СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ШИХТЫ ФИЛЬТРУЮЩЕ-ПОГЛОЩАЮЩЕЙ КОРОБКИ ПРОТИВОГАЗА
METHOD OF FORMING CHARGE MIXTURE FOR GAS MASK FILTER-ABSORPTION ELEMENTS

Изобретение относится к области разработки способов и устройств общего назначения для осуществления различных физических и химических процессов, а именно способам фильтрования патронными фильтрами съемного типа, изготовляемыми из массы сыпучего материала.
Способ формирования шихты может быть использован в технологическом процессе изготовления фильтрующе-поглощающих систем для очистки воздуха в средствах индивидуальной защиты органов дыхания.
Известны способы формирования сорбционного слоя (шихты) в составе фильтрующе-поглощающей коробки (фильтрующего патрона) за счет изменения состава шихты и конструктивного оформления фильтрующе-поглощающих коробок противогаза (фильтрующего патрона).
Способ конструктивного изготовления фильтрующего патрона со свойствами многофазной очистки газа (патент международный 94/21351, МПК 5 B01D 35/01, 39/20, 1994) основан на формировании фильтрующего слоя, содержащего композитную фильтрующую стенку, которая состоит из насыпной микропористой подложки, на одну сторону которой нанесена микропористая мембрана, а на другую - химически активный осадок.
Способ формирования шихты из сорбционных материалов в фильтровальных слоях (патент Германии 4319327, МПК 5 B01D 53/02, 1994), где для повышения степени заполнения материалов для сорбирования вредных компонентов в двух или нескольких фильтровальных слоях из сыпучего сорбента последовательно пропускают очищаемые потоки газа, которые сначала пропускают через первый слой, затем через следующий слой до достижения определенной степени заполнения материала в первом слое и максимально допустимого содержания вредных веществ в чистом газе после последнего фильтровального слоя.
Наиболее близким по своей технической сущности к заявленному является способ формирования сорбционного слоя за счет изменения состава шихты (патент РФ 96118541, МПК 6 A62B 23/02, 1998) основан на размещении в малогабаритной поливалентной поглощающей коробке для противогаза трехслойной шихты, состоящей из гопкалита, поглотителя аммиака на угольной основе - осушителя и поглотителя-катализатора на угольной основе с добавками окислов меди, хрома, серебра.
Согласно приведенным описаниям отмечаются недостатки по увеличению толщины многослойной шихты (фильтрующих слоев) и снаряжению коробок (фильтрующих патронов) слоями шихты (фильтра) с узконаправленной функцией по поглощению (фильтрации) от отдельно выделенных веществ (оксида углерода, аммиака и др.), что не позволяет данным техническим средствам обеспечивать комплексную и универсальную защиту от воздействия вредных веществ, обладающих различными физико-химическими свойствами.
Задача настоящего изобретения заключается в разработке способа формирования шихты фильтрующе-поглощающей коробки противогаза, содержащей в своем составе три сорбирующих слоя толщиной 5-6 мм с широким спектром поглощения ими вредных веществ.
Технический результат, достигаемый в заявленном изобретении, заключается в сокращении номенклатуры фильтрующе-поглощающих коробок противогаза и обеспечения очистки вдыхаемого воздуха от смеси вредных веществ, обладающих различными физико-химическими свойствами.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе формирования шихты, характеризующемся снаряжением в цилиндрическом корпусе фильтрующе-поглощающей коробки с дном и горловиной противоаэрозольного фильтра, герметизированного мастикой по периметру корпуса коробки, двух слоев активного угля с химически модифицированной поверхностью и слоя угля-катализатора, разделенных между собой металлическими сетками с противопылевым слоем.
Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 показано размещение послойной комбинированной шихты в фильтрующе-поглощающей коробке противогаза, содержащей два слоя активного угля с химически модифицированной поверхностью (1, 2) и слой угля-катализатора (3).
Обеспечение на практике формирования шихты из трех сорбирующих слоев толщиной 5-6 мм с широким спектром поглощения ими вредных веществ реализуется определенной последовательностью комбинирования слоев активного угля с химически модифицированной поверхностью и угля-катализатора в составе фильтрующе-поглощающей коробки. При этом общая толщина слоя шихты не должна превышать 20 мм согласно требованиям технических условий (ТУ Г-10-1104-82) на стандартную фильтрующе-поглощающую коробку ГП-7К противогаза ГП-7.
Лобовым слоем по отношению к потоку газовоздушной смеси располагается слой активного угля с химически модифицированной поверхностью (1) с гидрофильными свойствами, обеспечивающего максимальное поглощение водяных паров и веществ, для которых вода является «катализатором» в процессе адсорбции. Последующим слоем является слой активного угля с химически модифицированной поверхностью (2) с гидрофобными свойствами, а замыкающим слоем - слой угля-катализатора (3).
Слой активного угля с гидрофильными свойствами формируется способом модифицирования поверхности угля в направлении увеличения содержания кислых функциональных групп методом окисления активного угля азотной кислотой.
Слой активного угля с гидрофобными свойствами формируется методом окисления активного угля в токе воздуха при температуре 300°C с предварительным его обеззоливанием и формированием поверхностных функциональных групп основного характера.
Состав поверхностных функциональных групп представлен в таблице.
Таблица
Поверхностные функциональные группы
основного характера
кислого характера
<img file="00000001.tif" he="15" wi="31" img-content="undefined" img-format="tif" /> α-пирон
-C=O карбонильная группа
<img file="00000002.tif" he="20" wi="46" img-content="undefined" img-format="tif" /> фенольная группа
<img file="00000003.tif" he="21" wi="41" img-content="undefined" img-format="tif" /> γ-пирон
<img file="00000004.tif" he="12" wi="12" img-content="undefined" img-format="tif" /> карбоксильная группа ОН
Применение данного способа в технологии сборки фильтрующе-поглощающей коробки противогаза при практической реализации последовательности комбинирования слоев активного угля с химически модифицированной поверхностью и угля-катализатора позволит сформировать шихту из этих слоев в стандартных габаритных размерах фильтрующе-поглощающей коробки и обеспечит очистку вдыхаемого воздуха от смеси вредных веществ, обладающих различными физико-химическими свойствами. При этом поглощение вредных веществ осуществляется в слоях комплексно в зависимости от состояния модификации поверхности активного угля и угля-катализатора, а не избирательно в отдельных слоях, как у сравниваемого прототипа.
Таким образом, разработанный способ формирования шихты фильтрующе-поглощающей коробки противогаза устанавливает последовательность формирования послойной комбинированной шихты из слоев активного угля с химически модифицированной поверхностью и угля-катализатора при сохранении габаритов коробки и обеспечении широкого спектра поглощения вредных веществ, обладающих различными физико-химическими свойствами.