Поглотитель двуокиси углерода

 

Изобретение относится к твердым химическим поглотителям CO₂, которые используются в средствах очистки дыхательной газовой среды. Цель изобретения - повышение стехиометрической емкости и степени отработки по CO₂поглотителя. Поглотитель содержит гидрит лития 75-82 вес.% и асбест 18-25 вес.%.1 табл.

Изобретение относится к твердым пористым химическим поглотителям CO₂, которые могут использоваться в средствах очистки дыхательной газовой среды в экологически замкнутых объемах, а также в водолазных дыхательных аппаратах.

Известны поглотители двуокиси углерода на основе окисей и гидроокисей щелочных и щелочноземельных металлов, характеризующиеся невысокой стехиометрической емкостью по CO₂ [Мельников А. Основы хемосорбции. М. -Л. Оборонгиз, 1938, с.142] Недостатком таких поглотителей являются их низкие кинетические характеристики.

Известен поглотитель CO₂,содержащий гидроксид лития 85-90 вес% и гидроксид кальция 10-15 вес. [ТУ6-16-24-97-81, ТP ВТ347-81] Его стехиометрическая емкость составляет 467 лCO₂/кг, степень отработки - 0,32.

Недостатками данного поглотителя является его низкие химические характеристики, недостаточная механическая прочность.

Наиболее близким к изобретению по достигаемому результату является поглотитель CO₂, содержащий асбест и соединение щелочного металла [патент Великобритании N 1361913, CIA, 1974, прототип] В качестве соединения щелочного металла использовался гидроксид натрия. Его стехиометрическая емкость составляла 280 лCO₂/кг.

Недостатками данного поглотителя является его низкие кинетические характеристики, значительная гигроскопичность и невысокая степень отработки по CO₂.

Задачей данного изобретения является создание поглотителя с высокой стехиометрической емкостью и степенью отработки по CO₂, а также незначительной гигроскопичностью и возможностью компенсации газовых потерь при работе.

Поставленная цель достигается тем, что в поглотителе CO₂, содержащем асбест и соединение щелочного металла, согласно изобретению в качестве соединения щелочного металла содержится гидрид лития при следующем соотношении компонентов (мас.): гидрид лития 75-82 асбест 18-25 Техническим результатом, который получается при осуществлении предлагаемого изобретения, является получение высокоемкого поглотителя CO₂. Процесс поглощения предлагаемым поглотителем может быть представлен следующим уравнением: 2LiH+CO₂+2H₂O _ Li₂CO₃+2H₂+H₂O Выделившийся водород может быть использован для формирования водородсодержащих ДГС в водолазных дыхательных аппаратах, а также для компенсации утечек H₂ в системах жизнеобеспечения водолазных барокамер.

Предлагаемый поглотитель был получен следующим образом. Гидрид лития измельчался и просеивался. Порошок с дисперсностью частиц менее 300 мкм смешивался с асбестовым волокном с последующим формированием на прессе. Давление прессования составляло 1040 кгс/ см². Отпрессованные при различных соотношениях гидрид лития асбест образцы поглотителя в форме таблеток диаметром 5 мм и высотой 2 мм подвергались испытанием на активность по CO₂ в динамической трубке при следующих условиях: температура 20^oC, относительная влажность 98% удельный расход очищаемой газовой среды через слой поглотитель 0,5 л/мин. см², давление газовой среды 0,1 МПа.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Для сравнения был приготовлен поглотитель CO₂-прототип. Для этого гидроксид натрия измельчался, смешивался с небольшим количеством асбеста и прессовался.

Результаты испытаний образца-прототипа представлены в таблице.

Как видно из данных, приведенных в таблице, образцы поглотителя, полученные по заявленному составу (примеры 1-4), имеют высокую стехиометрическую емкость и степень отработки. В течение всего времени работы образцы сохраняют свою форму. Образцы поглотителя, содержащие меньше асбеста (пример 5), полностью разрушается. Разрушение образца приводит к его оплыванию и кристаллизации за счет взаимодействия образующегося LiOH с CO₂ и H₂О, что увеличивает сопротивление газовому потоку и, таким образом, затрудняет или полностью прекращает дыхание водолаза. Образцы поглотителя, содержащие больше асбеста (например 6), быстро набухают, увеличиваясь в объеме в2,5 раза. Набухшие образцы резко увеличивают сопротивление разовому потоку и полностью прекращают дыхание водолаза.

Поглотитель-прототип (пример 7) характеризуется значительно меньшей стехиометрической емкостью в3 раза, а также меньшей степенью обработки в2,8 раза.

Таким образом, предлагаемый поглотитель CO₂ характеризуется высокой стехиометрической емкостью, значительной степенью обработки, низкой гигроскопичностью, а также возможностью компенсации газовых потерь за счет выделения H₂. Кроме того, при поглощении CO₂ заявленным поглотителем в присутствии влаги выделяется большое количество теплоты, которая может использоваться для подогрева ДГС.

Формула изобретения

Поглотитель диоксида углерода, содержащий асбест и соединение щелочного металла, отличающийся тем, что в качестве соединения щелочного металла он содержит гидрид лития при следующем соотношении компонентов, мас.

Гидрид лития 75 82 Асбест 18 25в

РИСУНКИ

Рисунок 1