Способ получения продукта для регенерации воздуха


 


Владельцы патента RU 2538898:

Открытое акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" (ОАО "Корпорация "Росхимзащита") (RU)

Изобретение относится к способам получения продуктов для регенерации воздуха, используемых как в коллективных системах регенерации воздуха, так и в индивидуальных дыхательных аппаратах на химически связанном кислороде. Способ получения продукта для регенерации воздуха заключается во взаимодействии стабилизированного сульфатом магния раствора пероксида водорода и гидроксидов натрия и калия с последующим нанесением полученного щелочного раствора пероксида водорода на индифферентную пористую волокнистую матрицу и дегидратацией жидкой фазы на матрице. В стабилизированный сульфатом магния щелочной раствор пероксида водорода после добавления гидроксидов натрия и калия вводят галогениды щелочных или щелочно-земельных металлов при мольном соотношении гидроксид калия/галогенид щелочного металла равном 13-115. При этом в качестве галогенидов щелочных или щелочно-земельных металлов используют хлориды лития, натрия, калия, магния, кальция или их смесь. Продукт обладает улучшенными эксплуатационными характеристиками при его использовании в системах жизнеобеспечения человека. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 9 пр.

 

Изобретение относится к способам получения продуктов для регенерации воздуха, используемых как в коллективных системах регенерации воздуха, так и в индивидуальных дыхательных аппаратах на химически связанном кислороде (системы жизнеобеспечения человека).

Известен способ получения продукта для регенерации воздуха [патент РФ №2456046, МПК A62D 9/00, 2012 г.], заключающийся во взаимодействии раствора пероксида водорода и гидроксида калия с последующим нанесением полученного щелочного раствора пероксида водорода на индифферентную пористую волокнистую матрицу и дегидратацией жидкой фазы на матрице. В исходный раствор пероксида водорода перед добавлением гидроксида калия последовательно вводят необходимое количество сульфата магния и гидроксида натрия. Сульфат магния выступает в качестве стабилизатора, замедляющего процесс распада пероксидных продуктов полученного щелочного раствора пероксида водорода. Мольное соотношение исходных компонентов должно составлять следующие величины: H2O2/MgSO4=492-650; H2O2/NaOH=8,0-58,0; H2O2/KOH=1,60-1,88. При этом гидроксид калия вводят в раствор не менее чем через 30 минут после введения гидроксида натрия. Для снижения скорости процесса распада пероксида водорода добавление гидроксидов натрия и калия проводят таким образом, чтобы температура жидкой фазы не превышала 50°C. Дегидратацию пропитанной исходным раствором индифферентной пористой волокнистой матрицы осуществляют либо сушкой в вакууме при 30-150°C или в потоке осушенного декарбонизированного воздуха либо инертного газа, выступающих в качестве сушильного агента, при атмосферном давлении при температуре 60-220°C.

Однако продукт для регенерации воздуха, полученный известным способом, характеризуется недостаточно эффективным использованием ресурса при его эксплуатации в системах регенерации воздуха.

Это обусловлено следующими факторами. Во-первых, при получении продукта для регенерации воздуха из-за высокой вязкости щелочного раствора пероксида водорода достаточно сложно равномерно нанести его на индифферентную пористую волокнистую матрицу, что приводит к неоднородному распределению активных компонентов продукта для регенерации воздуха (пероксидные соединения щелочных металлов) по поверхности матрицы. Это, в свою очередь, приводит к неравномерной отработке продукта для регенерации воздуха при его эксплуатации в системах жизнеобеспечения, что негативно сказывается на такие важные эксплуатационные характеристики, как время защитного действия, степень отработки по кислороду и диоксиду углерода. Из-за неравномерного распределения активных центров (пероксидных соединений щелочных металлов) на матрице существует вероятность прохождения регенерируемого воздуха по пути наименьшего сопротивления мимо активных центров, т.е. продукт для регенерации воздуха не будет выполнять своего прямого назначения, что чревато угрозой для здоровья и даже жизни человека.

Во-вторых, продукт для регенерации воздуха, полученный известным способом, характеризуется недостаточно высокой скоростью процесса хемосорбции диоксида углерода при его использовании в системах регенерации воздуха. Этот недостаток особенно отчетливо проявляется при эксплуатации систем жизнеобеспечения человека, снаряженных указанным продуктом для регенерации воздуха, в режиме высоких нагрузок, требующих быстрого удаления из газовой фазы значительного количества диоксида углерода. Низкие скорости поглощения диоксида углерода приводят к его накоплению в регенерируемом газе, что может крайне негативно сказаться не только на физическом состоянии пользователя системами СЖО (система жизнеобеспечения), но и представлять серьезную опасность для его жизни.

