составляет, % : от HF - 98,3, от S02 97,6, от H2S 97,2. Example 2. Cotton fabric with a diameter of 1 8 cm, a thickness of 0.25 mm and a weight of 1 g is impregnated with 3 ml of a water-glycerin solution containing, g: potassium carbonate - 0.58, calcium oxide - 0.02, sodium hydroxide - 0.03, sodium silicate - 0.26, glycerol 0.24, manganese sulfate 0.0025. Dry at room temperature to constant weight and weigh. This results in a gas mask weighing 2.4 g of the following composition, in May. %: potassium carbonate - 26.0, calcium oxide - 1, 0, sodium hydroxide - 1, 2, sodium silicate - 12.0, glycerin - 1 1, 0, manganese sulfate 7 - 0, 1, water - 14.0 cotton fabric - 34.7. A universal filter element containing an FPA anti-aerosol filter and a gas mask filter of the above composition is placed in a length through which air is passed at a speed of 30 l / min, containing (mg / m): HF 3.0 or sulfur dioxide - 250, or hydrogen sulfide - 250. At the same time, the protective action of the filter element from HF is 18 hours, and from S0 2 - 1 1, 0, from H 2 S - 12 hours. The concentration of harmful impurities in the purified air after the filter element is, mg / m 3 : HF - 0.05, sulfur dioxide - 6.0, hydrogen sulfide - 7.0. The average degree of delay is,%: from HF - 98.3, from S0 2 97.6, from H 2 S 97.2.
Пример 3. Хлопчатобумажную ткань диаметром 18 см, толщиной 0,25мм и весом 1г пропитывают 3 мл водноглицеринового раствора, содержащего, г: углекислый калий - 0,83, оксид кальция - 0,022, гидроксид натрия - 0,04, силикат натрия - 0,36, глицерин - 0,34, сернокислый марганец - 0,0036. Просушивают при комнатной температуре до постоянного веса и взвешивают. При этом получается противогазовый фильтр весом 2,9г следующего состава, мас.%: углекислый калий - 32,0, оксид кальция - 1 ,1, гидроксид натрия - 1 ,5, силикат натрия - 14,0, глицерин - 13,0, сернокислый марганец - 0,12, вода - 16,0, хлопчатобумажная ткань - 22,4. Универсальный фильтрующий элемент, содержащий противоаэрозольный фильтр ФПП и противогазовый фильтр указанного выше состава помещают в алонж, через который пропускают со скоростью 30 л/мин воздух, содержащий (мг/м3): фтористый водород - 3,0 или диоксид серы - 250, сероводород - 230. При этом время защитного действия фильтрующего элемента от HF составляет 24 часов, от S02 - 14, от H2S - 13 часов. Концентрация вредных примесей в очищенном воздухе после фильтрующего элемента составляет, мг/м"1: HF -0,05, диоксида серы - 6,0, сероводорода - 6,0. Средняя степень задержки составляет, % : от HF 98,3, от S02 97,6, от H2S 97,4. Example 3. Cotton fabric with a diameter of 18 cm, a thickness of 0.25 mm and a weight of 1 g is impregnated with 3 ml of a water-glycerin solution containing, g: potassium carbonate - 0.83, calcium oxide - 0.022, sodium hydroxide - 0.04, sodium silicate - 0, 36, glycerol 0.34, manganese sulfate 0.0036. Dry at room temperature to constant weight and weigh. This results in a gas filter weighing 2.9 g of the following composition, wt.%: Potassium carbonate - 32.0, calcium oxide - 1, 1, sodium hydroxide - 1, 5, sodium silicate - 14.0, glycerol - 13.0, manganese sulfate - 0.12, water - 16.0, cotton fabric - 22.4. A universal filter element containing an FPA antiaerosol filter and an antigas filter of the above composition is placed in a length through which air containing (mg / m 3 ) is passed at a speed of 30 l / min: hydrogen fluoride - 3.0 or sulfur dioxide - 250, hydrogen sulfide - 230. At the same time, the protective action of the filter element from HF is 24 hours, from S0 2 - 14, from H 2 S - 13 hours. The concentration of harmful impurities in the purified air after the filter element is, mg / m "1 : HF -0.05, sulfur dioxide - 6.0, hydrogen sulfide - 6.0. The average degree of delay is,%: from HF 98.3, from S0 2 97.6; H 2 S 97.4.
