Сорбционный материал

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Ксенофонтов Михаил Александрович(72) Авторы Ксенофонтов Михаил Александрович Хатенко Александр Сергеевич Островская Людмила Евгеньевна Васильева Виктория Сергеевна(73) Патентообладатель Ксенофонтов Михаил Александрович(57) 1. Сорбционный материал на основе мелкопористого полиуретанового пенопласта,отличающийся тем, что он выполнен в виде изделия, представляющего собой сетчатый мешок с уложенными в него пластинами или крошкой из полужесткого пенопласта с кажущейся плотностью 8-12 кг/м 3 и размерами пор 0,3-1,2 мм. 2. Сорбционный материал по п. 1, отличающийся тем, что изделие выполнено в виде мата или ленты, или бона.(56) 1. Патентна изобретение 2108147, МПК 6 В 01 20/00, С 02 1/28, опубл. 10.04.98. 2. Патентна изобретение 2155, МПК 6 В 01 20/26, В 01 20/28, опубл. 30.06.98. 3. Патент 1787184 3, МПК 5 Е 02 В 15/04, опубл. 08.08.90 (прототип). Предлагаемая полезная модель относится к области охраны окружающей среды, в частности к материалам, используемым для очистки водной поверхности и грунта, сточных и ливневых вод, загрязненных нефтью и жидкими нефтепродуктами. В настоящее время в мире для этих цепей производится и используется более двух сотен различных материалов, так называемых сорбентов, которые подразделяют на неорганические (различные виды глин, диатомитовые породы, песок, цеолиты, туфы, пемза и т.п.), природные органические или органоминеральные (древесная щепа и опилки, модифицированный торф, высушенные зернопродукты, шерсть, макулатура), а также синтетические (формованный полиэтилен с полимерными наполнителями, полипропиленовые волокна, формуемые в нетканые рулонные материалы разной толщины, вспененные полимеры, в частности пенополиуретан. По своей структуре сорбционные материалы подразделяются на порошковые, волокнисто-пористые, комбинированные (состоящие из нескольких различных слоев) и т.п. Так, например, известны порошкообразные сорбенты для очистки водной поверхности и грунта от загрязнений нефтью и нефтепродуктами, включающие резиновый порошок,измельченное волокно, порошкообразный углеродный материал 1. Порошок высыпается на загрязненную поверхность, нефтепродукт превращается в желеобразную массу, которая может быть собрана и удалена. 35572007.06.30 Существенным недостатком порошкообразных сорбентов является очень низкие показатели поглощающей способности (около 2 г/г) и плавучести, что снижает их техникоэкономические показатели. Более перспективными являются волокнисто-пористые и комбинированные сорбенты,так как сбор порошковых сорбентов, после того как они впитали разлитые жидкие вещества, довольно трудоемкий процесс. Известен, например, абсорбирующий волокнисто-пористый материал плотностью 0,01-0,3 г/см 3 для сбора разливов сырой нефти или продуктов ее переработки, состоящий из хаотически расположенных волокон термопластического полимера диаметром 520 мкм, содержащий в своей структуре до 60 волокон, сформированных в жгуты и клубочки, образующие капилляры, за счет которых происходит дополнительное впитывание и удерживание жидкости 2. Недостатком такого материала является его низкая впитывающая способность, сложная технология его получения, большие затраты энергии (нагрев, плавление полимерного сырья, нагретый воздух). Известны синтетические сорбционные материалы на основе полиуретановых пенопластов. Наиболее близким к заявляемому сорбционному материалу является полиуретановый эластичный пенопласт, измельченный до частиц неправильной формы в виде объемных многоугольников, шаровых сегментов и секторов толщиной 2-3 мм и диаметром вписанной окружности в пределах 5-10 мм, который используется для очистки водной поверхности от нефти и жидких нефтепродуктов. Измельченный пенопласт наносится на водную поверхность, в том числе и с помощью летательных аппаратов (вертолетов, самолетов) 3. Недостатком данного сорбента является высокая кажущаяся плотность пенопласта 40 кг/м 3, низкая удерживающая способность, являющаяся следствием большого размера пор 0,4-3,2 мм, трудоемкость нанесения сорбента на поверхность воды. Задачей предлагаемой полезной модели является создание сорбционного материала для поглощения нефти и жидких нефтепродуктов с поверхности или объема воды и грунта с высокими технико-экономическими показателями, обеспечивающими возможность широкого применения его на практике. Поставленная задача достигается тем, что сорбционный материал на основе мелкопористого полиуретанового пенопласта по предлагаемому техническому решению выполнен в виде изделия, представляющего собой сетчатый мешок с уложенными в него пластинами или крошкой из полужесткого пенопласта с кажущейся плотностью 8-12 кг/м 3 и размерами пор 0,3-1,2 мм. Изделие может быть выполнено в виде мата или ленты, или бона. В таблице приведены сравнительные характеристики предлагаемого сорбционного материала. Показатели Кажущаяся плотность, кг/м 3 Размер пор, мм Сорбционная емкость, кг/кг по Величины для сорбентов предлагаемый эластичный ППУ сорбционный материал 8-12 20-25 0,3-1,2 0,4-3,2 35-45 50 60 50 35-45 50 60 50 2 5 35 2 1035572007.06.30 Сопоставительный анализ с прототипом показал, что предлагаемый сорбционный материал отличается от известного. Новый сорбционный материал представляет собой полужесткий пенопласт (по прототипу эластичный), с мелкими порами 0,3-1,2 мм (по прототипу 0,4-3,2 мм), обладает низкой кажущейся плотностью 8-12 кг/м 3 (по прототипу 40 кг/м 3). Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию новизна. Анализ известных сорбционных материалов для очистки поверхностей от нефти и жидких нефтепродуктов показал, что предлагаемое техническое решение обеспечивает высокие технологические параметры сорбционного материала (см. таблицу), а именно увеличение эффективности сбора нефти и жидких нефтепродуктов. Таким образом, технология сбора нефти и жидких нефтепродуктов за счет применения нового эффективного сорбционного материала приобретает более совершенные и новые свойства, что позволяет сделать вывод о соответствии решения критерию изобретательский уровень. Предлагаемый сорбционный материал может быть реализован следующим образом полиуретановый полужесткий пенопласт, полученный при свободном вспенивании в виде параллелепипеда, нарезается на пластины, которые затем укладываются одним слоем в сетчатые мешки. Пластины и крошка могут быть сформированы в виде изделий, например матов, бон, лент, фильтров. Кроме того, образующиеся при резке отходы неправильной формы в виде крошки, небольших пластин или полос, также упаковывают в сетчатые мешки. Упакованный таким образом сорбционный материал укладывается на водные поверхности или грунт, загрязненные нефтью или жидкими нефтепродуктами. Основная часть нефтепродукта, около 80-90 , поглощается сорбционным материалом в течение первых 15 минут. Сбор сорбционного материала с поглощенной жидкостью может быть осуществлен любым известным способом. Поглощенные сорбционным материалом нефтепродукты легко отделяются центрифугированием или отжимом. Выполненные операции с применением сорбционного материала обеспечивают получение регенерированной жидкости и сорбционного материала. Использование предлагаемого сорбционного материала в фильтрующих элементах позволяет производить очистку (доочистку) ливневых и промышленных сточных вод от нефтепродуктов до уровня ПДК. Предлагаемый сорбционный материал может быть использован для очистки водных поверхностей или грунта, любых территорий и акваторий от нефти и жидких нефтепродуктов. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3