Лако-красочные материалы — производство

В процессе обезжиривания одежды на большинстве совре­менных машин весьма важной операцией является фильтрация загрязненного растворителя.

При обезжиривании одежды в растворитель переходят различные виды загрязнений (пигментные, жировые, водораст­воримые и т. д.). В машинах химической чистки очистка заг­рязненного растворителя производится путем фильтрации и дистилляции (перегонки).

Процесс дистилляции растворителя сложнее, требует боль­шого расхода тепла и воды; при дистилляции неизбежны поте­ри растворителя.

Сокращение количества дистилляций дает не только эконо­мию растворителя, тепла и воды, но позволяет также повысить производительность оборудования.

Фильтрацию проводят при непрерывной циркуляции раство­рителя через фильтры различных типов. Для улучшения про­цесса фильтрации на поверхность фильтров наносят слой фильтровального порошка. Этот слой удерживается на поверх­ности фильтра за счет давления, создаваемого насосом. Взве­шенные частицы загрязнений оседают в порах фильтровально­го слоя и на его поверхности.

Однако в грязном растворителе, кроме взвешенных частиц загрязнений, имеются также жирные кислоты, красящие и дру­гие вещества, которые проходят через фильтровальный слой, так как фильтровальные порошки обладают слабой адсорбционной способностью (емкостью). Для адсорбирования этих загрязне­ний к фильтровальным порошкам добавляют различные адсор­бенты и, в частности, активированный уголь.

Специальные фильтровальные порошки для фабрик хими­ческой чистки производятся в США, Чехословакии, Югославии, Венгрии и других странах. На отечественных фабриках хими­ческой чистки в основном применяют порошок ЗП-200, а также порошок специаль-2 (Чехословакия).

Фильтровальный порошок ЗП-200 представляет собой из­мельченную горную породу Зикеевского месторождения (по­мол 200). По данным технических условий (СТУ—57—64) хи­мический состав этого порошка следующий, %:

1) активной кремниевой кислоты содержится от 23 до 33;

2) общее содержание, %:

Окись кремния……………………. 70—85

Окислы алюминия…. 5,63—9,14

» железа……………………….. 2,50—4,82

» кальция……………………… 0,60—2,5

» магния…… 0,90—1,55

По внешнему виду ЗП-200 представляет собой тонкодис­персный порошок от светло-серого до светло-желтого цвета; объемный вес от 0,59 г/см3 и менее, содержание влаги не бо­лее 3—4%. Тонкость помола должна быть такой, чтобы в ре­зультате просева через сито № 003 по ГОСТ 6613—55 остаток на нем был не более 10%. Частиц размером 0,05жж и менее должно быть от 80 до 93%. Так как фильтровальные порошки обладают повышенной адсорбционной способностью по отноше­нию к парам различных веществ (влаги, кислот и др.), их нуж­но хранить в сухих помещениях в закрытой таре.

Как показали эксперименты, проведенные НИТХИБом, фильтровальный порошок ЗП-200 не уступает чехословацкому порошку специаль-2, но и превосходит его по ряду качествен­ных показателей.

Очень важным показателем является степень дисперсности порошка, так как чем меньше частицы самого порошка, тем бо­лее мелкие частицы загрязнений они могут задерживать.

В порошке ЗП-200 частиц размером 0,05Мм и менее содер­жится до 93,19%, в то время, как в порошке специаль-2 — до 73,47%.

В процессе фильтрации частицы порошка поглощают влагу и увеличиваются в объеме. Чем больше частицы порошка уве­личиваются в объеме (набухают), тем меньше становится сте­пень дисперсности. Установлено, что частицы порошка ЗП-200 увеличиваются в объеме в 2,5 раза, а частицы порошка специ­аль-2 — в 4,5 раза.

На основании лабораторных и производственных испытаний были разработаны технические требования к фильтровальным порошкам, применяемым при обезжиривании одежды на пред­приятиях химической чистки, которые (по данным НИТХИБ) заключаются в следующем.

1. Содержание влаги в порошке по отношению к первона­чальному весу не должно превышать 3—4%.

2. Количество осевшего на фильтре порошка при непрерыв­ной циркуляции растворителя через 3Мин должно состав­лять 90%.

3. Порошки должны иметь полидесперсный состав; частиц размером 0,05 мм и менее должно быть от 80 до 93%.

4. Порошки дожны обладать хорошей фильтрующей спо­собностью.

5. Порошки должны обладать хорошей адсорбционной спо­собностью в отношении жирных кислот и красителей.

