Способ получения сорбента для извлечения кислых газов

(прот атрации 1-5 мас.7 ГОСУДАРСТВЕННЦИ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОПИСАНИЕ ИЗ РСНОМУ СВИДЕТЕП 3307812/23-226,06.8130.09.84. БюлИ,Ю.Бабкин,ордеев и Д.П661.183,2(081. Авторское451, кл. В 0Авторское с122, кл. В 0отип),свидетельство СССР1 0 53/02, 1975.видетельство СССР1 Р 53/02, 1978 54)(57) 1, СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНА ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КИСЛЫХ ГАЗОВ, вклю ающий обработку катионита в форме ереходного металла водным раствором ЯО 1 315793 аммиака, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения поглощаю щей способности и времени защитного действия сорбента, процесс ведут путем обработки тонковолокнистого катионита в форме двухвалентного желе за водным раствором аммиака, содерж щим перекись водорода.2, Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й 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 свя занного катионитом железа при ее конИзобретение относится к технологиОрбецтов для очистки газов от кислых примесей и может быть испольэовацо в средствах Ийдивидуальной защть ОрГацов дыхания для Очистки 5 воздуха в замкнутых экологических системах и очистки технологическихи О ход 51 щих ГазовИзвестен способ получения сорбента для извлечения кислых газов путем 10смсщения растворов солей трехвалентНОГО желсза и щелочи с последующимформояанием полученной гидроокисижецеза3,Однако сорбент, получешый этим 1способом, имеет малуо емкос:ь прирабХге ц л 1:1 а;сеских условиях;11 ацб О:ее близким к предлагаемомупс техцгческой сущности и достигаемому дезу.тату является способ получения сорбента для извлечения кислх га.;, засцоч юшийся в обработкеГ 1;.уроаццого наг 1 онита в Формее 11 схоццого мсталта Родным растворома 11,иКа 2 . 251 ецостатками известного способаяц 5 я:отс 51 ицкая поглощающая способцост. и малое время зашитцого действ;я сорбецта. Кроме того, использо 1 ра 1 у 1 рова 5 ного катиоцита ужеЗОпос:1 е исрцого цикла обработки Гриводит к закупориианию трацспортньгх порв Гр улах выделивСйсл Г 1 дооокисьюисс:1 ствие чего последуСщие процессы из-за ц 1 ффузиоццых затрудненийпрактически це идут,1 О 5 ь изобретения - повышене новглошающей способности и времени защитноО Действия сорбецта.Поставленная цель достигается тем,Очго согласно способу получения сорбента дпя извлечения кислых газоввк 1 Кчцощеу обработку катионита вФорме переходного металла, в качестве которого используют тонковолокнис 45тый катиоцит в форме двухвалентногожелеза, водным раствором амиака, содержащим перекись водорода,Кроме того, обработку катионитав 1 ут многократно, преимушественно2-3 раза водным раствором аммиака,содержии перекись водорода, в количестве 1,2 - 1,3 г на грамм связанного катио.щто железа при ее коццентрапц 1 - 5 1 ас.7.Со глас но предлагаемому способутонковолокнистый катионит в формедвухвзлентцого железа обрабатываютводным раствором аммиака, содержащим перекись водорода. Ионы аммония вытесняют ионы железа с образованием гидроокиси железа, которая сразу окисляется перекисью водородаР2 К-Н+1 е 5041 е Н БО 42 Ре, +4 МН ОН+2 Н О 4 Е 1 Н 4+ +2 Ге(ОН) +2 Н О+О3 2образовавшаяся гидроокись равномернотраспределена по объему катионита. Вследствие того, что она практически нерастворима в воде, то, повторяя обработку многократно, преимуцественно 2-3 раза, можно вводить в объем катионита допо 5 нитегьное количество1 дроокисиВ результате получают катионит вФорме 11 Н , наполненной гидроокисьютрехвалецтцого железа, ПосколькуГе(ОН) распределяется равномернопо объему катионита, для улучшениякинетики поглощения кислых газов целесообразно применять волокнистыекатиоциты с диаметром волокон1-20 мкм, имеющие значительно меньший циаметр волокон, чем размерыгранул зернистого сорбента согласноизвестному способу,П р и м е р 1, 1 кг нетканого волокнистого катионита типа ФП из сульфоцолистирола с объемной емкостью3 мг - экв/г в Форме Ее (количествосвязанного железа 0,083 кгкг) помещают в проточную колонку и пропуска -от водный раствор аммиака, содержащий перекись водорода в концентрации1-5 мас,Б, Обработку аммиаком ведутдо прекращения изменения рН за слоемкатионита с тем условием, что количество пропущенной перекиси водородасоставляет 100 в 1 г (1,2-1,3 г НОна 1 г связанного железа), При концентрации Н 04 выше 5% ухудшаютсямеханические свойства волокон катионита. Расход перекиси водорода ниже1,2 г на г Ге 4 не обеспечивает полноты окисления, расход, больший чем1,3 г/г приводит к потере реагента.Полученный сорбент промывают, сушат.Сорбент представляет собой сульфополистирольные волокна, содержащие вобъеме 13,2 вес.Е свободной гидроокиси железа,В табл. 1 представлены данные посорбционной емкости и времени защитного действия в зависимости от количества вводимой перекиси водорода,Перекись водорода в процентном соот1 1157 30 Таблица 1 Количество Н 20, г/г КратСорбент ность обра- ботки 1 1 1,5 Время защитного действия мин Пемг/г Вр емязащит"емг/г Время защите лт/гСорбци. -снная Вр емя защит ногодейст ногодействия,мин ногодейст емкость(в,),мг/г вия,лпгц вия,мин 72 64 96 85 135 120 56 149 71 188 100 268 НС 1НР 1 263 100 170 17 1 107 208 130 277 168 280 СНЗСООН 1 3ношении 1:1 и концентрации 1-5%, до прекращения изменения рН за слоем катиоцита, промывают водой и сушат, Полученный сорбент представляет собой сульфополистирольные волокна, содержащие в объеме 13,2 вес.% свободной гидроокиси железа,П р и м е р 2. Сорбент, полученный аналогично примеру 1, переводят в форму Ре и проводят повторную об в 1 О+1работку аналогично примеру 1. Полученный сорбент содержит 23 вес.% свободной гидроокиси железа.П р и м е р 3. Сорбент, полученный аналогично примеру 1, переводят 15 в форму Ре и проводят повторную обработку, аналогично примеру 1. Полученный сорбент содержит 30 вес,% свободной гидроокиси железа.П р и м е р 4. Аналогичен приме 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 жит 22 вес,% свободной гидроокиси железа.П р и м е р 5, Аналогичен примеру 2, только для обработки использу - ют нетканный волокнистый материал на основе карбоксилсодержащх волокон марки КФМ. Полученный сорбент содержит 34 вес.% свободной гидроски-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 катионитагидроокисью железа. Время защитного действия образцов сорбентов определяют до "проскока" по газам НСТ, НР, БО, СНСООН, 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 поглощенньжкислых газов определяют химическим анализом навесок сорбента. Регенерацию обработацньгх 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" цых, поглощающая способность (величина статической емкости сорбента) и время запптного действия у сорбента, полученного предлагаемым спосо-бом в 2-10 раз и в 2-5 раэ соответ, - ,ственно вьппе 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 Сорбент форма Вр емязащитногодействия,мин Предлагаемый способ Волокнистый катионит СНЗ СООН 2, 0 530 332 90 0,5 104 268 34 Известный способ 3БО 0,5 40 132 254 27 Составитель В.ВиноградоваРедактор 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, Раушская наб., д. 4/5