Способ получения сорбента для сушки и очистки воздуха от органических микропримесей

(23) Приоритет В 01 П 53/02 Государстеенный комнтет СССР по делам изобретеннй н открытий( 71) З с опытным производством Ленинградского технологического института им, Ленсовета(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА ДЛЯ ОСУШКИ И ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ ОРГАНИЧЕСКИХ МИКРОЦРИМЕСЕЙрая определяется, главным образом,свойствами раствора, образующегосяв объеме пор носителя, Этот растворпри известных способах полученияэкранирует объем адсорбционногопространства от проникновения и ад"сорбции моЛекул органических микропримесей. Изобретение относится к областиполучения сорбентов для осушки иочистки воздуха, в частности, кобласти кондиционирования воздухапомещений и может быть использованов 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 гигроскопичйостинекоторых галогенидов. В процессепоглощения влаги гигроскопическаядобавка обычно превращается в раствор и продолжает поглощать влагу дотех пор, пока ее концентрация не.станет равновесной с концентрациейводяных паров в осушаемом воздухе. 25В зависимости от пористой структурыноситель обладает свойствами сорбента паров воды и микропримесей, Однако эти свойства не обеспечивают нысокой емкости поглощения влаги, котоИзвестей также способ получения осушителя, обладающего максимально высокой сорбционной емкостью по парам воды при использовании в само- спасателях, 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,55 60 б 5 Наиболее близким является способполучения сорбента осушителя на оси,.ве активного угля, импрегнированного раствором галогенида кальцияили лития, Сорбент получают путемпропитки активного угля избыточнымобъемом горячего раствора галогенида лития с концентрацией 15-50(предпочтительно 30) с последующейсушкой пропитанного угля при 120250 С 31 .Недостаток способа заключаетсяв значительном снижении адсорбционных свойств полученного сорбента попарам воды и органическим примесямпри многократном использовании в процессах сорбция-регенерация, так каксодержание вводимого галогенида несвязано с пористой структурой носителя, При этом несоблюдение определенного соотношения между пористостью носителя и количеством вводимого галогенидаприводит к оплыванию зерен сорбента в процессе сорбции паров воды.Цель изобретения - сохранениесорбционных свойств по парам воды иорганическим примесям при многократном использовании сорбента в процессах сорбция-регенерация.Цель достигается способом, включающим пропитку высокопористогоактивного 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 токевоздуха или в вакууме,Отличием способа является осуществление пропитки раствором галогенида, взятом в объеме 0,8-0,9 отсуммарного объема пор угля,Другим отличием способа янляетсяосуществления пропитки 10-20-нымраствором галогенида лития,Способ осуществляют следующим образом,В качестве носителя используютуглеродные адсорбенты с развитымиобъемами микро- и мехопор, например,уголь СКТ,Носитель предварительно высушивают при 105-110 С и затем при тщательном непрерывном перемешинаниизерна носителя опрыскивают раствором хлористого лития с концентрацией 10-20 так, чтобы готовый осушитель содержал 10-20 хлористого лития. Уменьшение концентрации менее10 не целесообразно в связи с резким снижением емкости по парам воды,Увеличение концентрации выше 20вызывает оплынание зерен н исходном угле-осушителе, Объем раствора.должен составлять 0,8-0,9 от суммарного объема пор. После опрыскиванияна поверхности зерен не должно оставаться капельно-жидкого раствора 5 0 15 20 25 30 35 40 50 Импрегнированный сорбент выдерживают в течение суток для завершенияпроцесса распределения воды и галогенида в объеме пор различных разновидностей, Обезвоживание сорбентаосуществляют в вакууме или в потокевоздуха при 120-170 С, обеспечивающей удаление паров воды и исключающей окисление поверхности пор углякислородом воздуха, которое приводит к снижению сорбционной емкостипо парам органических веществ.