Необходимость и достаточность граничного соотношения компонентов противогазового фильтра универсального фильтрующего элемента определялась требованиями, предъявляемыми к фильтрующим элементам: эффективная задержка вредных примесей при скорости воздушной смеси 30 л/мин в течение 2-3 рабочих смен, обеспечивающая концентрацию вредных веществ после фильтрующего элемента, равную или близкую одной ПДК. Содержание в составе противогазового фильтра (в мае. %): углекислого калия ниже 22,0, оксида кальция ниже 0,8, гидроксида натрия ниже 1 ,0, силиката натрия ниже 10,0, глицерина ниже 9,0, сернокислого марганца ниже 0,07, воды ниже 12,0 не позволяет эффективно задерживать вредные газы HF, S02, H2S (пример 4, таблица). Их концентрация после фильтрующего элемента превышает ПДК в 4 раза. The necessity and sufficiency of the boundary ratio of the components of the gas filter of the universal filter element was determined by the requirements for the filter elements: effective retention of harmful impurities at an air mixture speed of 30 l / min for 2-3 working shifts, providing a concentration of harmful substances after the filter element equal to or close one MAC. The content of the gas filter (in May.%): Potassium carbon dioxide below 22.0, calcium oxide below 0.8, sodium hydroxide below 1.0, sodium silicate below 10.0, glycerol below 9.0, manganese sulfate below 0 , 07, water below 12.0 does not allow to effectively trap harmful gases HF, S0 2 , H 2 S (example 4, table). Their concentration after the filter element exceeds the MPC by 4 times.
Содержание в составе противогазового фильтра (в мас.%): углекислого калия выше 32,0, оксида кальция выше 1 , 1 , гидроксида натрия выше 1 ,5, силиката натрия выше 14,0, глицерина выше 13,0, сернокислого марганца выше 0, 12, воды выше 16,0 нецелесообразно, так как не отражается существенно на защитных свойствах универсального фильтрующего элемента (пример 5, таблица).  The content of the gas filter (in wt.%): Potassium carbonate above 32.0, calcium oxide above 1, 1, sodium hydroxide above 1, 5, sodium silicate above 14.0, glycerol above 13.0, manganese sulfate above 0 , 12, water above 16.0 is impractical, since it does not significantly affect the protective properties of the universal filter element (example 5, table).
Сравнительные данные известного и предлагаемого состава противогазового фильтра представлены в таблице. Из приведенных примеров видно, что фильтрующий элемент с известным составом противогазового фильтра не обеспечивают эффективную задержку диоксида серы при содержании его в воздухе в концентрациях выше 15 ПДК в течение рабочей смены. Содержание S02 в очищенном газе после известного фильтрующего элемента превышает предельно допустимую концентрацию. Comparative data of the known and proposed composition of the gas filter are presented in the table. It can be seen from the above examples that a filter element with a known composition of a gas mask does not provide an effective delay of sulfur dioxide when it is contained in air at concentrations above 15 MPC during a shift. The content of S0 2 in the purified gas after the known filter element exceeds the maximum permissible concentration.
Предлагаемый состав противогазового фильтра в универсальном фильтрующем элементе обеспечивает высокую степень задержки вредных примесей (97,2-98,3%) и сорбционную емкость, что позволяет эффективно использовать его для защиты органов дыхания в производственных помещениях в течение 12-24 часов, где воздухе содержится кислые газы - HF, S02, H2S в концентрациях 15-30 ПДК. Концентрация вредных газов в воздушной смеси после фильтрующего элемента близка к одной ПДК. Таблица.The proposed composition of the gas filter in the universal filter element provides a high degree of delay of harmful impurities (97.2-98.3%) and sorption capacity, which allows it to be used effectively for respiratory protection in industrial premises for 12-24 hours, where the air contains acid gases - HF, S0 2 , H 2 S in concentrations of 15-30 MAC. The concentration of harmful gases in the air mixture after the filter element is close to one maximum concentration limit. Table.
Сравнительные данные известного и предлагаемого состава противогазового фильтра универсального фильтрующего элемента Comparative data of the known and proposed gas mask filter composition of the universal filter element
