Здавалка
Главная | Обратная связь

Известковый поглотитель углекислого газа



В нашей стране в качестве хемосорбента углекислого газа в РДА на сжатом кислороде используются только химический известковый поглотитель.

Основой известкового поглотителя является гидрат оксида кальция Ca(OH)2 или гашеная известь. Реакция поглощения углекислого газа этим веществом имеет следующий вид:

Ca(OH)2+СО2=СаСО32О+q. (6.2)

Это экзотермическая реакция, которая происходит с выделением одного моля на один моль углекислого газа, который поглощается в регенеративном патроне. Кроме того, выделяется часть влаги находящееся в поглотителе. В результате этого воздух, который прошел через регенеративный патрон, не только нагревается, но и увлажняется. Молярная теплота реакции по данным разных авторов составляет 80-115 кДж/моль СО2. температура в зоне реакции регенеративного патрона при нормальной температуре окружающей среды составляет 50-55 оС.

Реальный хемосорбент СО2 на основе известкового поглотителя углекислого газа представляет собой зернистый продукт белого или светло серого цвета, основные технические характеристики которого приведены таблице 6.1. Гранулы имеют цилиндрическую форму с диаметром около 4 миллиметров. Основную фракцию (90%) составляют гранулы размером от 2,8 до5,5 миллиметров.

В состав известкового поглотителя углекислого газа, кроме основного вещества, входят добавки: гидроксид натрия (4%) и вода (16-21 %).

 

Таблица 6.1 – технические характеристики известкового хим поглотителя ХПИ

Химический состав, % NaOH, от массы сухого вещества Н2О, от общей массы СО2, в составе технологических примесей, от общей массы, не больше Са(ОН)2 – основное вещество Размер зерен по фракциям, %: От 5,5 до 6,5 мм, не больше От 2,8 до 5,5 мм, не меньше От 1 до 2,8 мм, не больше Меньше 1, не больше   16 -21   другие   0,6
Насыпная масса, кг/дм3 0,85 – 0,95
Крепость на _____, %, не меньше
Сорбционные показатели: Стехеометрическая активность, л/кг Статическая активность, л/кг Полезная сорбционная ёмкость до проскока 1,5 % СО2, л/кг   210 – 215 125 - 150  

 

Едкий натрий повышает динамическую активность поглотителя при маленьких концентрациях углекислого газа в воздухе, который необходимо очистить, и будучи сильным гигроскопическим веществом, поддерживает необходимую влажность поглотителя.

Влага, находящаяся в хемосорбенте, способствует прохождению реакции поглощения углекислого газа, а увеличение или уменьшение содержания воды в поглотителе относительно нормы понижает его динамическую активность.

Кроме добавок, к известковому химпоглотителю относится как технологическая примесь некоторого количества карбоната кальция СаСО3, который является начальным продуктом во время производства гидрооксида кальция Са(ОН)2. карбонат кальция является также конечным продуктом реакции поглощения углекислого газа, а в связи с этим по мере отработки известкового химпоглотителя содержание СаСО3 в нем увеличивается . максималь допустимое содержание этого вещества в свежем поглотителе принимается после перерасчета на массу углекислого газа СО2, находящегося в нем, по отношению к общей массе поглотителя.

В отличие от других типов хемосорбентов СО2, известковый не ухудшает сорбционные качества после кратковременного пребывания на открытом воздухе. Это позволило в свое время перейти использованию в РДА регенеративных патронов, которые можно перезаряжать. Вследствие этого, после отработки регенеративные патроны заполняются свежим хемосорбентом непосредственно в подразделении.

Известковый химопоглотитель – довольно мощный сорбент в отношении образования пыли, которая в случае попадания в дыхательные пути могла бы вызвать их раздражение. Во время транспортирования заряженных аппаратов в регенеративных патронах все же таки образовывается незначительное количество пыли, но установка специального фильтра после патрона не обязательна.

Едкий натрий повышает динамическую активность поглотителя при маленьких концентрациях углекислого газа в воздухе, который необходимо очистить и, будучи сильно гигроскопическим, веществам, поддерживает необходимую влажность поглотителя.

Влага, которая находится в хемосорбенте, способствует похождению реакции поглощения углекислого газа, а увеличение или уменьшение содержания воды в поглотителе относительно нормы понижает его динамическую активность.

