Спосіб очищення повітря

1 Спосіб очищення повітря від ПОЛІЦИКПІЧНИХ ароматичних сполук сорбцією, який відрізняється тим, що як полімерний сорбент використовують багатоатомні спирти полімерного характеру з прищепленими групами 2,4,7-тринітрофлуорен Винахід відноситься до способу очищення повітря, забрудненого ПОЛІЦИКЛІЧНИМИ аренами, їхніми похідними і гетероциклічними аналогами (загальна назва поліциклічні ароматичні сполуки ПАС), що викликають канцерогенну чи мутагенну дію, утворюють погрозу безпеці ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ ПАС широко представлені у викидах автотранспорту, продуктах згоряння і переробки викопних палив, промислових газах Основні представники ПАС - антрацен, фенатрен, флуорантен, пирен, хризен, бенз/а/пирен, бен з/а/антрацен, дибенз/а,п/антрацен, метилхолантрен, їхні ПОХІДНІ, що містять атоми азоту, кисню і сірки, гетероциклічні аналоги - карбазол, акридин, фенантридин і ш Винахід можна також використовувати для очищення повітря від тютюнового диму й інших продуктів згоряння в промислових і цивільних приміщеннях, громадських місцях Відомий спосіб виділення конденсованих ароматичних вуглеводнів, у якому зазначені вуглеводні вилучають з технічних сумішей за допомогою хлориду сурми (III) Як середовище в даному процесі використовують рідкі галогенопохідні вуглеводнів [А с СРСР №480688, кл 307з15/20, 1976] Цей спосіб має ІСТОТНІ недоліки вимагає дуже ретельного відпрацьовування технологічних операцій по виділенню конденсованих ароматичних вуглеводнів, операції зв'язані з застосуванням токсичних рідких середовищ і не менш токсичного хлориду сурми (III), що після використання в даному процесі цілком не регенерується і, отже, іс 9-ону 2 Спосіб очищення повітря по п 1, який відрізняється тим, що використовують синтетичні багатоатомні спирти полімерного характеру, наприклад ПОЛІВИНІЛОВИЙ спирт 3 Спосіб очищення повітря по п 1, який відрізняється тим, що використовують багатоатомні спирти полімерного характеру природного і штучного походження, наприклад целюлозу, целодекстрини, крохмаль, декстрини, алкіл- і карбоксиметилцелюлозу нує небезпека влучення його в навколишнє середовище Найбільш близьким до даного винаходу по технічній сутності і результату, що досягається, є спосіб уловлювання канцерогенних речовин і речовин аналогічної дії за допомогою синтетичних ХІМІЧНИХ продуктів на основі поліетилену [Пат ФРН №1542259, кл У0Ю57/00, 1980 (прототип)] Недолік цього способу полягає в тому, що поліетилен має невисоку спорідненість до ПАС і тому ефективне очищення повітря від ПАС вимагає великої КІЛЬКОСТІ сорбенту Здатність поліетилену до електризації приводить до злипання полімерних плівок і дрібних виробів, а також сприяє прилипанию повітряного пилу й аерозолей до поверхні полімеру, погіршуючи його сорбційні властивості Невисока СТІЙКІСТЬ тонких плівок і дрібних виробів з поліетилену до розтріскування погіршує їхні експлуатаційні властивості, вимагаючи частої заміни відпрацьованих елементів В основу винаходу поставлена задача удосконалення способу очищення повітря від ПАС, як полімерний сорбент використовують багатоатомні спирти полімерного характеру з прищепленими групами 2,4,7-тринитрофлуорен-9-ону, що забезпечує поліпшення процесу сорбції ПАС і, отже, ступінь очищення повітря Поставлена задача досягається тим, що в сорбційному способі очищення повітря від ПАС як сорбент використовують продукт реакції ПОЛІВИНІлового спирту з тринитрофлуореноном Комплек ю 0 0 о ю 54085 сообразуючі властивості тринитрофлуоренону стосовно багатоядерних ароматичних вуглеводнів вище, ніж в інших тринитроаренів і набагато вище, ніж у динитроаренів Наприклад, комплексообразуючі властивості тринитрофлуоренона стосовно ПАС вище, ніж пікринової кислоти Здатність ПАС до утворення комплексів зростає при введенні в ароматичне ядро заступників першого роду, що збільшують електронну ЩІЛЬНІСТЬ в ароматичному ядрі Однак термічна нестабільність і летючість не дозволяють використовувати тринитрофлуоренон в індивідуальному стані Багатоатомні спирти і, зокрема, ПОЛІВИНІЛОВИЙ спирт комплексоутворюючих властивостей стосовно ПАС не виявляють Наявність у молекулах багатоатомних спиртів гідроксильних груп у сусідніх положеннях дозволяє здійснювати на першій стадії процесу реакцію утворення ацеталей, на другий - кеталей, фіксуючи таким способом тринитрофлуоренон на матриці, наприклад, ПОЛІВИНІЛОВОГО спирту Як матрицю можна також використовувати полімери природного і штучного походження, молекули яких містять гідроксильні групи в достатній КІЛЬКОСТІ До них відносять целюлозу, карбоксиметилцелюлозу, целодекстрини, а також крохмаль і декстрини Усі полімери штучного походження використовують після їхнього очищення від смолистих, воскоподібних та ін ДОМІШОК ПАС, що мають порівняно невисоку мольну масу, і достатню пружність пари, тобто існуючі переважно в газоподібному стані, утримує тринитрофлуоренон за рахунок комплексоутворення При уловлюванні ПАС великої мольної маси, що існують переважно у формі аерозолей, працює каркасна структура целюлози, крохмалю, декстринів, а також ПОЛІВИНІЛОВОГО спирту з прищепленими тринитрофлуоренильними групами Уловлювання ПАС середньої мольної маси протікає по змішаному механізму В усіх випадках сорбції ПАС враховують вплив заступників в ароматичному ядрі на комплексоутворюючі властивості Ступінь спорідненості макромолекули ПОЛІВИНІЛОВОГО спирту з прищепленими тринитрофлуоренильними групами до ттелектроних структур реалізується в силі втримання молекули ПАС за рахунок донорно-акцепторної взаємодії, що є головною причиною сорбції Ефективність очищення повітря від ПАС зростає при переході від поліциклічних аренів із заступниками другого роду до незаміщених ПОЛІЦИКЛІЧНИХ аренів і ПОЛІЦИКЛІЧНИХ аренів, що містять заступники першого роду Макромолекула ПОЛІВИНІЛОВОГО спирту з прищепленими тринитрофлуоренильними групами має підвищену газопроникність і доступна для молекул ПАС, що містять алкільні радикали Це також сприяє збільшенню ступеня очищення повітря від зазначених з'єднань Активність СТОСОВНО ПОЛІВИНІЛОВОГО спирту, до якого ХІМІЧНИМ шляхом щеплений тринитрофлуоренон, виявляють молекули ПАС як в основному, так і збудженому стані (атмосферні, фотохімічні процеси перетворення ПАС) Форма використання сорбенту - порошки, тонкі плівки, неткані і сітчасті матеріали Спосіб здійснюється таким чином У круглодонну колбу МІСТКІСТЮ ЮОмл, обладнану зворотним холодильником (хлоркальцієва трубка) і краплинною лійкою, поміщають порошок ПОЛІВИНІЛОВОГО спирту (12г), 2,4,7тринитрофлуорен-9-он (16г) і птолуолсульфокислоту (0,3г) Після додатка першої порції диметилформамиду (5мл) колбу з вмістом нагрівають на киплячій водяній лазні, безупинно струшуючи і повільно доливаючи диметилформамид до повного розчинення суміші компонентів Розчин залишають на ніч Наступного дня в колбу додають 25 - ЗОмл бензолу і заміняють зворотний холодильник насадкою Дина-Старка При нагріванні відганяють воду, що виділяється, до припинення утворення, додатково витримуючи суміш протягом 1 -1,5ч при температурі відгону Вміст колби відфільтровують на ЛІЙЦІ Бюхнера після додавання до суміші 5 - Юмл гексану Осад на фільтрі промивають гексаном і сушать на повітРі Отриманий порошок використовують як насадку для фільтр-патронів, фільтрів з пористими перегородками, трубок, колон, ін апаратів, через які пропускають забруднене повітря Насадку ущільнюють на вібростенді, з обох КІНЦІВ обмежують мілкою металевою сіткою (№0,16 і менш) Розміри агрегатів, обладнаних зазначеною насадкою і швидкість пропускання повітря визначають технологічні вимоги і ЩІЛЬНІСТЬ упакування сорбенту Зміст ПАС у подаваному й очищеному повітрі контролюють методом високоефективної рідинної хроматографії, за результатами якого визначають придатність насадки Для експрес-аналізу використовують хроматограф "Милихром", обладнаний УФ-детектором (290нм) і колонкою 62 х 2мм, що упакована сорбентом Силасорб С18 (5мкм) Як рухомі фази використовують водяні розчини метанолу Результати поділу двох конденсованих ПОЛІЦИКЛІЧНИХ аренов приведені в таблиці Таблиця Речовина Перилен Бенз/а/пирен Коефіцієнт поділу Ід к' при ВМІСТІ метанолу, % 75 70 1,19 1,24 1,51 1,57 1,13 1,14 Гранична температура експлуатації сорбенту на основі ПОЛІВИНІЛОВОГО спирту з прищепленими тринитрофлуоренильними групами складає до 200°С За рахунок особливостей будівлі сорбент уловлює пилоподібні мікрочастинки і частки сажі, що є потенційними носіями ПАС Сорбент, що утратив властивості, заміняють активним, а відпрацьований спалюють у печах плавильних агрегатів 54085 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24