Недостаточно высокая скорость процесса поглощения диоксида углерода обусловлена следующим. Механизм процесса химической регенерации воздуха продуктами на основе надпероксида калия заключается во взаимодействии надпероксида калия с водяным паром, приводящем к образованию кислорода и гидроксида калия, который дальше взаимодействует с гидратированным диоксидом углерода с образованием карбоната калия и воды:

2KO2+H2O→2KOH+1,5O2+Q

CO2+H2O=H2CO3

2KOH+CO2→K2CO3+H2O+Q

Данный процесс можно представить последовательностью следующих стадий:

- внешняя диффузия реагентов через газовый (пограничный) слой к поверхности гранул продукта для регенерации воздуха;

- внутренняя диффузия (в порах);

- взаимодействие надпероксида калия с водяным паром, в результате чего выделяется кислород и происходит образование поверхностной пленки жидкой фазы;

- диффузия и растворение сорбата в водном растворе поверхностной пленки с ионизацией молекул диоксида углерода;

- химическое взаимодействие ионизированных молекул диоксида углерода с ионами K+, имеющимися в поверхностной водной пленке;

- продвижение зоны реакций вглубь гранул продукта для регенерации воздуха за счет растворения массы надпероксида калия;

- образование слоя карбоната калия.

Образующийся на последней стадии слой карбоната калия затрудняет дальнейшее растворение диоксида углерода и его диффузию к активной реакционной зоне продукта для регенерации воздуха.

Кроме того, затуханию процесса регенерации воздуха, как следует из приведенных уравнений, на завершающей стадии способствует и обезвоживание реагирующей системы за счет уноса воды потоком очищаемого газа и выделяющегося кислорода.

Задачей изобретения является получение продукта для регенерации воздуха, равномерно нанесенного на пористую индифферентную матрицу.

Технический результат заключается в улучшении эксплуатационных свойств продукта для регенерации воздуха при его использовании в системах регенерации воздуха.

Технический результат достигается тем, что в способе получения продукта для регенерации воздуха, включающем смешение стабилизированного сульфатом магния пероксида водорода с гидроксидами натрия и калия, нанесение полученного щелочного раствора пероксида водорода на индифферентную пористую волокнистую матрицу и последующую дегидратацию жидкой фазы на матрице, в стабилизированный сульфатом магния раствор пероксида водорода после добавления гидроксидов натрия и калия вводят галогениды щелочных и/или щелочно-земельных металлов при мольном соотношении гидроксид калия/галогенид щелочного и/или щелочно-земельного металла (KOH/MeHal) равном 13-115. При этом нанесение полученного щелочного раствора пероксида водорода на индифферентную пористую волокнистую матрицу следует проводить не менее чем через 10÷15 минут после введения галогенидов щелочных или щелочно-земельных металлов.

Предпочтительно в качестве галогенидов щелочных или щелочно-земельных металлов используют хлориды лития, натрия, калия, магния, кальция или их смесь.

Введение в щелочной раствор пероксида водорода галогенидов щелочных/щелочно-земельных металлов и последовательность смешения компонентов позволяет получить продукт для регенерации воздуха с улучшенными эксплуатационными свойствами (время защитного действия, степень отработки по кислороду и диоксиду углерода, высокая кинетика процесса хемосорбции диоксида углерода).

Это обусловлено следующими факторами. Во-первых, при введении в щелочной раствор пероксида водорода галогенидов щелочных или щелочно-земельных металлов снижается вязкость приготавливаемого раствора, что способствует более равномерному нанесению его на индифферентную матрицу (нанесение полученного щелочного раствора пероксида водорода на индифферентную пористую матрицу следует проводить не менее чем через 10÷15 минут после введения галогенидов щелочных или щелочно-земельных металлов, т.е. когда введенные в жидкую фазу ионы, обеспечивающие снижение вязкости раствора, достаточно равномерно распределятся по всему объему жидкой фазы. Добавление всех указанных компонентов и экспозицию полученного щелочного раствора пероксида водорода в течение указанного времени проводят при интенсивном механическом перемешивании жидкой фазы). Как следствие этого, активные центры, на которых происходят химические процессы (пероксидных соединений щелочных металлов), также более равномерно распределены на матрице, что, в свою очередь, приводит к более полной отработке продукта для регенерации воздуха при его эксплуатации. За чет этого повышаются такие важные эксплуатационные характеристики систем жизнеобеспечения, как время защитного действия, степень отработки по кислороду и диоксиду углерода.

