способ получения поглотителя диоксида углерода

Формула изобретения

Способ получения поглотителя диоксида углерода, включающий смешение в сухом виде соединения щелочного металла и минерала волокнистой структуры и формование, отличающийся тем, что на смешение подают гидрид лития и асбест, а формование проводят прессованием под давлением 880 1200 кг/см².

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к химической технологии, а именно к технологии твердых пористых химических поглотителей CO₂, используемых в водолазных дыхательных аппаратах и средствах очистки системы жизнеобеспечения космических кораблей и подводных объектов.

Известен способ получения поглотителя CO₂, включающий измельчение гидроксида лития, его увлажнение для образования пасты и формирование гранул путем прессования пасты через фильтры с последующей сушкой при 180^oC [1]

Недостатками данного способа являются низкие кинетические характеристики поглотителя, его недостаточная механическая прочность.

Наиболее близким по достигаемому результату является способ получения поглотителя диоксида углерода, включающий смешение в сухом виде соединения щелочного металла и минерала волокнистой структуры и формование [2] (прототип). В качестве минерала волокнистой структуры использовали обожженный тремолит (волокнистый природный материал).

Недостатками этого способа является недостаточно высокая степень отработки по CO₂ поглотителя, невозможность компенсации газовых потерь при его работе.

Задачей изобретения является получение поглотителя с высокой степенью отработки по CO₂, возможностью компенсации газовых потерь.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения поглотителя CO₂, включающем смешение в сухом виде соединение щелочного металла и минерала волокнистой структуры и формование, на смешение подают гидрид лития и асбест, а формование проводят прессованием под давлением 880-1200 кгс/см ².

Техническим результатом, который получается при осуществлении предлагаемого изобретения, является компенсирование газовых потерь.

Взаимодействие гидрида лития с CO₂ в присутствии влаги протекает с выделением водорода, который может идти на покрытие утечки водорода из дыхательных газовых смесей.

Способ осуществляется следующим образом.

Гидрид лития измельчается, например, на шаровой мельнице и просеивается. Порошок гидрида лития с дисперсностью частиц менее 300 мкм смешивается с асбестовым волокном в соотношении 4:1 и затем формуется на прессе. Асбестовое волокно выполняет роль армирующей добавки и способствует развитию пористой структуры поглотителя. Прессованием получались образцы поглотителя со стехиометрической емкостью 1120 л CO₂/кг в форме таблеток диаметром 5 мм и высотой 2 мм. Давление прессования изменялось от 880 до 120 кгс/см². Полученные таблетки подвергались испытаниям на поглощение CO₂ в динамической трубке.

Также были получены и испытаны таблетки, отпрессованные при давлениях выходящих за пределы заявленного интервала.

Испытания проводились в следующих условиях.

Температура, ^oC 20

Относительная влажность, 98

Удельная скорость газового потока, л/минсм² 0,5

Давление газовой среды, МПа 0,1

Результаты испытаний приведены в таблице.

Под степенью отработки понимается степень использования стехиометрической емкости поглотителя



где a содержание CO₂ в поглотителе после испытаний по химанализу (динамическая емкость), л/кг; ///4 a₀ содержание CO₂ в поглотителе до испытаний, л/кг; ///4 a стехиометрическая емкость поглотителя по CO₂, л/кг.

Как видно из данных, приведенных в таблице, образцы поглотителя, полученные давлением прессования от 880 до 1200 кгс/см² (примеры 1-2), работают с высокой степенью отработки по CO₂ 0,69 0,75 и обладают при этом значительной механической прочностью.

Отпрессованные под давлением меньше заявленного (пример 4) образцы полностью разрушаются. Разрушение образца приводит к его оплыванию и кристаллизации за счет взаимодействия образующегося гидроксида лития с CO₂ и водой, что увеличивает сопротивление газовому потоку и, таким образом, затрудняет или полностью прекращает дыхание водолаза.

Образцы, отпрессованные под давлением больше заявляемого (пример 5), работают с низкой степенью отработки a 0,34. Такие образцы характеризуются неразвитой пористостью, что затрудняет и ослабляет внутридиффузионные процессы, вследствие чего работает только наружный слой образца.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить поглотитель CO₂ с высокой степенью отработки по диоксиду углерода, возможностью компенсации газовых потерь за счет выделения водорода, а также значительно упростить технологию его получения. Кроме того, при поглощении CO₂ предлагаемым поглотителем в присутствии влаги выделяется большое количество тепла, которое может использоваться для подогрева дыхательной газовой смеси.