Kryteria doboru węgla aktywnego do pochłaniaczy par organicznych

• Autorzy: Kwiatkowska-Wójcik W. , Dębowski Z.

Warianty tytułu

EN

The criteria of activated carbon selection to combined filters of organic vapour

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przeprowadzono badania nad doborem węgla aktywnego przydatnego do elaboracji pochłaniaczy par organicznych. Do badań użyto węgli aktywnych produkowanych z różnych surowców, tj. węgla kamiennego, z torfu i z łupin orzecha kokosowego metodą aktywacji parowo-gazowej. Dla węgli tych zostały wyznaczone takie wskaźniki techniczne, jak gęstość nasypowa, nasiąkliwość wodna, uziarnienie oraz powierzchnia zewnętrzna ziarenek. Zostały również wyznaczone niskotemperaturowe izotermy azotu, które wykorzystano do obliczenia powierzchni właściwej standardową metodą Brunaera, Emmeta i Tellera, oraz objętości kapi-lar w pięciu zakresach wymiarowych. Pomiary aktywności (chłonności) dynamicznej i statycznej węgli aktywnych wobec par benzenu zostały przeprowadzone na aparacie dynamicznym typu DAS. Dla węgli użytych w badaniach zostały obliczone zarówno za pomocą wzoru Michaela-Treybola, jak i w oparciu o równanie Szyłowa następujące wartości: wysokość strefy wymiany masy, długość tzw. warstwy martwej oraz prędkość przesuwania się strefy wymiany masy wzdłuż warstwy węgla aktywnego. Czasy ochronnego działania zostały wyznaczone z pomiarów bezpośrednich i obliczone z wykorzystaniem pomiarów aktywności statycznej oraz długości warstwy martwej. Następnie zostały obliczone wysokości warstw węgla aktywnego w pochłaniaczu, który ma spełniać gwarantowany czas ochronnego działania. Przeprowadzone badania wykazały, że wszystkie użyte w badaniach węgle aktywne można zastosować do elaboracji pochłaniaczy par organicznych, z tym że najwyższe wskaźniki adsorpcyjne wobec par benzenu ma węgiel produkowany z łupin orzecha kokosowego.

EN

There has been conducted the research on the choice of activated carbon to the organic vapour adsorbers. The carbon used in the experiment has to fulfil some determined requirements. The most important are: great adsorption capacity towards the test substance, that is benzene, mechanical strength for stamping and attrition, weak resistance of the layer offered to the flowing of air - vapour mixture and the low dcsorption of previously adsorbed vapour at the flow of clean air through the layers of activated carbon. To the research, there have been used activated carbons produced from different raw materials like: brown coal, peat and coconut shells, by means of gas-steam activation method. For these carbons there have been determined technical indices such as: bulk density, water absorbability, graining and outer surface of granules. There have also been determined the low-temperature isotherms, which have been used to the calculating of the specific surface by means of the standard Braunaer, Emmet and Teller's method and to the calculating of the volume of capillaries in five dimensional ranges. The obtained results show that adsorption capacities of particular activated carbons correlate with the volumes of microcapillaries. The measurements of dynamic and static activity (absorbing capacity) of activated carbons in relation to benzene vapour have been conducted on the dynamic apparatus, type: DAS. The principle of action of this apparatus consists in passing a suitable intensity of air, mixing it with benzene vapour and proper moistening. Next, the mixture prepared in such a way, is directed to the measurement tubes, which are filled up with the examined activated carbon. The air-benzene mixture, after passing through the measurement tubes is directed to the hydrocarbons analyser, which works on the basis of flame ionization detector (FID). For the carbons used in the research, there have been calculated (both with the use of Michael Treybol formula and on the basis of Szylow equation) the following values: the height of mass exchange zone, the length of so called 'dead' layer and the shifting velocity of mass exchange zone along the layer of activated carbon. The protective action times have been determined on the basis of direct measurements and have been calculated with the use of static activity measurements and the length of dead layer. Next, there were calculated the heights of activated carbon layers in the adsorber, which had to meet requirements as to the guaranteed protective action tune. There have been made the absorbers with the counted heights of activated carbon layers. The measurements of the guaranteed protective action time in the absorbers have been acknowledged, but for two carbons, only after, taking additionally into consideration the average velocity of mass exchange zone. In addition, the conducted research has shown that all activated carbons used in the research may be used to the elaboration of organic vapour absorbers. However, the highest adsorption indices in relation to benzene vapours has got the carbon produced from the coconut shells.