Во-вторых, присутствие в поверхностной пленке водного щелочного раствора, образующейся на поверхности продукта для регенерации воздуха, галогенидов щелочных или щелочно-земельных металлов также приводит к снижению ее вязкости, что приводит к усилению диффузионных процессов в жидкой фазе и повышению растворимости реагирующих веществ в водном растворе поверхностной пленки. За счет этого повышается кинетика процесса хемосорбции диоксида углерода продуктом для регенерации воздуха. Кроме того, наличие в поверхностной пленке водного раствора щелочного раствора на поверхности гранул продукта для регенерации воздуха и в порах матрицы галогенид-компонентов (ионов), которые являются гигроскопичными добавками и способны удерживать молекулы воды, предохраняет реакционную зону от чрезмерной дегидратации. В результате повышается степень отработки по диоксиду углерода продукта для регенерации воздуха.

Способ получения продукта для регенерации воздуха осуществляют следующим образом. Готовят исходный щелочной раствор пероксида водорода, для чего в раствор пероксида водорода с концентрацией от 50 до 85% массовых при интенсивном перемешивании последовательно вводят сульфат магния, гидроксид натрия и гидроксид калия. После добавления гидроксидов натрия и калия в жидкую фазу вводят галогениды щелочных или щелочно-земельных металлов. Мольное соотношение исходных компонентов должно составлять следующие величины: пероксид водорода/сульфат магния (H2O2/MgSO4)=492-650; пероксид водорода/гидроксид натрия (H2O2/NaOH)=8,0-58,0; пероксид водорода/гидроксид калия (H2O2/KOH)=1,60-1,88; гидроксид калия/галогенид щелочного/щелочно-земельного металла (KOH/MeHalx)=13-115. Для снижения кинетики процесса распада пероксида водорода добавление гидроксидов натрия и калия проводят таким образом, чтобы температура жидкой фазы не превышала 50°C. Полученный таким образом щелочной раствор пероксида водорода не менее чем через 10÷15 минут после введения галогенидов щелочных или щелочно-земельных металлов равномерно наносят на индифферентную пористую волокнистую матрицу необходимых геометрических размеров любым известным способом (например, пропитка, аэрозольное напыление и др.) и проводят дегидратацию. Дегидратацию пропитанной исходным раствором пористой волокнистой матрицы осуществляют либо сушкой в вакууме при 30-150°C или в потоке осушенного декарбонизированного воздуха либо инертного газа, выступающих в качестве сушильного агента, при атмосферном давлении при температуре 60-220°C. Декарбонизация сушильного агента проводится с помощью любого поглотителя диоксида углерода. Обезвоживание сушильного агента можно осуществлять, пропуская его через регенерируемые поглотители воды типа цеолита, силикагеля и др. По окончании дегидратации готовый продукт для регенерации воздуха помещают в герметичный контейнер.

В примерах 1-9 приведены данные о получении заявляемым способом продукта для регенерации воздуха.

Пример 1.

К 9,9 л водного 50% раствора пероксида водорода при непрерывном перемешивании добавляют 42,4 г сульфата магния (H2O2/MgSO4=492) и 133,4 г 90% гидроксида натрия (H2O2/NaOH=58). Примерно через 30 минут после равномерного распределения всех введенных компонентов по объему жидкой фазы добавляют 6,22 кг твердого 90% гидроксида калия (H2O2/KOH=1,74). Добавление KOH производят таким образом, чтобы температура жидкой фазы не превышала 50°C. Затем в жидкую фазу вводят 64,8 г хлорида калия (KOH/MeHal=115) и осуществляют ее экспозицию в течение 10 минут при непрерывном перемешивании. Далее полученный щелочной раствор пероксида водорода, по мере технологической надобности, на протяжении производственной смены (8 часов) равномерно наносят на индифферентную пористую волокнистую матрицу необходимых геометрических размеров аэрозольным напылением и проводят дегидратацию. Дегидратацию жидкой фазы на матрице осуществляют сушкой в вакууме при 30-90°C и остаточном давлении 0,95 атм. Получают 6,87 кг продукта, содержащего 74,57% KO2, 15,49% KOH, 1,17% Na2O2, 0,38% NaOH, 4,18% H2O, 0,81% KCl, 0,54% MgSO4 и 2,86% г матрицы.

Пример 2.

