Состав и способ получения диоксида углерода

 

Изобретение относится к неорганической химии, а именно к получению диоксида углерода, который может быть использован в пищевой промышленности, как компонент огнетушащих составов в газовых лазерах и в производстве различных веществ. Состав для получения диоксида углерода на основе бикарбоната натрия содержит графит при следующем соотношении компонентов, мас.%: графит 2,5-3,5, бикарбонат натрия - остальное. Диоксид углерода получают термическим разложением бикарбоната натрия. При этом термическому разложению подвергают вышеуказанный порошкообразный однородный состав, спрессованный под давлением 1750-2250 кгс/см², расположенный между слоями токопроводящего порошка с электрической проводимостью не менее 600 Ом^-1см^-1, причем термическое разложение осуществляют путем подачи электрического тока при мощности, потребляемой на участке спрессованного порошкообразного однородного состава, равной 1,5-10 Вт/г состава. Использование данного изобретения дает возможность регулировать расход газа в процессе его регенерации и не требует специального оборудования для нагрева состава. 2 с.п.ф-лы, 2 табл.

Заявляемые состав и способ относятся к неорганической химии, а именно к получению диоксида углерода. Диоксид углерода применяется в пищевой промышленности, как компонент огнетушащих составов, в газовых лазерах и в производстве различных веществ.

Из аналогов в настоящее время известен способ получения диоксида углерода взаимодействием карбонатов и бикарбонатов щелочных и щелочноземельных металлов с кислотами, например способ, изложенный в книге Ю.В. Карякина; И. И. Ангелова "Чистые химические вещества", Москва; Издательство "Химия", 1974, с. 362, абзац 1. Техническая сущность изложенного в источнике способа состоят в том, что диоксид углерода получают взаимодействием карбоната кальция с соляной кислотой в аппарате Киппа при температуре 20^oC. Недостатком способа является сложность его промышленного применения.

Наиболее близким по технической сути является способ получения диоксида углерода термическим разложением бикарбоната натрия. Способ изложен в книге Ю. В. Карякина, И. И. Ангелова "Чистые химические вещества", Москва; Издательство "Химия", 1974, с. 362, абзац 2. Недостатком способа являются невозможность регулировки расхода газа в процессе его генерации и необходимость использования специального оборудования для нагрева состава.

Целью, поставленной при разработке состава и способа получения диоксида углерода, было обеспечение регулировки расхода газа в процессе его генерации разрабатываемым способом.

Техническая суть заявляемого способа состоит в том, что диоксид углерода получают термическим разложением однородной порошкообразной массы, спрессованной под давлением 1750 - 2250 кгс/см², расположенной между слоями токопроводящего порошка с электрической проводимостью не менее 600 Ом^-1см^-1, состоящей из смеси бикарбоната натрия и графита при соотношении компонентов (мас.%): Графит - 2,5 - 3,5 Бикарбонат натрия - 97,5 - 96,5 Термическое разложение осуществляют путем подачи электрического тока при мощности, потребляемый на участке спрессованной порошкообразной массы, равной 1,5 - 10 Вт/г_{состава}. Температура проведения процесса 135 - 140^oC. При этом возможность регулирования расхода газа в заявляемом способе обеспечивается возможностью изменения мощности электрического тока, потребляемого на участке спрессованной порошкообразной массы, в достаточно широких пределах.

В таблице 1 приведено сопоставление ближайшего аналога и заявляемого способа.

Как видно, заявляемый способ дает возможность регулировать расход газа в процессе его генерации и не требует специального оборудования для нагрева состава, кроме подвода электрического тока к спрессованной порошкообразной массе.

На основании просмотренной научно-технической и патентной информации, имеющейся в Санкт-Петербургском территориальном фонде, а также опыта работы и знаний в заявляемой области заявитель утверждает, что заявляемый способ соответствует критерию изобретения "изобретательский уровень".

Вариант выполнения N 1.

1. Приготавливают однородную смесь порошков из: - 0,55 г графита марки ГС - 01 (ГОСТ 17022-81); - 19,45 г бикарбоната натрия с эффективным диаметром частиц 20 - 200 мкм; - % (массовые) графита и бикарбоната натрия равны соответственно 2,5 и 97,5.

2. В металлическую пресс-форму диаметром 2 см равномерно засыпают 1 г порошка меди с диаметром частиц 10 - 50 мкм (удельная электрическая проводимость 610⁵ Ом^-1см^-1), затем засыпают смесь, полученную по п. 1, и снова равномерно засыпают 1 г порошка меди диаметром частиц 10 - 50 мкм.

3. Загруженную в пресс-форму массу по п. 2 прессуют при удельном давлении прессования 1750 кгс/см².

4. Спрессованную массу по п.3 извлекают из пресс-формы и помещают в металлический реактор, снабженный датчиком давления, вентильным краном и токовводами; и обеспечивают контакт токопроводящих слоев с токовводами.

5. Реактор герметизируют.

6. На токовводы подают электрический ток мощностью 300 Вт (удельная мощность 1,5 Вт/г_{состава}) в течение 10 мин, после чего подачу электрического тока отключают.

7. Из реактора отбирают пробу полученного газа и анализируют последнюю пробу.

Данные анализа.

Проценты (массовые) диоксида углерода^* - 99%; Выход продукта^** - 95%.

Примечание:^* - использован хроматографический метод, ^** - использован газоволюмометрический метод.

Остальные варианты выполнения аналогичны варианту N 1.

Доказательства правомерности переменных параметров, заявляемых в формуле, приведены в таблице 2, включая вариант выполнения N 1.

Формула изобретения

1. Состав для получения диоксида углерода на основе бикарбоната натрия, отличающийся тем, что дополнительно содержит графит при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Графит - 2,5 - 3,5
Бикарбонат натрия - Остальное
2. Способ получения диоксида углерода термическим разложением бикарбоната натрия, отличающийся тем, что термическому разложению подвергают порошкообразный однородный состав по п.1, спрессованный под давлением 1750 - 2250 кгс/см², расположенный между слоями токопроводящего порошка с электрической проводимостью не менее 600 Ом^-1см^-1, причем термическое разложение осуществляют путем подачи электрического тока при мощности, потребляемой на участке спрессованного порошкообразного однородного состава, равной 1,5 - 10 Вт/г_{состава}.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2