Увеличение температуры выше170 С может принести к нозгораниюугля, а применение температуры ниже120 С не позволяет отрегенерироватьобразцы полностью и приводит к снижению емкости,У полученного сорбента объемадсорбционного пространства не экраниронан кристаллами хлормстого литияи доступен для молекул органическихвеществ даже при полном насыщениисорбента парами воды, что было установлено экспериментально и можнообъяснить следующим,При постепенноМ нанесении на зерна угля раствора хлористого литияс концентрацией намного ниже концентрации насыщенного раствора происходит капиллярное всасывание раствора в объем мезопор без осаждениясоли на поверхности зерна. Объеммикропор заполняется водой через паровую фазу до тех пор, пока концентрация адсорбированных паров водыне станет равновесной с давлениемпаров воды над раствором хлористоголития в макро-и мезопорах,Концентрация хлористого лития вобъеме макро- и мезопор повышается,но поскольку исходная концентрацияраствора хлористого лития быламного меньше концентрации насыщения и объем раствора равен 0,8-0,9от суммарного объема пор, н объемемакропор не про -.одит осаждениясоли и объем ь ;ропор не экранируется, При постепенном нагревании происходит удаление воды одновременноиз объема макропор и иэ растворахлористого лития, и таким образомкристаллы хлористого лития не могутпроникнуть н объем микропор, а осаждаются только на понерхности макроч мезопор,П р и м е р 1. Уголь СКТ, имеющий объем пор Ч = 0,87-0,88 смэ/г, пропитывают раствором хлористого лития путем опрыскивания так, чтобы полученный сорбент содержал 10 хлористого лития (90 г угля - 80 см 10 .раствора хлористого лития, объем раствора = 0,9 Ч ), затем производят суточную выдержку и сушку при 120- 170 С, Приготовленный таким образом образец является эффективным осушите/10598 вора хлористого лития с последующей выдержкой и термообработкой при 120- 170 С.Модифицированный таким образом уголь обеспечивал глубокую осушку воздуха при высокой динамической активности "до 40 вес,Ъ при сохранении емкости по парам органических веществ,лем, обеспечивающим глубокую осушкус емкостью по парам воды = 30 вес,Ъи кроме того, он, имеет адсорбционную емкость по парам органическихвеществ (ацетона, бензола, изооктана), соизмеримую с емкостью исходного угля,П р и м е р 2 Образец получаливышеописанным способом, но с такимрасчетом, чтобы в готовом сорбентесодержалось 20 хлористого лития,Соотношение компонентов было следующим: 80 г угля СКТопрыскивали70 см(объем раствора = 0,8 М) растВ таблице приведены данные ка"ающиеся влияния условий пропитки на сорбционную емкость сорбента по парам воды и органическим веществам. У нцентр створа ц новенныйоскок Исходныйуголь 75 0 ышеаемый а ю т э и предл Из 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 многократ" ного использования, которая вытека Р ет из обратимости сорбции паров воды и хлористым литием, Выбранные условия сушки и регенерации исключали образование конденсата в слое и обеспечивали стабильную цикловую ра боту заявляемого угля-осушителя, В течение проведенных 100 циклов по схеме сорбция-регенерация снижение емкости по парам воды не было обнаружено. 5 о угляушку170 ос,что,дсорбб по и. 1,о т л и ч а ютем, что пропитку ведутраствором галогенида лищ10ти Источники информации,принятые во внимание при экспертиз 1, Воронин Г,И, Верба М,И, Конди ционирование воздуха на летательны аппаратах, Машиностроение , 196 2, Авторское свидетельство СССР Р 566616,кл, В 01 З 53/02,07,01,75,3, Пат кл, 61 в 1/Формула изо ения ия сорбедуха отв ключа а для ганиций про 1, Способ получ осушки и очистки в ческих микропримес ент ФРГ Р 1067691,02, 14,04,60 (прототип),аКорректор Т, Скворцова витель В д М,Келе огра Ликович Те едакто 809 Подписноого комитета СССРний и открытийРа шская наб, д. 4 5 ака филиал ППП Па ул, Проектная, 4 т Уж 8565/2 Тираж ПНИИПИ Государствен по делам иэобрет 113035 Москва Жпитку высокопорйстраствором галогенипропитанного продуотл ич аю щис целью сохраненияционных свойств прпользовании в процнерация, пропиткулогенида лития, вэ0,9 от суммарногоного угля,2. Спосои й с я-20-ным го активног а лития и с та при 120- с я тем,сорбентом амногократном исссах сорбция-реге едут раствором га том в объеме 0,8- бъема пор актив