К 9,55 л водного 50% раствора пероксида водорода при непрерывном перемешивании добавляют 40,2 г сульфата магния (H2O2/MgSO4=525) и 356 г 90% гидроксида натрия (H2O2/NaOH=21). Примерно через 30 минут после равномерного распределения всех введенных компонентов по объему жидкой фазы в полученный раствор добавляют 6,22 кг твердого 90% гидроксида калия (H2O2/KOH=1,68). Добавление KOH производят таким образом, чтобы температура жидкой фазы не превышала 50°C. Затем в жидкую фазу вводят 71,3 г хлорида натрия (KOH/MeHal=82) и осуществляют ее экспозицию в течение 11 минут при непрерывном перемешивании. Далее полученный щелочной раствор пероксида водорода по мере технологической надобности на протяжении производственной смены (8 часов) равномерно наносят пропиткой на индифферентную пористую волокнистую матрицу необходимых геометрических размеров и проводят дегидратацию. Дегидратацию жидкой фазы на матрице осуществляют сушкой в вакууме при 30-90°C и остаточном давлении 0,95 атм. Получают 7,34 кг продукта, содержащего 69,57% KO2, 16,92% KOH, 2,98% Na2O2, 0,73% NaOH, 5,24% H2O, 1,06% NaCl, 0,51% MgSO4 и 2,99% г матрицы.

Пример 3.

К 9,77 л водного 50% раствора пероксида водорода при непрерывном перемешивании добавляют 37,6 г сульфата магния (H2O2/MgSO4=551) и 534 г 90% гидроксида натрия (H2O2/NaOH=14,3). Примерно через 30 минут после равномерного распределения всех введенных компонентов по объему жидкой фазы в полученный раствор добавляют 6,22 кг твердого 90% гидроксида калия (H2O2/KOH=1,72). Добавление KOH производят таким образом, чтобы температура жидкой фазы не превышала 50°C. Затем в жидкую фазу вводят 229,3 г хлорида магния (KOH/MeHal=41) и осуществляют ее экспозицию в течение 12 минут при непрерывном перемешивании. Далее полученный щелочной раствор пероксида водорода по мере технологической надобности на протяжении производственной смены (8 часов) равномерно наносят на индифферентную пористую волокнистую матрицу необходимых геометрических размеров аэрозольным напылением и проводят дегидратацию. Дегидратацию жидкой фазы на матрице осуществляют сушкой в потоке осушенного и декарбонизованного воздуха при температуре 200°C. Получают 7,86 кг продукта, содержащего 66,33% KO2, 16,37% KOH, 4,22% Na2O2, 1,65% NaOH, 4,74% H2O, 3,21% MgCl2, 0,47% MgSO4 и 3,01% г матрицы.

Пример 4.

К 4,85 л водного 85% раствора пероксида водорода при непрерывном перемешивании добавляют 33 г сульфата магния (H2O2/MgSO4=602) и 712 г 90% гидроксида натрия (H2O2/NaOH=10,34). Примерно через 30 минут после равномерного распределения всех введенных компонентов по объему жидкой фазы в полученный раствор добавляют 6,22 кг твердого 90% гидроксида калия (H2O2/KOH=1,66). Добавление КОН производят таким образом, чтобы температура жидкой фазы не превышала 50°C. Затем в жидкую фазу вводят 317,1 г хлорида кальция (KOH/MeHal=35) и осуществляют ее экспозицию в течение 12 минут при непрерывном перемешивании. Далее полученный щелочной раствор пероксида водорода по мере технологической надобности на протяжении производственной смены (8 часов) равномерно наносят на индифферентную пористую волокнистую матрицу необходимых геометрических размеров аэрозольным напылением и проводят дегидратацию. Дегидратацию жидкой фазы на матрице осуществляют сушкой в потоке осушенного и декарбонизованного воздуха при температуре 150°C. Получают 8,07 кг продукта, содержащего 68,83% KO2, 12,14% KOH, 6,06% Na2O2, 1,51% NaOH, 4,21% H2O, 3,96% CaCl2, 0,39% MgSO4 и 2,90% матрицы.

Пример 5.

К 9,55 л водного 50% раствора пероксида водорода при непрерывном перемешивании добавляют 40,2 г сульфата магния (H2O2/MgSO4=525) и 356 г 90% гидроксида натрия (H2O2/NaOH=21). Примерно через 30 минут после равномерного распределения всех введенных компонентов по объему жидкой фазы в полученный раствор добавляют 6,22 кг твердого 90% гидроксида калия (H2O2/KOH=1,68). Добавление KOH производят таким образом, чтобы температура жидкой фазы не превышала 50°C. Затем в жидкую фазу вводят 75,9 г хлорида лития (KOH/MeHal=56) и осуществляют ее экспозицию в течение 11 минут при непрерывном перемешивании. Далее полученный щелочной раствор пероксида водорода по мере технологической надобности на протяжении производственной смены (8 часов) равномерно наносят пропиткой на индифферентную пористую волокнистую матрицу необходимых геометрических размеров и проводят дегидратацию. Дегидратацию жидкой фазы на матрице осуществляют сушкой в вакууме при 30-90°C и остаточном давлении 0,95 атм. Получают 7,39 кг продукта, содержащего 69,61% KO2, 16,93% KOH, 2,98% Na2O2, 0,74% NaOH, 5,12% H2O, 1,11% LiCl, 0,52% MgSO4 и 2,99% г матрицы.

