Способ получения сорбента для извлечения кислых газов

Способ получения сорбента для извлечения кислых газов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КИСЛЫХ ГАЗОВ, включающий обработку катиоиита в форме переходного металла водным раствором аммиака, отличающийся тем, что, с целью повышения поглощающей способности и времени защитного действия сорбента, процесс ведут путем обработки тонковолокнистого катионнта в форме двухвалентного железа водным раствором аммиака, содержащим перекись водорода. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что обработку катионита ведут многократно, преимущественно 2-3 раза водным раствором аммиака , содержащим перекись водорода, в количестве 1,2-1,3 г на грамм связанного катионитом железа при ее концентрации 1-5 мас.%. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧНИИХ

И=СЪБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3307812/23-26 (22) 26.06.81 (46) 30.09.84. Бюл. Ф 36 (72) И.Ю.Бабкин, А.В.Головкин, Ю.M.Ãîðäååâ и Д.П.Самсонов (53) 661.183.2(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 568451, кл. В 01 D 53/02, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

М 715122, кл. В 01 D 53/02, 1978 (прототип). (54)(57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КИСЛЫХ ГАЗОВ, включающий обработку катионита в форме переходного металла водным раствором

„„SU„„ ll 315793 ддр В 01 J 20/30; В 01 D 53/02 аммиака, отличающийся тем, что, с целью повышения поглощающей способности и времени защитного действия сорбента, процесс ведут путем обработки тонковолокнистого катионита в форме двухвалентного железа водным раствором аммиака, содержащим перекись водорода.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что обработку катионита ведут многократно, преимущественно 2-3 раза водным раствором аммиака, содержащим перекись водорода, в количестве 1,2-1,3 г на грамм свя занного катионитом железа при ее концентрации 1-5 мас.X.

1115793

Изобретение относится к технологии < орбентов для очистки газов Îт кислых примесей и может быть испольэовапо в средствах Ийдивидуальной защ11ты ОргаHОБ дыха11ия для oчистки 5 воздуха в замкнутых экологических си>.темах и очистки технологических и ОтхОдящих газов °

Известен способ получения сорбента дпя извлечения кислых газов путем lQ смсщения растворов солей трехвалентно>. 0 жел с за и целОчи с посл(дующим формояанием полученной гидроокиси железа р 1

0...>н1ко сорбент, получеш1ый этим способом, имеет малу>о емкос :-ь при

pBÃ30Ге Б л>1 1а 111с1еских условиях

1!а>>более близким к предлагаемому по ", e "?III>leскОЙ с i>Щ110сти и !>OcTHI Вемому разу>1. тату является способ полу 1еп:--1я сорбента для извлечения кислых галии;, за>ею>с>ощийс>1 H обработке г1>а" .,>1>11>01>а 1110го KBTIIQHIITB в фоРме

EI! 1> ехо >Iiio I 0 fcTаппа вОдным раст вОРОм ам>,11--„ >,,B 2 1.

Г.

11сцостатками известного способа ялпя.отся 11изкая поглощающая способноcт> If малое время зашитного действ;>я сорбента. Кроме того, использова ие гранулированного катионита уже

30 после поpl>OI-о цикла обработки приводит к закупориианию транспортньгх пор в Г>0 >1>улах выделив> tcAcA г1>дпООкисью ис>1ц>>ствие чего последу,"щие процесcLI из-за >311ффузиопных затруднений п>эактически Iie ипут.

11ель ИG06peтения — повыше>ьне 0— гпощающей, rlîñîáïoñòè и времени заЩит>101 О,де1:ствия copoeHTB.

Постав>1енная цель достигается тем, iQ чго согласно способу получения сорбента для извлечения кислых газов „ вкпк>чающему обработку катионита в форме переходного металла, в качестве которого используют тонковолокнис45 тый катионит в форме двухвалентногO жслеза, водным раствором аммиака, содержащим перeêècü водорода.

Кроме того, обработку катионита н>,>1ут многократно, преимушественно

2-3 раза водным раствором аммиака, содержа>цим перекись водорода, в количестве 1,2 — 1,3 г на грамм связанного катионитом железа при ее концентра1Л111 1 — 5 мас.X.

Со глас но предлагаемому способу тонковолокнистый катионит в форме двухвзлентногo железа обрабатывают водным раствором аммиака, содержащим перекись водорода. Ионы аммония вытесняют ионы железа с образованием гидроокиси железа, которая сразу окисляется перекисью водорода

1>

2R-H+FeS04" Fe >НгБО4

Р

2Fe +4МН ОН+2Н 0 - 4RNH4+

+2Ге(ОН) +2H O+Oã

3 г образовавшаяся гидроокись равномеРно распределена по объему катионита.

Вследствие того, что она практически нерастворима в воде, то, повторяя обработку многократно, преиму»1ественно 2-3 раза, можно вводить в объем катионита дополнительное количество г I>rpool«acH.