Универсальный Вес Вредное Концентрация вредных Средняя Время фильтрующий элемент противо- вещество веществ мг/м3 степень защитного газового (ПДК задержки, действия, мг/м°) ДО после Universal Weight Harmful Harmful Concentration Average Time filter element antimatter substances mg / m 3 degree of protective gas (maximum permissible concentration of delay, action, mg / m °) before
фильтра, фильтрующего фильтрующег % час г элемента о элемента  filter filtering filtering% hour g element o element
1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7
Известный Famous
1. Фильтр ФПП- противогазовый фильтр, мае.  1. FPP filter - gas filter, May.
%: углекислый калий -25,0  %: potassium carbonate -25.0
гидроксид натрия -1,0 HF(0,1) 3,0 0,05 98,3 18,0 силикат натрия -12,5 sodium hydroxide -1.0 HF (0.1) 3.0 0.05 98.3 18.0 sodium silicate -12.5
глицерин -12,5 SO2(10) 150 7,0 95,3 9,0 вода -7,4 2,4 200 30,0 85,0 6,0 х/б ткань -41,6 glycerin -12.5 SO 2 (10) 150 7.0 95.3 9.0 water -7.4 2.4 200 30.0 85.0 6.0 cotton fabric -41.6
Предлагаемый  Proposed
1. Фильтр ФПП- противогазовый фильтр, мае.  1. FPP filter - gas filter, May.
%· %
углекислый калий -22,0 potassium carbonate -22.0
оксид кальция -0,8 calcium oxide -0.8
гидроксид натрия -1,0 HF(0,1) 3,0 0,05 98,3 12,0 силикат натрия -10,0 sodium hydroxide -1.0 HF (0.1) 3.0 0.05 98.3 12.0 sodium silicate -10.0
глицерин -9,0 SO2OO) 240 6,0 97,5 10,0 сернокислый марганец -0,07 H2S(10) 250 8,0 96,8 9,0 вода -12,0 2,1 glycerin -9.0 SO2OO) 240 6.0 97.5 10.0 manganese sulfate -0.07 H 2 S (10) 250 8.0 96.8 9.0 water -12.0 2.1
х/б ткань -45,1 cotton fabric -45.1
2. Фильтр ФПП- противогазовый фильтр, мае.  2. FPP filter - gas filter, May.
«/„· "/„ ·
углекислый калий -26,0 potassium carbonate -26.0
оксид кальция -1,0 calcium oxide -1.0
гидроксид натрия -1,2 HF 3,0 0,05 98,3 18,0 силикат натрия -12,0 sodium hydroxide -1.2 HF 3.0 0.05 98.3 18.0 sodium silicate -12.0
глицерин -11,0 SO2 250 6,0 97,6 11,0 сернокислый марганец -0,1 H2S 250 7,0 97,2 12,0 вода -14,0 2,4 glycerin -11.0 SO2 250 6.0 97.6 11.0 manganese sulfate -0.1 H 2 S 250 7.0 97.2 12.0 water -14.0 2.4
х/б ткань -34,7 cotton fabric -34.7
3. Фильтр ФПП- противогазовый фильтр, мае.  3. FPP filter - gas filter, May.
%: %:
углекислый калий -32,0 potassium carbonate -32.0
оксид кальция -1,1 HF 3,0 0,05 98,3 24,0 гидроксид натрия -1,5 calcium oxide -1.1 HF 3.0 0.05 98.3 24.0 sodium hydroxide -1.5
силикат натрия -14,0 SO2 250 6,0 97,6 14,0 глицерин -13,0 2,9 H2S 230 6,0 97,4 13,0 Предлагаемый sodium silicate -14.0 SO2 250 6.0 97.6 14.0 glycerol -13.0 2.9 H 2 S 230 6.0 97.4 13.0 Suggested
сернокислый марганец-0,12 Универсальный Вес Вредное Концентрация .вредных Средняя Время manganese sulfate-0.12 Universal Weight Harmful Concentration. Harmful Average Time
3  3
фильтрующий элемент противо- вещество степень защитного газового (ПД веществ мг/м задержки, действия, до после  filter element anti-substance degree of protective gas (PD substances mg / m delay, action, before after
фильтра, мг/м3) фильтрующего фильтрующег % час г элемента о элемента filter, mg / m 3 ) filtering the filtering% hour g element o element
1 2 4 5 6 7 вода - 16,0  1 2 4 5 6 7 water - 16.0
х/б ткань -22, cotton fabric -22,
4. Фильтр ФПП- противогазовый фильтр, мае.  4. FPP filter - gas filter, May.
%: %:
углекислый калий -20,0 potassium carbonate -20.0
оксид кальция -0,6 1 ,8 HF 3,0 0,4 87,0 8,0 гидроксид натрия -0,8 calcium oxide -0.6 1.8 HF 3.0 0.4 87.0 8.0 sodium hydroxide -0.8
силикат натрия -8,0 SO2 250 40,0 84,0 4,0 глицерин -7,5 H2S 250 43,0 82,8 4,0 сернокислый марганец -0,05 sodium silicate -8.0 SO2 250 40.0 84.0 4.0 glycerol -7.5 H 2 S 250 43.0 82.8 4.0 manganese sulfate -0.05
вода - 10,0 water - 10.0
х/б ткань -53,0 cotton fabric -53.0
5. Фильтр ФПП- противогазовый фильтр, мае.  5. FPP filter - gas filter, May.
%: %:
углекислый калий -34,0 potassium carbonate -34.0
оксид кальция - 1 ,3 3,3 HF 3,0 0, 1 5 95,0 20 гидроксид натрия - 1 ,7 calcium oxide - 1, 3 3.3 HF 3.0 0, 1 5 95.0 20 sodium hydroxide - 1, 7
силикат натрия - 16,0 SO2 250 20,0 92,0 10 глицерин - 14,5 H2S 250 25,0 90,0 9 сернокислый марганец -0, 14 sodium silicate - 16.0 SO2 250 20.0 92.0 10 glycerol - 14.5 H 2 S 250 25.0 90.0 9 manganese sulfate -0.14
вода - 18,0 water - 18.0
х/б ткань - 16,4 cotton fabric - 16.4