Пример 6.

К 9,1 л водного 50% раствора пероксида водорода при непрерывном перемешивании добавляют 29,6 г сульфата магния (H2O2/MgSO4=650) и 890 г 90% гидроксида натрия (H2O2/NaOH=8,0). Примерно через 30 минут после равномерного распределения всех введенных компонентов по объему жидкой фазы в полученный раствор добавляют 6,22 кг твердого 90% гидроксида калия (H2O2/KOH=1,60). Добавление КОН производят таким образом, чтобы температура жидкой фазы не превышала 50°C. Затем в жидкую фазу вводят 137,5 г хлорида калия и 158 г хлорида натрия (KOH/MeHal=22) и осуществляют ее экспозицию в течение 13 минут при непрерывном перемешивании. Далее полученный щелочной раствор пероксида водорода по мере технологической надобности на протяжении производственной смены (8 часов) равномерно наносят пропиткой на индифферентную пористую волокнистую матрицу необходимых геометрических размеров и проводят дегидратацию. Дегидратацию жидкой фазы на матрице осуществляют сушкой в вакууме при 30-50°C и остаточном давлении 0,95 атм. Получают 8,28 кг продукта, содержащего 57,56% KO2, 20,34% KOH, 6,31% Na2O2, 3,14% NaOH, 5,94% H2O, 1,77% KCl, 1,98% NaCl, 0,29% MgSO4 и 2,67% матрицы.

Пример 7.

К 10,68 л водного 50% раствора пероксида водорода при непрерывном перемешивании добавляют 37,6 г сульфата магния (H2O2/MgSO4=600) и 1,11 кг 90% гидроксида натрия (H2O2/NaOH=15,0). Примерно через 30 минут после равномерного распределения всех введенных компонентов по объему жидкой фазы в полученный раствор добавляют 6,22 кг твердого 90% гидроксида калия (H2O2/KOH=1,88). Добавление KOH производят таким образом, чтобы температура жидкой фазы не превышала 50°C. Затем в жидкую фазу вводят 151,1 г хлорида лития и 222 г хлорида кальция (KOH/MeHal=18) и осуществляют ее экспозицию в течение 13 минут при непрерывном перемешивании. Далее полученный щелочной раствор пероксида водорода по мере технологической надобности на протяжении производственной смены (8 часов) равномерно наносят на индифферентную пористую волокнистую матрицу необходимых геометрических размеров аэрозольным напылением и проводят дегидратацию. Дегидратацию жидкой фазы на матрице осуществляют сушкой в потоке осушенного и декарбонизованного воздуха при температуре 220°C. Получают 8,50 кг продукта, содержащего 60,52% KO2, 15,68% KOH, 8,45% Na2O2, 2,44% NaOH, 5,42% H2O, 1,82% LiCl, 2,67% CaCl2, 0,41% MgSO4 и 2,59% матрицы.

Пример 8.

К 4,85 л водного 85% раствора пероксида водорода при непрерывном перемешивании добавляют 33 г сульфата магния (H2O2/MgSO4=602) и 712 г 90% гидроксида натрия (H2O2/NaOH=10,34). Примерно через 30 минут после равномерного распределения всех введенных компонентов по объему жидкой фазы в полученный раствор добавляют 6,22 кг твердого 90% гидроксида калия (H2O2/KOH=1,66). Добавление KOH производят таким образом, чтобы температура жидкой фазы не превышала 50°C. Затем в жидкую фазу вводят 199,3 г хлорида лития, 117 г хлорида натрия и 111 г хлорида кальция (KOH/MeHal=13) и осуществляют ее экспозицию в течение 15 минут при непрерывном перемешивании. Далее полученный щелочной раствор пероксида водорода по мере технологической надобности на протяжении производственной смены (8 часов) равномерно наносят на индифферентную пористую волокнистую матрицу необходимых геометрических размеров аэрозольным напылением и проводят дегидратацию. Дегидратацию жидкой фазы на матрице осуществляют сушкой в потоке осушенного и декарбонизованного воздуха при температуре 220°C. Получают 8,14 кг продукта, содержащего 67,70% KO2, 12,19% KOH, 6,01% Na2O2, 1,56% NaOH, 4,14% H2O, 5,38% MeHal, 0,28% MgSO4 и 2,74% матрицы.