В результате получают катионит в форме NH „наполненной гидроокисью трехвалентного железа. Поскольку

Fe(ОН)„ распределяется равномерно

Il0 объему катионита, дпя улучшения кинетики поглощения кислых газов целесообразно применять волокнистые катиониты с диаметром волокон

I 20 мкм, имеющие значительно меньший циаметр волокон, чем размеры гра>1ул зернистого сорбента согласно известному способу.

Пример 1. 1 кг нетканого волокнистого катионита типа ФП из сульфонолистирола с объемной емкостью

3 мг-экв/г в форме Fe (количество связанного железа 0,083 кг/кг) помещают в проточную колонку и пропуска—

1от водный раствор аммиака, содержащий перекись водорода в концентрации

1-5 мас.X. Обработку аммиаком ведут до прекращения изменения рН за слоем катионита с тем условием, что количество пропущенной перекиси водорода составляет 100 †1 г (1,2-1,3 г H Î на 1 г связанного железа). При концентрации Н О выше 5% ухудшаются механические свойства волокон катионита. Расход перекиси водорода ниже

1,2 ". на г Гег+ не обеспечивает полноты окисления, расход, больший чем

1,3 г/г приводит к потере реагента.

Полученный сорбент промывают, сушат.

Сорбент представляет собой сульфополистирольные волокна, содержащие в объеме 13,2 вес.% свободной гидроокиси железа.

В табл. 1 представлены данные по сорбционной емкости и времени защитного действия в зависимости от количества вводимой перекиси водорода.

Перекись водорода в процентном соот11 157

Таблица 1

Количество Н О, г/г

КратСорбент ность обработки

1 t

1,5

Время защитного действия мин е мг/г

Вр емя защит"е мг/г

Время защитПе* мг/г

Сорбци.— онная

Вр емя защит ного дейст ного действия, мин ного дейст емкость (в ), мг/г вия, ми н вия, мин

72 64 96 . 85 135 120

56 149 71 188 100 268

НС1 1

HP 1

268

100

170

171 107 208 130 277 168 280

СНЗСООН 1

3 ношении 1:1 и концентрации 1-5%, до прекращения изменения рН за слоем катионита, промывают водой и сушат. Полученный сорбент представляет собой сульфополистирольные волокна, содержащие в объеме 13,2 вес.% свободной гидроокиси железа.

Пример 2. Сорбент, полученный аналогично примеру 1, переводят в форму Ге и проводят повторную об в 10

+1 работку аналогично примеру 1. Полученный сорбент содержит 23 вес.% свободной гидроокиси железа.

Пример 3. Сорбент, полученный аналогично примеру 1, переводят в форму Fe и проводят повторную обработку, аналогично примеру 1. Полученный сорбент содержит 30 вес.% свободной гидроокиси железа.

Пример 4. Аналогичен приме- 2п ру 1, только для обработки используют нетканный волокнистый материал на основе карбоксилсодержащих волокон марки КДМ с обменной емкостью

6 мг — экв/г. Полученный сорбент содер- 25 жит 22 вес.% свободной гидроокиси железа.

Пример 5. Аналогичен приме— ру 2, только для обработки использу— ют нетканный волокнистый материал на основе карбоксилсодержа ш х волокон марки КФМ. Полученный сорбент содержит 34 вес.% свободной гидрооки- си железа.

Обработка волокнистых материалов больше 3-х раз нецелесообразна, так как приводйт к уменьшению прочности волокон на 30% из-эа высокой степени наполнения полимерного катионита гидроокисью железа.

Время защитного действия образцов сорбентов определяют до "проскока" по газам НСТ, HF, SO>, СН СООН. Навеску сорбента высотой 10 мм помещают в динамическую колонку и при комнатной температуре пропускают газовоздушную смесь со скоростью 2,5 см/с.

На основании анализа проб воздуха, взятых на выходе из колонки, определяют время защитного действия слоя сорбента до "проскока" кислых примесей. Количество поглощенньж кислых газов определяют химическим анализом навесок сорбента. Регенерацию обработанньгх поглотителей осуществляют путем промывки их 10%-ным водным раствором аммиака.

Сравнительные данные по эффективности предлагаемого и известного способов по поглощающей способности и времени защитного действия сорбента приведены в табл. 2.

Как следует из представленных дан" ных, поглощающая способность (величина статической емкости сорбента) и время защитного действия у сорбента, полученного предлагаемым спосо- бом в 2-10 раз и в 2-5 раэ соответ,— ,ственно выше чем у сорбента, полученного известным способом.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа обуслов-, лена большей поглощающей способностью и временем защитного действия полученного сорбента, что позволяет в

2 раза повысить срок службы волокнистых аспиратов без снижения других ° эксплуатационных характеристик.

1115793

Таблица 2

Газ

КоличестКрат ность обработки

Форма

Вр емя защитСорбент ного действия, ми н

Предлагаемый способ

Волокнистый катионит

СНЗСООН 2,0

530

332

0,5

104

80,, 268

Известный способ

2

0,5

132

254

35

С оставит ель В. Вин оградова

Редактор С.Лисина Техред Т.Дубинчак Корректор А. Зимокосов

Заказ 6811/7 Тираж 532 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент ", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Концентрация г/м во газа, сорбированного до "проскока", мг/г

Степень обработки сорбента