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ CLAIM
Универсальный фильтрующий элемент бесклапанного противогазового респиратора для защиты органов дыхания от фтористого водорода и диоксида серы, включающий углекислый калий, гидроксид натрия, силикат натрия, глицерин, воду и хлопчатобумажную ткань, отличающийся тем, что он дополнительно защищает органы дыхания от сероводорода и дополнительно содержит оксид кальция и сернокислый марганец при следующем соотношении компонентов, мае. %:  A universal filter element of a valveless gas mask for protecting respiratory organs from hydrogen fluoride and sulfur dioxide, including potassium carbonate, sodium hydroxide, sodium silicate, glycerin, water and cotton fabric, characterized in that it additionally protects the respiratory system from hydrogen sulfide and additionally contains calcium oxide and manganese sulfate in the following ratio, May. %:
углекислый калий - 22,0 - 32,0  potassium carbonate - 22.0 - 32.0
оксид кальция -0,8- 1 ,1  calcium oxide -0.8- 1, 1
гидроксид натрия - 1,0 - 1 ,5  sodium hydroxide - 1.0 - 1.5
силикат натрия - 10,0 - 14,0  sodium silicate - 10.0 - 14.0
глицерин - 9,0 - 13,0  glycerin - 9.0 - 13.0
сернокислый марганец - 0,07 - 0,12 вода -12,0-16,0  manganese sulfate - 0.07 - 0.12 water -12.0-16.0
хлопчатобумажная ткань - остальное.  cotton fabric - the rest.
PCT/KZ2014/000016 2013-09-20 2014-09-19 Universal filter element WO2015041509A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KZ20131245 2013-09-20
KZ2013/1245.1 2013-09-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015041509A1 true WO2015041509A1 (en) 2015-03-26