Пример 9.

К 4,85 л водного 85% раствора пероксида водорода при непрерывном перемешивании добавляют 33 г сульфата магния (H2O2/MgSO4=602) и 712 г 90% гидроксида натрия (H2O2/NaOH=10,34). Примерно через 30 минут после равномерного распределения всех введенных компонентов по объему жидкой фазы в полученный раствор добавляют 6,22 кг твердого 90% гидроксида калия (H2O2/KOH=1,66). Добавление KOH производят таким образом, чтобы температура жидкой фазы не превышала 50°C. Затем в жидкую фазу вводят 66,6 г хлорида кальция и 61,75 хлорида магния (KOH/MeHal=80) и осуществляют ее экспозицию в течение 15 минут при непрерывном перемешивании. Далее полученный щелочной раствор пероксида водорода по мере технологической надобности на протяжении производственной смены равномерно наносят на индифферентную пористую матрицу необходимых геометрических размеров, погружая матрицу в исходный раствор, и проводят дегидратацию. Дегидратацию жидкой фазы на матрице осуществляют сушкой в потоке осушенного и декарбонизованного воздуха при температуре 150°C. Получают 7,83 кг продукта, содержащего 70,94% KO2, 12,19% KOH, 6,12% Na2O2, 1,54% NaOH, 4,17% H2O, 1,73% MeCl2, 0,39% MgSO4 и 2,92% матрицы.

Продукт для регенерации воздуха, полученный по заявляемому способу, испытан в патроне изолирующего дыхательного аппарата на установке "Искусственные легкие" (ИЛ) при следующих условиях:

- легочная вентиляция 30,0±1 л/мин

- объемная подача диоксида углерода 1,0±0,03 л/мин

- влажность газовоздушной смеси, % 96-98

- потребление кислорода (отсос из установки) 1,14±0,05 л/мин

- частота дыхания 20±0,5 мин-1

- температура окружающей среды 20-25°C.

Объемы кислорода и диоксида углерода указаны при 10°C и 101,3 кПа, легочная вентиляция - при 37°C и 101,3 кПа. Для сравнения с продуктами, полученными заявляемым способом (примеры 1-9), в тех же условиях был испытан продукт для регенерации воздуха, изготовленный по методике, описанной в примере 5 патента РФ №2456046 (пример 10). Все продукты для регенерации воздуха имели форму пластин одинакового размера и плотности. Время защитного действия определяли как время от начала работы регенеративного продукта до того момента, когда концентрация CO2 в потоке газовоздушной смеси на линии "вдоха" установки "ИЛ" достигала 3%. Результаты испытаний представлены в таблице и на чертеже. На чертеже представлены кинетические кривые поглощения диоксида углерода различными продуктами для регенерации воздуха. Кривая 1 на чертеже характеризует кинетику поглощения CO2 продуктом для регенерации воздуха, полученным по способу, описанному в примере 5 патента РФ №2456046. Кривая 2 характеризует кинетику поглощения CO2 продуктом для регенерации воздуха по изобретению. Поскольку для всех продуктов для регенерации воздуха, изготовленных по примерам 1-9, разница количества поглощенного диоксида углерода в единицу времени не превышает 6%, на чертеже (кривая 2) представлено изменение среднего значения этого параметра.

Таблица
Результаты испытаний продуктов для регенерации воздуха на установке "Искусственные легкие".
Состав продукта Масса продукта, г Время защитного действия, с Количество поглощенного CO2, л Количество выделенного O2, л Степень однородности продукта для регенерации воздуха, %
По примеру 1 181 913 15,22 24,99 81
По примеру 2 180 934 15,57 25,81 84
По примеру 3 181 945 15,75 27,89 86
По примеру 4 179 966 16,10 28,54 88
По примеру 5 180 957 15,95 28,43 88
По примеру 6 181 929 15,48 26,12 89
По примеру 7 180 924 15,40 25,26 89
По примеру 8 181 909 15,15 24,86 88
По примеру 9 180 936 15,60 26,03 85
Продукт по патенту РФ №2456046 181 893 14,90 24,46 78

Степень однородности продукта для регенерации воздуха определяли как тождественность химического состава сегментов продукта для регенерации воздуха, определенного методами физико-химического анализа.