Słowa kluczowe

PL

węgiel aktywny; pochłaniacze par organicznych

EN

activated carbon; organic vapour; filtres

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2005
• Tom: T. 8, nr 1
• Strony: 19--29
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz.

Twórcy

autor

Kwiatkowska-Wójcik W.

• Przedsiębiorstwo Sprzętu Ochronnego MASKPOL, Konieczki 42-140, Panki

autor

Dębowski Z.

• Politechnika Częstochowska, Instytut Inżynierii Środowiska, ul. Brzeźnicka 60a, 42-200 Częstochowa

Bibliografia

• [1] Grzywaczewska D., Badania nad otrzymaniem pochłaniaczy o optymalnych parametrach do ochrony dróg oddechowych przed toksycznymi związkami organicznymi, Praca doktorska, Uniwersytet M. Kopernika, Toruń 1974.
• [2] Dębowski Z., Sorbenty węglowe stosowane w indywidualnym sprzęcie ochrony dróg oddechowych, Materiały Sympozjum WAT pt. Teoretyczne i praktyczne zagadnienia dotyczące sprzętu ochrony dróg oddechowych, Warszawa 1981.
• [3] Kochel M, Nowak B., Porównanie własności adsorpcyjnych węgli aktywnych różnego pochodzenia, Mat. Konf. nt. Węgiel aktywny w ochronie środowiska, Wyd. Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2002, 40-45.
• [4] Palijczuk D., Leboda R., Badania adsorpcji dynamicznej par substancji organicznych na przykładzie adsorpcji tert-butylobenzenu na nieruchomych złożach węgli aktywnych, Mat. Konf. nt. Węgiel aktywny w ochronie środowiska, Wyd. Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2002, 57-70.
• [5] Pietrowski P., Adsorpcja dwuskładnikowej mieszaniny par związków organicznych na adsorbentach węglowych na przykładzie układu aceton-benzen, Mat. Konf. nt. Węgiel aktywny w ochronie środowiska, Wyd. Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2002, 70-85.
• [6] Ambrożek B., Nastaj J., Przewidywanie równowagi adsorpcji mieszaniny rozpuszczalników organicznych na węglu aktywnym, Inżynieria i Ochrona Środowiska 2000, 3, 3-4, 275-287.
• [7] Dębowski Z., Kochel M., Nowok B., Desorpcja par organicznych z węgla aktywnego nasyconego przy niskich stężeniach adsorptywów, Inżynieria i Ochrona Środowiska 2000, 3, 3-4, 319-325.
• [8] Choma J., Zdenkowski J.A., Adsorpcja benzenu i chloroformu, Ochrona Środowiska 2000, 2(85), 3-6.
• [9] PN-90/C-97554 Węgiel aktywny formowany.
• [10] BN-79/6081-08 Sorbenty węglowe do pochłaniaczy przemysłowych.
• [11] Choma J., Jaroniec M., Nowe metody opisu struktury porowatej węgli aktywnych na podstawie danych adsorpcyjnych, Ochrona Środowiska 1999, 3(74), 13-17.
• [12] Choma J., Zdenkowski J.A., Standardowe dane adsorpcji azotu do charakterystyki porowatych adsorbentów mineralnych, Ochrona Środowiska 2000, 4(79), 3-9.
• [13] PN-EN 141:2002 Sprzęt ochrony układu oddechowego. Pochłaniacze i filtropochłaniacze. Wymagania, badanie, znakowanie.
• [14] Pietrowski P., Adsorpcja dwuskładnikowych mieszanin par związków organicznych na adsorbentach węglowych, Praca doktorska, Centralny Instytut Ochrony Pracy, Warszawa 2002.
• [15] Kielcew N.W., Podstawy techniki adsorpcyjnej, WNT, Warszawa 1980.
• [16] Sierpionowa Je.N., Promyszlennąja adsorbcija gazów i parów, Izd. Wysszaja Szkoła, Moskwa 1969.