Кроме добавок, в известковый химопоглотитель входит как технологическая примесь некоторого количества карбоната кальция СаСО3, который является начальным продуктом во время производства гидроксила кальция Са (ОН)2. карбонат кальция является так же конечным продуктом реакции поглощения углекислого газа, а по этому по мере работы известкового химопоглотителя содержания СаСО3 в нем увеличивается. Максимально допустимое содержание этого вещества в свежем поглотителе принимается после перерасчета на массу углекислого газа СО2, который находится в нем по отношению к общей массе поглотителя.

В отличие от других типов хемосорбентов СО2 известковый не ухудшает качество после кратковременного пребывания на открытом воздухе. Это позволило в свое время прейти к использованию в РДА регенеративных патронов, которые можно перезаряжать. В следствии этого после отработки регенеративные патроны заполняются свежим химсорбентом непосредственно в подразделении.

Известковый химпоглотитель – очень крепкий сорбентно отношению к ______ и образованию пыли, которая в случае попадания в дыхательные пути могла бы вызвать из поражение. Во время транспортировки заряженных аппаратов в регенеративных патронах все же таки образуется некоторое количество пыли, но установка специального защитного фильтра не обязательна. Это объясняется тем, что воздух, который выходит из регенеративного патрона полностью насыщенной влагой. Поэтому пыль хемосорбента, которая иногда проникает из патрона, смачивается и оседает в дыхательном мешке.

В процессе поглощения углекислого газа известковый химпоглотитель не изменяет цвет и внешний вид не оплывает и не облучивается. В полностью отработавшем химсорбенте содержание СО2 увеличивается до 25-27 %, содержание влаги уменьшается до 608ь % по отношению к начальной. Повторное использование с частично или полностью отработавшим известковым химпоглотителем запрещается.

Поскольку состав приведенного хемосорбента обязательно дожжен содержать влагу, реакция сорбции СО2 с его помощью может проходить только при позитивной температуре. Поглотитель, который заморозили, является непригодным к использованию. Поэтому хранение готовых к использованию регенеративных патронов с известковым поглотителем при температуре ниже 0 оС не допускается. Во время эксплуатации РДА с таким хемосорбентом при негативной температуре необходимо, чтобы перед началом работы температура поглотителя была меньше нуля. В процессе работы аппарата она поддерживалась позитивные за счет теплоты экзотермической реакции сорбции углекислого газа. Для аппаратов с известковым поглотителем без специальных мер защиты регенеративного патрона нижний придел температуры окружающей среды, из которой разрешается их использование с поддержанием особых мер предосторожности составляет -20 оС.

В РДА используется патроны прямоточного типа, в которых газовоздушная смесь движется в одном направлении вдоль оси патрона (рис. 6.1а). Такой патрон простой по своей конструкции и образовывает минимальный ____ патока газовоздушной смеси. Он используется во всех отечественных и в большинстве импортных моделях как при круговой так и при маятниковой схемах циркуляции воздуха.

В некоторых РДА, исходя из конструктивных размышлений или размышлений выбора оптимальной высоты шаропоглотителя, используют регенеративные патроны с радиальными направлениями потока (см. рис. 6.1б)

 

Рис. 6.1 Схемы регенеративных патронов

а) прямоточный

б) с радиальным прохождением потока воздуха

1.входной штуцер; 2. корпус; 3. химпоглотитель; 4. входной штуцер; 5. недвижимая перфорированная перегородка; 6. движимая перегородка; 7. пружина; 8 и 9 перфорированные цилиндрические перегородки.

Такой патрон содержит такие же элементы, как и прямоточный, а поглотитель помещен между двумя перфорированными или сетчатыми перегородками цилиндрической формы. Поток газовоздушной смеси движется сначала вдоль оси патрона, потом поворачивает на 90о и направляется к выходу вдоль оси патрона. Такие стороны отличаются большой поверхностью рабочего шара хемосорбента и малой его длинной. Поэтому в них используют только мелко зернистый поглотитель. Патрон с радиальным направлением движения патока воздуха используется, например, в аппарате с житким кислородом «Аэрорлюкс».