Как видно из представленных табличных и графических данных, продукт для регенерации воздуха, полученный по изобретению, более равномерно нанесен на пористую индифферентную матрицу за счет снижения из-за наличия галогенидов щелочных и щелочно-земельных металлов вязкости щелочного раствора пероксида водорода. По этой причине по таким важным эксплуатационным характеристикам, как время защитного действия и степень отработки по кислороду и диоксиду углерода, продукт для регенерации воздуха, полученный по изобретению, превосходит аналогичные показатели продукта по патенту РФ №2408403. Кроме того, обладает более высокими кинетическими параметрами процесса поглощения диоксида углерода в сравнении с продуктом по патенту РФ №2408403.

Перечисленные выше позитивные аспекты, связанные с процессом хемосорбции диоксида углерода, обусловлены наличием в продукте для регенерации воздуха галогенидов щелочных или щелочно-земельных металлов и способом их введения в продукт, что приводит к снижению вязкости поверхностной пленки водного раствора, образующейся на поверхности продукта для регенерации воздуха. Это, в свою очередь, приводит к усилению диффузионных процессов в жидкой фазе и повышению растворимости реагирующих веществ в водном растворе поверхностной пленки, т.е. повышает кинетику процесса хемосорбции диоксида углерода продуктом для регенерации воздуха.

1. Способ получения продукта для регенерации воздуха, включающий смешение стабилизированного сульфатом магния пероксида водорода с гидроксидами натрия и калия, нанесение полученного щелочного раствора пероксида водорода на индифферентную пористую волокнистую матрицу и последующую дегидратацию жидкой фазы на матрице, отличающийся тем, что в стабилизированный сульфатом магния раствор пероксида водорода после добавления гидроксидов натрия и калия вводят галогениды щелочных и/или щелочноземельных металлов при мольном соотношении гидроксид калия/галогенид щелочного и/или щелочноземельного металла (KOH/MeHal), равном 13-115, при этом нанесение полученного щелочного раствора пероксида водорода на индифферентную пористую волокнистую матрицу осуществляют не менее чем через 10-15 минут после введения галогенидов щелочных или щелочноземельных металлов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве галогенидов щелочных или щелочноземельных металлов используют хлориды лития, натрия, калия, магния, кальция или их смесь.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения метана из атмосферного диоксида углерода. Способ характеризуется тем, что используют механическую смесь термически регенерируемого сорбента - поглотителя диоксида углерода, который представляет собой карбонат калия, закрепленный в порах диоксида титана, и имеет состав: мас%: K2CO3 - 1-40, TiO2 - остальное до 100, и фотокатализатора для процесса метанирования или восстановления выделяемого в процессе регенерации диоксида углерода состава: мас.%: Pt≈0,1-5 мас.%, CdS≈5-20 мас.%, TiO2 - остальное до 100, содержание фотокатализатора в смеси составляет 10-50 мас.%.

Изобретение относится к области водоподготовки питьевой воды. Производят обжиг природного карбонатного сырья в высокоскоростном режиме со скоростью 25-30°C в минуту в течение 20-25 минут.
Изобретение относится к адсорбенту для очистки газов от хлора и хлористого водорода. Адсорбент содержит в мас.%: оксид цинка - 26,0-75,0; оксид магния - 1,5-6,0; оксид алюминия - 21-70.
Изобретение относится к области водоподготовки питьевой воды. Способ получения фильтрующей загрузки производственно-технологических фильтров для очистки воды включает измельчение осадочной горной породы и обжиг в высокоскоростном режиме.
Изобретение относится к получению сорбентов. Сорбент содержит сульфат кальция на носителе из фибриллированных целлюлозных волокон, содержащих не менее 95 мас.% волокон с длиной не более 1,20 мм и не менее 55 мас.% волокон с длиной не более 0,60 мм.
Изобретение относится к очистке газов от галогеносодержащих соединений. Предложен поглотитель хлористого водорода, содержащий 40,0-80,0% оксида цинка, 2,0-10,0 % оксида кальция и оксид алюминия.
Изобретение относится к сорбентам, применяемым в области охраны окружающей среды для очистки водной поверхности от нефтепродуктов с использованием магнитного поля.

Изобретение относится к области защиты окружающей среды. Предложен способ определения содержания в газообразной среде труднолетучих органических соединений, таких как полиароматические углеводороды, карбоновые кислоты, спирты, сложные эфиры, н-алканы-С15-30.

