Ионообменные фильтры карманные типа ИФК
Хемосорбционные волокна действуют на основе ионного обмена. Их основным предназначением является:
- фильтрование газовоздушной среды от токсинов основного (органического) и кислотного происхождения;
- аэрозоль таких компонентов, как соли, щелочи, кислоты и т. п.;
- создание концентратов веществ для химического анализа;
- извлечение ценных химических составляющих из стоковых жидкостей промышленного происхождения, а также водных сред естественного происхождения;
- извлечение ценных химических составляющих из газов различного происхождения;
- очистка жидкостей от красителей, органических примесей, радионуклидов, ионов тяжелых металлов.
В основном, ионообменные материалы используются в:
- системах фильтрации вентиляционных выбросов в промышленном производстве и сельском хозяйстве;
- фильтрационных системах вентиляции приточного типа;
- фильтрах на химической основе для очистки воздушных масс в помещениях;
- пошиве спецодежды для защиты работников в загрязненных и вредных средах;
- производстве оборудования, предназначенного для защиты органов дыхания, таких как респираторы и противогазы (в виде фильтрующих компонентов);
- фильтрах конечной очистки питьевой воды от примесей железа, радионуклидов, тяжелых металлов.
Хемосорбционные материалы
Хемосорбционные волокна относятся к новейшим типам фильтрующих материалов, созданных для очистки воздушных сред от химических токсинов. Характерная особенность — высокий уровень извлечения вредных или ценных компонентов из воздуха с различными уровнями влажности, и высокий уровень фильтрования (доочистки) воздуха при наличии минимального содержания вредных веществ.
Свойства волокнистого анионита | |
Функциональная группа | -NH2; =NH; -COOH |
Линейная плотность, текс | 0,5 – 0,8 |
Относительная разрывная нагрузка элементарного волокна, мН/текс, не менее | 80 |
Удлинение волокна при разрыве, отн % не менее | 15 |
Полная статическая обменная емкость по 0,1Н HCl, ммоль/г | 3,0 – 7,0 |
Набухание г H2O/г волокна | 1,0 – 2,0 |
Диаметр, мкм | 20 – 40 |
Рабочий интервал, pH | 1 – 8 |
Максимальная температура эксплуатации, °С | 100 |
Свойства волокнистого катионита | |
Функциональная группа | -COOH |
Линейная плотность, текс | 0,5 – 1,4 |
Относительная разрывная нагрузка элементарного волокна, мН/текс, не менее | 50 |
Удлинение волокна при разрыве, отн % не менее | 15 |
Полная статическая обменная емкость по 0,1Н NaOH, ммоль/г | 3,0 – 8,0 |
Набухание г H2O/г волокна | 0,8 – 2,0 |
Диаметр, мкм | 30 – 50 |
Рабочий интервал, pH | 5 – 12 |
Максимальная температура эксплуатации, °С | 100 |
Существует несколько разновидностей хемосорбентов, которые различаются по своим свойствам, а именно:
- сорбционно-каталитического характера;
- окислительно-восстановительного характера;
- основные;
- кислотного характера.
Наиболее часто хемосорбенты используются в системах вентиляции в качестве компонентов фильтрующих элементов, очищающих воздух от газовых примесей и паров с кислотной основой.
Сравнение ионообменного волокна и гранульных ионитов, применяемых для очистки водных и газовоздушных сред, показывает явные преимущества первого фильтрующего материала над вторым. В частности, хемосорбент:
- демонстрирует более высокую степень фильтрации при малых и средних концентрациях вещества, находящуюся в пределах 96…100%. При этом показатели для жидкостей варьируют в пределах от 0,01 до 10 мг на литр, а для воздуха — от 0,1 до 500 мг на 1 м³;
- выпускается в широком ассортименте от штапельного волокна до пряжи, ткани, нетканых материалов и т. п., что позволяет выбирать оптимальный вариант конструкции для тех или иных задач;
- обладает малым диаметром, что приводит к увеличению удельной поверхности волокон. Обычно диаметр находится в пределах от 5 до 50 мкм, что создает удельную поверхность волокна от 0,5 до 10 м³/г. В то же время гранульные иониты имеют показатель 0,1 м²/г;
- показывает повышенную скорость сорбции, обычно на порядок выше (в 11–20 раз). В результате появляется возможность осуществлять процесс в крайне небольших сорбирующих слоях;
- в условиях динамичной очистки обменная емкость достигает 50–90% при любой концентрации поглощаемых веществ;
- имеет большую контакторную поверхность (до 80 м²/м³) и удельную фильтрующую поверхность (до 30 м²/м);
- показывает пониженное гидро- и аэродинамическое сопротивление в фильтрующем слое;
- позволяет производить сорбцию-генерацию практически непрерывно;
- помимо ионнобменной очистки, с успехом выполняет механическую фильтрацию;
- обладает энергоэффективными показателями и минимально возможным водопотреблением при очистке жидкостей и газов;
- используется в сухих фильтрах для очистки воздуха от микроскопически малых концентраций вредных веществ (1…5 мг/м³), в том числе токсичных и агрессивных;
- срок работы фильтра, в зависимости от интенсивности, начинается от 90 дней и достигает года;
- удобное конструкционное исполнение — элементы выполнены в виде гофрированных элементов или карманных фильтров.
Данный вид оборудования применяется в системах вентиляции «чистых комнат», обустраиваемых на производстве электроники и в фармацевтике. Доступен в приточном и рециркуляционном вариантах.
Сорбционноактивные волокнистые фильтроматериалы
Сорбент имеет исполнение в виде нетканого гидрофобного материала — полипропилена. При этом в термопластичном полимере не используются связующие компоненты. Обычно выпускается в виде белого холста различного размера:
- 900 × 3000 мм;
- 700 × 2000 мм.
Плотность материала находится в пределах от 10 до 25 кг на 1 м³, толщина — от 10 мм до 15 мм. Сорбционная емкость для продуктов нефтяной промышленности достигает 40 г/г (в зависимости от условий применения).
Уровень плавучести сорбента по нефтепродуктам превышает трое суток. При нахождении сорбента в воде до 10 суток его сорбционные возможности снижаются не более чем на 8%. Это происходит из-за избирательной гидрофобности материала, который впитывает только маслосодержащие и нефтесодержащие жидкости. При повышенном содержании нефтепродуктов сорбция занимает не более 60 секунд.
Водопоглощение не превышает 0,1 г/г (нефть) после 10-суточного пребывания сорбента в воде.
Уровень регенерации позволяет извлекать до 90% в первом цикле, и до 70% — в последующих циклах, при использовании промывки бензином показатель увеличивается до 95%. Способ извлечения — отжим. Минимальное количество циклов — не менее 10. При отсутствии попадания на материал прямых солнечных лучей время его хранения не имеет ограничений.
Сорбент имеет широкий спектр применения. С его помощью производится адсорбция веществ с содержанием углеводородов на жидких и твердых поверхностях, находящихся в широком температурном диапазоне. В том числе его применяют для сбора нефтесодержащих продуктов при возникновении аварий и ЧС, для уборки производственных помещений, в процессе нефтедобычи и нефтепереработки.