Способ получения сорбента для сушки и очистки воздуха от органических микропримесей

Способ получения сорбента для сушки и очистки воздуха от органических микропримесей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советским

Ссщиалистических

Республик 1>710598

Ф Ж с е

< (51) м. кл. (б1) Дополнительное к eer. сеид-ву (22) Заявлено010477 (21) 2467608/23-26 с присоедииением. заявки NP (23) Приоритет

В 01 D 53/02

Государстаенный коммтет

СССР оо делам изобретеннй н открытий

Опубликовано2501.80. Бюллетень М 3

Дата опубликования описания 2601.80 (53) УДК 661.183.

° 2 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г.A. Мусакин, О.A. Лугов, Н.И. Козлова, Т.Г, . Плаченов и В.Т. Левданская

Опытное конструкторско-технологическое бюро Кристалл (71) За в е с опытным производством ленинградского технологического института им. Ленсовета (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА ДЛЯ ОСУШКИ И ОЧИСТКИ

ВОЗДУХА ОТ ОРГАНИЧЕСКИХ МИКРОЦРИМЕСЕЙ рая определяется, главным образом, свойствами раствора, образующегося в объеме пор носителя. Этот раствор при известных способах получения экранирует объем адсорбционного пространства от проникновения и ад" сорбции моЛекул органических микропримесей.

Изобретение относится к области получения сорбентов для осушки и очистки воздуха, в частности, к области кондиционирования воздуха помещений и может быть использовано в химической, судостроительной, авиационной и других отраслях промышленности.

Иэнестны импрегнированные сорбенты на основе галогенидов металлов, например, хлористого лития, нанесенных на поверхность пористого носителя, Их получают пролиткой носителя раствором галогенидов с последующей термообработкой (1) . Осушающее действие импрегнированных сорбентон оснонано на гигроскопичности некоторых галогенидов. В процессе поглощения влаги гигроскопическая добавка обычно превращается в раствор и продолжает поглощать влагу до тех пор, пока ее концентрация не .станет равновесной с концентрацией водяных паров в ocvtrlaeMQM воздухе. 25

В зависимости от пористой структуры носитель обладает свойствами сорбента паров воды и микропримесей, Однако эти свойства не обеспечивают нысокой емкости поглощения влаги, котоИзвестен также способ получения осушителя, обладающего максимально высокой сорбционной емкостью по парам воды при использовании в самоспасателях, включающий пропитку высокопористого угля концентрированным раствором галогенида лития или смесью его с другими галогенидами щелочных или щелочно-земельных металлов в две стадии с промежуточной сушкой, что обеспечивает максимальное введение галогенида в поры угля (2). Полученный сорбент имеет низкую сорбционную емкость по парам органических веществ, вследствие оплывания внешней поверхности зерен при эксплуатации эа счет выделения избыточного концентрированного раствора галогенида, и поэтому предназначен для одноразоного использования, 710598

Наиболее близким является спосое. получения сорбента осушителя íà осн;.ве активного угля, импрегнированного раствором галогенида кальция или лити я, Сорбент получают путем пропитки активного угля избыточным объемом горячего раствора галогенида лития с концентрацией 15-50% (предпочтительно 30) с последующей сушкой пропитанного угля при 120250 С (3).

Недостаток способа заключается в значительном снижении адсорбционных свойств полученного сорбента по парам воды и органическим примесям при многократном использовании в процессах сорбция-регенерация, так как содержание вводимого галогенида не связано с пористой структурой носителя. При этом несоблюдение определенного соотношения между пористостью носителя и количеством вводимого галогенида приводит к оплыванию зерен сорбента в процессе сорбции паров воды.

Цель изобретения — сохранение сорбционных свойств по парам воды и органическим примесям при многократном использовании сорбента в процессах сорбция-регенерация.

Бель достигается способом, включающим пропитку высокопористогo активного угля раствором галогенида лития с концентрацией 10-20%, взятом в объеме 0,8-0,9 от суммарногб объема пор угля, и сушку пропитанного угля при 120-170 С в токе воздуха или в вакууме, Отличием способа является осуществление пропитки раствором галогенида, взятом в объеме 0,8-0,9 от суммарного объема пор угля.

Другим отличием способа является осуществления пропитки 10-20Ъ-ным раствором галогенида лития.

Способ осуществляют следующим образом.

B качестве носителя используют углеродные адсорбенты с развитыми объемами микро- и мехопор, например, уголь CKT-2, Носитель предварительно высушивают при 105-110 С и затем при тщательном непрерывном перемешивании зерна носителя опрыскивают раствором хлористого лития с концентрацией 10-20% так, чтобы готовый осушитель содержал 10-20Ъ хлористого лития. Уменьшение концентрации менее

10% не целесообразно в связи с резким снижением емкости по парам воды.