Известковый химпоглотитель имеет достаточно высокую стехиометрическую активность – 300 л/кг. Это на 8% выше, чем у ______ сорбента. Статическая активность составляет около 70% от стехиометрической. В связи с более ранним появлением проскока средний по аппарато смене проскок углекислого газа у регенеративных патронов с известковым поглотителем выше, чем у ____.

Температура воздуха, который проходит сквозь приведенный регенеративный патрон, на протяжении 30-40 минут увеличивается до максимального значения и поддерживается на этом уровне до конца работы. Поскольку воздух, который выходит из патрона, полностью насыщен влагой, его полезная энтальпия очень высока и составляет около 260 кДж/кг на протяжении большей части аппарато-замены. Поэтому воздух, который выходит из патрона, который содержит известковый химпоглотитель, в воздухопроводную систему аппарата, хотя и более нагретый, но сухой воздух после ____ патрона.

Особенностями известкового химпоглотителя являются относительные не дефицитность вещества, из которого изготовляют поглотитель, и низкая стоимость самого хемосорбента, которая на порядок ниже, чем у ____ робента.

Известковый хемосорбент выпускается во всех развитых странах. Он используется в Великобритании, Франции, США, а также в Германии в аппаратах со временем защитного действия 2 часа и меньше.

 

Сорбент.

 

Среди гидратов окиси ____ металлов использование на практике для очистки воздуха от углекислого газа в РДА получил едкий натрий NaOH. Это химическое соединение является основной натриевого хемосорбента, который и называют ______. Реакция поглощения углекислого газа гидроксидом натрия имеет вид:

 

2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O+117 кДж/моль. (6.3)

 

Поскольку гидрат оксида натрия – очень гигроскопическое вещество, одновременно идет реакция поглощения той молекулы воды, которая образовалась по (6.3):

 

NaOH+H2O=Na OH*H2O+13 кДж/моль (6.4)

 

Температура в зоне реакции регенеративного патрона при нормальной температуре окружающей среды увеличивается до 100-130 оС. Стехиометрическая активность по (6.3) составляет 278 л/кг, а по (6.3) и (6.4) в сумме – 185 л/кг. Но, поскольку одновременно из (6.4) происходит сорбция едким натрием и водой, находящийся в выдыхаемом воздухе, реальная величина стехиометрии происходит между двумя приведенными показателями.

Во время реакции поглощения углекислого газа и влаги гранулы натриевого поглотителя отливают, и с них стекает _______. Поэтому хемосорбент размещают в регенеративном патроне в промежутках проволочных сеток. Конструкция _____ регенеративного патрона значительно сложнее, чем у известкового. Снаряжается он на заводе в условиях, исключающих попадание на поглотитель влаги, во всяком случае из атмосферного воздуха, и попадает к потребителям с герметичными опломбированными заглушками. Патрон – одноразового действия. После полной или частичной отработки заменяется новым.

Натриевый сорбент представляет собой гранулы неправильной формы светло серого цвета с голубым или коричневым оттенками или серовато-коричневого цвета. Основное рабочее состояние в РДА всех типов ____ патронов – горизонтальные. В результате этого исключаются возможность попадания некоторого количества жидкого ____ в зону входного или выходного штуцеров. Во время работы патрона зерна сорбента ___, могут слипаться между собой образовывать конгломераты. В связи с этим повышается ____ патрона патока воздуха. Работа патронов с длительными перерывами не допускается в связи с кристолизации отработанного поглотителя при охлаждении патронов.

Основное преимущество ___ сорбента перед известковым состоит в образовании значительно лучших температурно-влажных параметров воздуха, который выходит из регенеративного патрона. Поскольку едкий натрий является хорошим осушителем то благодаря этому в патроне происходит осушение выдыхаемого воздуха. Этот процесс очень интересно происходит в начале работы в аппарате. По мере отработке сорбента сушащий эффект постепенно уменьшается.

Подсушенный горячий воздух легко охлаждается при прохождении сквозь элемент воздухопроводной системы. Поэтому эффект сушки натриевого поглотителя способствует формированию в аппарате с ____ сорбентом более благоприятных микро климатических условий дыхания, чем в аппарате с известковым. Регенеративные патроны с ____ поглотителем менее чувствительны к снижению температуры окружающей среды, чем патроны с известковым поглотителем. В условиях негативной температуры в меньшей мере понижают свою сорбционную способность.

 







©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.