Группа изобретений относится к технологии получения адсорбента диоксида углерода. Способ получения адсорбента диоксида углерода на основе гидроксидов щелочных и/или щелочноземельных металлов включает соединение гидроксидов щелочных и/или щелочноземельных металлов с волокнистым материалом, формование адсорбента в виде листа и сушку.
Изобретение относится к сорбционной очистке воды. Предложен способ получения композиционного сорбента на основе карбоната и гидроксида магния.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в процессах очистки и утилизации дымовых газов теплоэнергетических установок ТЭС для снижения парникового эффекта окружающей атмосферы.
Изобретение относится к области химии и может быть использовано для каталитической очистки водородсодержащей газовой смеси от оксидов углерода. Способ каталитической очистки водородсодержащей газовой смеси от оксидов углерода, посредством их гидрирования до метана при пропускании смеси через слой гранул катализатора для процесса метанирования, содержащего никель и γ-А12O3, в интервале температуры 190°C-270°C, отличающийся тем, что очистку ведут также и в интервале температуры 156°C-190°C, причем способ осуществляют путем работы в первом интервале 156°C-190°C и/или во втором интервале 190°C-270°C температуры на катализаторе, содержащем никель в виде монокристаллитов NiO со средневыборочным размером, лежащим в диапазоне 2-3 нанометра, с концентрацией NiO 12,0-25,0 мас.% и γ-Аl2О3 - остальное.

Изобретение относится к способу очистки загрязненного щелочного раствора соли аминокислоты. Сначала в раствор соли аминокислоты вводят диоксид углерода, в результате чего выпадает в осадок карбонат или его соли, которые отфильтровывают.

Изобретение относится к устройству для регенерации поглотителя сероводорода и углекислого газа. Устройство содержит воздухонепроницаемый контейнер в качестве узла для хранения поглотителя, который хранит часть поглотителя, который поглощает CO2, содержащийся в отходящих газах, и узел нагрева, который нагревает поглотитель, узел распределения поглотителя, узел подачи водяного пара, узел извлечения компонента поглотителя, узел подачи сухого водяного пара, причем газообразную массу приводят в противоточный контакт с распределенным поглотителем.

Изобретение может быть использовано для абсорбции диоксида углерода из содержащей его газовой смеси, прежде всего из газообразных продуктов сгорания, из отходящих газов биологических процессов, процессов кальцинирования, прокаливания и других.

Изобретение относится к способам мембранного разделения газов для очистки топочных газов, образующихся при сжигании. Способ включает подачу первой части потока топочного газа для очистки на стадию абсорбционного улавливания двуокиси углерода, одновременную подачу второй части топочного газа вдоль входной поверхности мембраны, подачу потока продувочного газа, обычно воздуха, вдоль выходной поверхности, а затем возврат продувочного газа с проникшим веществом в топочную камеру.

Изобретение относится к газожидкостному контактному аппарату. Газожидкостный контактный аппарат для распыления жидкости сверху вниз в контактной колонне, в которой газ перемещается и проходит таким образом, что газ, перемещающийся снизу вверх, приходит в непосредственный контакт с жидкостью, указанный газожидкостный контактный аппарат содержит: пристеночные форсунки, расположенные вдоль поверхности стенки в контактной колонне для распыления жидкости внутри контактной колонны, и форсунки для диспергирования жидкости, расположенные внутри контура, образованного пристеночными форсунками в контактной колонне, для равномерного распыления жидкости внутри контактной колонны, при этом форсунки для диспергирования жидкости и пристеночные форсунки включают форсунки двух или более типов, которые используются в соответствии со скоростью потока газа.

Изобретение относится к удалению диоксида углерода и других загрязняющих веществ из потоков отходов посредством их абсорбции из концентрированных потоков. Способ отделения тяжелых металлов от воды в конденсате дымовых газов от процесса, в котором диоксид углерода удаляется из газового потока на электростанции, содержит получение хлоридной соли и смешивание ее с водой и/или паром, чтобы получить раствор.

Изобретение относится к способу получения палладиевого катализатора на носителе - оксиде алюминия - для низкотемпературного окисления оксида углерода. Предлагаемый способ включает приготовление пропиточного раствора путем растворения хлористого палладия в воде, пропитку носителя этим раствором, восстановление палладия формиатом натрия, отмывку водой пропитанного носителя до отрицательной реакции на хлор-ион и последующую сушку.
Изобретение относится к производству катализаторов для очистки отходящих промышленных газов от примесей оксида углерода и углеводородов и может быть использовано в области химической, нефтехимической и газовой промышленности.
Изобретение относится к области физиологии подводного плавания и может быть использовано с целью создания условий для жизнедеятельности подводников в период автономных походов подводных лодок (ПЛ).
Наверх