Увеличение концентрации выше 20% вызывает оплывание зерен в исходном угле-осушителе, Объем раствора. должен составлять 0,8-0,9 от суммарного объема пор. После опрыскивания на поверхности зерен не должно оставаться капельно-жидкого раствора, 5

Импрегнированный сорбент выдерживают в течение суток для завершения процесса распределения воды и галогенида в объеме пор различных разновидностей. Обезвоживание сорбента осуществляют в вакууме или в потоке воздуха при 120-170 С, обеспечивающей удаление паров воды и исключающей окисление поверхности пор угля кислородом воздуха, которое приводит к снижению сорбционной емкости по парам органических веществ.

Увеличение температуры выше

170 С может привести к возгоранию угля, а применение температуры ниже

120 С не позволяет отрегенерировать образцы полностью и приводит к снижению емкости.

У полученного сорбента объем адсорбционного пространства не экранирован кристаллами хлормстого лития и доступен для молекул органических веществ даже при полном насыщении сорбента парами воды, что было установлено экспериментально и можно объяснить следующим.

При постепенном нанесении на зерна угля раствора хлористого лития с концентрацией намного ниже концентрации насыщенного раствора про-. исходит капиллярное всасывание раствора в объем мезопор без осаждения соли на поверхности зерна. Объем микропор заполняется водой через паровую фазу до тех пор, пока концентрация адсорбированных паров воды не станет равновесной с давлением паров воды над раствором хлористого лития в макро-и мезопорах.

Концентрация хлористого лития в объеме макро- и меэопор повышается, но поскольку исходная концентрация раствора хлористого лития была много меньше концентра (ии насыщения и объем раствора равен 0,8-0 9 от суммарного объема пор, в объеме макропор не про - .одит осаждения соли и объем r ;ponop не экранируется. При постепенном нагревании происходит удаление воды одновременно иэ объема макропор и иэ раствора хлористого лития, и таким образом кристаллы хлористого лития не могут проникнуть в объем микропор, а осаждаются только на поверхности макроч мезопор.

Пример 1. Уголь CKT-2, имеющий объем пор V = 0,87-0,88 смэ/г, пропитывают раствором хлористого литияя путем опрыски вани я так, чтобы полученный сорбент содержал 10% хлористого лития (90 r угля — 80 см 10Ъ раствора хлористого лития, объем раствора = 0,9 Ч ), затем производят суточную выдержку и сушку при 120170 С, Приготовленный таким образом образец является эффективным осушите 10598

Концентр раствора аце мгновенный проскок

Исходный уголь

9,6

110

5 8

160

5%

230

6,0

10%

20%

30% и выше (предлагаемый) оплывают зерна

Формула изобретения

Составитель B. Виноградова

Редактор М„Ликович Техред М.Келемеш Корректор Т. Скворцова

Заказ 8565/2 Тираж 809 Подписное

IIHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра шская наб, д. 4 5

А

Филиал ППП Патент, r, Ужгород, ул. Проектная, 4 лем, обеспечивающим глубокую осушку с емкостью по парам воды = 30 вес.% и кроме того, он. имеет адсорбционную емкость по парам органических веществ (ацетона, бензола, изооктана), соизмеримую с емкостью исходного угля.

Пример 2„Образец получали вышеописанным способом, íî с таким расчетом, чтобы в готовом сорбенте содержалось 20% хлористого лития, Соотношение компонентов было следующим: 80 r угля СКТ-2 опрыскивали

70 см (объем раствора = O,BV) растИз представленных примеров и таблицы видно, что сорбент по изобретению является эффективным осушителем и одновременно поглощает органические микропримеси, даже при полном насыщении образцов парами воды, Преимуществом сорбента является возможность регенерации и многократного использования, которая вытекает из обратимости сорбции паров воды и хлористым литием, Выбранные условия сушки и регенерации исключали образование конденсата в слое и обеспечивали стабильную цикловую работу заявляемого угля-осушителя, В течение пронеденных 100 циклов по схеме сорбция-регенерация снижение емкости по парам воды не было обнаружено.

1. Способ получения сорбента для осушки и очистки воздуха от органических микропримесей, включающий провора хлористого лития с последующей выдержкой и термообработкой при 120170 С.

Модифицированный таким образом уголь обеспечивал глубокую осушку воздуха при высокой динамической активности "до 40 нес,% при сохранении емкости по парам органических веществ, В таблице приведены данные „ка"ающиеся влияния условий пропитки на сорбционную емкость сорбента по парам воды и органическим веществам..;@% питку высокопорйстого активного угля раствором галогенида лития и сушку

Ф пропитанного продукта при 120-170 С

Р отличающийся тем, что, с целью сохранения сорбентом адсорбционных снойств при многократном использонании в процессах сорбция-регенерация, пропитку ведут раствором га40 логенида лития, взятом в объеме 0,80,9 от суммарного объема пор активного угля.

2. Способ по и. 1 о т л и ч а юшийся тем, что пропитку ведут

4 10-20%-ным раствором галогенида лития.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Воронин Г.И. Верба N,È. Кондиционирование воздуха на летательных аппаратах, Машиностроение, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 566616 кл, В 01 Х) 53/02, 07,01,75, 3. Патент ФРГ Р 1067691, кл, 61н 1/02, 14,04,60 (прототип),