Family

ID=52689109

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KZ2014/000016 WO2015041509A1 (en) 2013-09-20 2014-09-19 Universal filter element

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2566899C1 (en)
WO (1) WO2015041509A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2620793C1 (en) * 2016-03-14 2017-05-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) Adsorbent for sulfur dioxide
RU2620116C1 (en) * 2016-03-14 2017-05-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) Adsorbent for hydrogen sulfide

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2316278A1 (en) * 1973-03-31 1974-10-17 Auergesellschaft Gmbh Aspirator to remove carbon monoxide - having oxidising catalytic layer in insulated sheet metal container
RU2068282C1 (en) * 1991-08-05 1996-10-27 Институт органического катализа и электрохимии им.Д.В.Сокольского НАН Республики Казахстан Universal sorption-filter element for light valveless dust-and-gasproof respirator
RU2317133C1 (en) * 2006-09-14 2008-02-20 Открытое акционерное общество "Электростальское научно-производственное объединение "Неорганика" (ОАО "ЭНПО "Неорганика") Filtering cartridge
KZ21313A4 (en) * 2008-05-26 2009-06-15 The anti-radiation respirator "PRR-1"
RU122893U1 (en) * 2012-03-13 2012-12-20 Александр Александрович Атрошенко INDIVIDUAL ANTCHEMICAL PRODUCT

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2264264A1 (en) * 1972-12-30 1974-07-04 Otto & Co Gmbh Dr C METHOD FOR REMOVING AMMONIA, HYDROGEN SULFUR AND BLUE ACID FROM GASES CONTAINING THESE SUBSTANCES
SU1005850A1 (en) * 1981-01-04 1983-03-23 Специальное конструкторско-технологическое бюро катализаторов с опытным производством Method of cleaning gases from hydrogen sulphide
US20070163591A1 (en) * 2006-01-13 2007-07-19 Ross Julian T Method and system for providing breathable air in a closed circuit

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2316278A1 (en) * 1973-03-31 1974-10-17 Auergesellschaft Gmbh Aspirator to remove carbon monoxide - having oxidising catalytic layer in insulated sheet metal container
RU2068282C1 (en) * 1991-08-05 1996-10-27 Институт органического катализа и электрохимии им.Д.В.Сокольского НАН Республики Казахстан Universal sorption-filter element for light valveless dust-and-gasproof respirator
RU2317133C1 (en) * 2006-09-14 2008-02-20 Открытое акционерное общество "Электростальское научно-производственное объединение "Неорганика" (ОАО "ЭНПО "Неорганика") Filtering cartridge
KZ21313A4 (en) * 2008-05-26 2009-06-15 The anti-radiation respirator "PRR-1"
RU122893U1 (en) * 2012-03-13 2012-12-20 Александр Александрович Атрошенко INDIVIDUAL ANTCHEMICAL PRODUCT

Also Published As

Publication number Publication date
RU2566899C1 (en) 2015-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018048015A1 (en) Mask having solid oxygen
EP0614400A1 (en) Chromium-free impregnated activated universal respirator carbon for adsorption of toxic gases and/or vapors
US5322060A (en) Fire-resistant smoke escape face masks
RU2566899C1 (en) Universal filtering element
CN105611995A (en) Catalytic composition and process using it for the alkylation of aromatic hydrocarbons with alcohols, or mixtures of alcohols and olefins
EP1313555B1 (en) Improvements in or relating to carbon dioxide absorbent formulations
RU198633U1 (en) FILTER FOR ABSORBING CARTRIDGE
CN101992013A (en) Waste gas purifying system for highway tunnel
Prasad et al. Respiratory Protection Against Chemical and Biological Warfare Agents.
CN203677775U (en) Anti-haze respirator
CN205682514U (en) One is super-hydrophobic removes formaldehyde mask
US20170318874A1 (en) Methods and devices for protective filtration and delivery of respirable compounds
Furiosi et al. Mixed sodium chloride aerosol and nitrogen dioxide in air: biological effects on monkeys and rats
CN204572126U (en) A kind of automobile exhaust gas purifying installation
RU2364435C2 (en) Method of obtaining hemosorption filtering material, hemosorption material and respirator based on it
CN205567905U (en) Filterable multi -functional mask is breathed to strong effect
RU2261132C1 (en) Multifunctional polynomial respirator filter
RU2068282C1 (en) Universal sorption-filter element for light valveless dust-and-gasproof respirator
RU2333790C1 (en) Adsorbent for means of sorption technology
KR20190060508A (en) Refillable filter containing solid oxygen
RU52336U1 (en) DEVICE FOR INDIVIDUAL PROTECTION OF RESPIRATORY BODIES
CN104054526B (en) A kind of change chlorophyllous method of green plants and application thereof
RU2764598C1 (en) Adsorbent for protective means
RU126604U1 (en) UNIVERSAL ABSORBING BOX FOR INDIVIDUAL PROTECTION OF RESPIRATORY BODIES
RU53919U1 (en) COMBINED FILTER

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14845226

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205N DATED 30/05/2016)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14845226

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1