Активированным углем называется уголь с высокой адсорб­ционной способностью. Это пористый адсорбент, скелет которо­го состоит из сеток шестичленных углеродных колец, менее упорядоченных, чем в графите, и ковалентно связанных с углеродными радикалами, водородом, а иногда и с кислоро­дом. Активированные угли хорошо адсорбируют углеводороды и их производные, хуже—аммиак, низшие спирты и особенно плохо воду. Активированные угли обладают неоднородной по­верхностью и высокой пористостью. У активированных углей имеются микропоры размером 1—2 нм с сильноразвитой удель­ной поверхностью (до 100 м2/г)у поры размером 5—50 нм с по­верхностью 100 м2/г и макропоры размером более 100 нм и ма­лой удельной поверхностью 1 м21г. Макропоры служат как бы транспортными каналами, подводящими молекулы адсорбируе­мого вещества к внутренним частям зерен активированного угля; в порах средних размеров (5—50 нм) происходит адсорб­ция групп молекул (полимолекулярная адсорбция) и капилляр­ная конденсация паров и, наконец, наиболее сильная адсорб­ция идет в микропорах.

Различают два типа активированных углей: тонкопористые с сильно повышенным адсорбционным потенциалом в порах и широкопористые с порами, размеры которых приближаются к 5—50 нм.

Активность угля в значительной мере зависит, помимо ис­ходного вещества, также от способа приготовления. Активиро­ванные угли получают путем удаления из угля-сырца смолистых веществ и увеличения количества пор.

Это производят следующим образом: на основе ископаемых или древесных углей получают карбонизированные гранулы, которые затем активируют при высоких температурах действием газов-окислителей (перегретые пары НгО, С02 и др.) и размель­чают. Различные органические материалы, например древесную массу, пропитывают активирующими солями (ZnCh, K2S и др.), а затем обугливают без доступа воздуха, и полученный уголь промывают водой.

Весьма тонкопористые угли могут быть получены при тер­мическом разложении некоторых полимеров, например поливи — нилиденхлорида (сарановые угли). На фабриках химической чистки активированные угли применяют в индивидуальных или групповых адсорберах для улавливания и возвращения в про­изводство паров три — или перхлорэтилена, содержащихся в воз­духе при проветривании одежды в обезжиривающей машине.

При этом достигается экономия ценных хлорированных рас­творителей и хорошо очищается воздух, выбрасываемый в атмо­сферу. Кроме того, НИТХИБ рекомендует добавлять к фильтро­вальному порошку ЗП-200 активированные угли (уголь освет­ляющий древесный марки А — щелочной; уголь активный КАД — молотый; уголь активный рекуперационный АР-3) в ко­личестве 2—5% от веса порошка. Такая смесь при фильтрации загрязненного растворителя увеличивает процент адсорбции жирных кислот и лучше обесцвечивает окрашенный раствори­тель. Отечественная промышленность выпускает различные марки активированных углей: АГ-Н (ТУ 1—7—63), С (ВТУ АУ—104— 57), БАУ (ГОСТ 6217—52), гранулированный АГ-3 (ТУ Д2ГУ—3—312—60), гранулированный СКТ (ТУ Д2ГУ—314— 60), для элементной промышленности (ТУ МХП 3136—52), дре­весный молотый МД (МРТУ 6—01—625—63), КАД мелкий (ВТУ—2ГУ 25—46), КАД молотый (МРТУ 6—01—612—63), КАД йодный (МРТУ 6—01—611—63), рекуперационный АР-3 (ГОСТ 8703—58), осветляющий древесный (ГОСТ 4453—48).

Рассмотрим некоторые марки активированных углей.

Древесный молотый марки МД получают обработкой древесного угля водяным паром при высокой температуре; содержание общей золы не более 10%, влажность не более 10%, остаток на сите № 01 не более 5%; упаковывают в бумаж­ные мешки, хранят в закрытых помещениях. Применяют для ос­ветления загрязненных и окрашенных растворов, а также для извлечения различных веществ из растворов и газо-паро-воз — душных смесей.

КАД молотый — продукт обработки специальных сортов ка­менного угля и полукокса водяным паром при высокой темпера­туре с последующим размолом, остаток на сите № 01 не более 5%, влажность не более 10%, сорбционная активность по йоду через 30 мин при взбалтывании должна быть не менее 80%. Упаковывают в бумажные мешки, срок хранения 3 года.

Рекуперационный АР-3 — твердые цилиндрические гранулы, изготовленные путем прессования каменноугольной пыли и дре­весной смолы с последующей обработкой в специальных про­мышленных печах. Количество зерен размером 2,75—5,5 мм — Не менее 83,0%, механическая прочность продукта’ на истира­ние— не менее 90,0%, насыпная масса — не менее 600 г/л, Влажность — не более 10%. Уголь упаковывают в трех — или четырехслойные бумажные мешки или стальные барабаны ем­костью не более 50 кг, хранить продукт необходимо в сухих помещениях.

Уголь осветляющий древесный получается при активиза­ции древесного угля-сырца водяным паром при высокой тем­пературе с последующим измельчением в мелкий порошок. Выпускается трех марок (табл. 6):