Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow БЖД arrow Организация газодымозащитной службы.

Очистка выдыхаемого воздуха от углекислого газа

Основой известкового поглотителя углекислого газа является гидроксид кальция Са(ОН)2, или гашеная известь. Реакция поглощения углекислого газа указанным веществом имеет следующий вид:

Са(ОН)2 + С02 = СаС03 + Н20 + цр. (2.1)

Эта реакция экзотермическая и протекает с выделением 1 моля воды на 1 моль поглощенного углекислого газа. Кроме того, выделяется часть влаги, содержащейся в поглотителе, в результате чего воздух, проходящий через регенеративный патрон, нагревается и увлажняется. Молярная теплота реакции составляет 80—115 кДж/моль. Температура в зоне реакции регенеративного патрона при нормальной температуре окружающей среды равна 50—55 °С.

В нашей стране в качестве хемосорбента СО, в регенеративных дыхательных аппаратах со сжатым кислородом длительное время применялся только химический известковый поглотитель ХП-И по ГОСТ 6755-88Е. По отдельным заказам согласно временным техническим условиям выпускался мелкозернистый химпоглотитель ХП-И М с таким же химическим составом.

Технические характеристики ХП-И представлены в табл. 2.1.

Технические характеристики химического известкового поглотителя (ХП-И)

Таблица 2.1

п/п

Параметр

Значение

параметра

1

Концентрация углекислого газа на выходе из патрона (хемосорбционная способность), %, не более:

— в первые 40 мин определения

0,1

— через 120 мин от начала определения

0,5

2

Максимальное сопротивление во время определения

абсорбционной способности, Па (мм вод. ст.), не более

147(15,0)

3

Максимальная температура воздуха на выходе из регенеративного патрона во время определения

50,0

абсорбционной способности, °С, не более

4

Прочность на истирание, %, не менее

65,0

5

Содержание, %, зерен диаметром, мм, по фракциям:

— 5,5—6,5, не более

5,0

— 2,8—5,5, не менее

90

— 1—2,8, не более

5,0

— менее 1 (пыль), не более

0,6

6

Содержание влаги, %

16-21

7

Содержание связанного диоксида углерода, % по мае-

се, не более

4

ХП-И представляет собой гранулированный продукт (цилиндрические гранулы диаметром около 4 мм) белого или серого цвета, изготовленный из маломагнезиальной извести и гидроксида натрия, содержит не менее 95% гидроксида кальция и 4% гидроксида натрия (в пересчете на сухое вещество). Основную фракцию (90%) составляют гранулы размером от 2,8 до 5,5 мм.

Поглотитель ХП-И М отличается лишь диаметром гранул, равным 2 мм, и фракционным составом: основную фракцию (94%) составляют гранулы размером от 1 до 2,8 мм.

В состав химпоглотителя, кроме основного вещества, входят добавки: гидроксид натрия и вода. Гидроксид натрия повышает динамическую активность поглотителя при малых концентрациях углекислого газа в очищаемом воздухе и, будучи сильно гигроскопичным веществом, поддерживает необходимую влажность поглотителя. Влага, содержащаяся в ХП-И, способствует протеканию реакции поглощения углекислого газа. Увеличение и уменьшение содержания воды в поглотителе относительно нормы снижает его динамическую активность. Помимо добавок, в ХП-И входит (как технологическая примесь) некоторое количество карбоната кальция СаС03, являющегося исходным продуктом при производстве ХП-И. Карбонат кальция представляет собой также конечный продукт реакции поглощения С02, поэтому по мере отработки ХП-И содержание СаС03в нем увеличивается. Максимально допустимое содержание карбоната кальция в свежем поглотителе принимается в пересчете на массу содержащегося в нем углекислого газа по отношению к общей массе поглотителя.

ХП-И поставляется и хранится у потребителя в герметично закрытых и опломбированных металлических барабанах по 80 кг в каждом. Гарантийный срок хранения составляет 1 год, после чего поглотитель в каждом барабане подвергается повторному анализу на содержание влаги и связанного углекислого газа. Если указанные параметры соответствуют нормам, срок хранения поглотителя продлевается еще на год.

В отличие от других типов хемосорбентов С02, ХП-И не теряет сорбционных свойств после кратковременного пребывания на открытом воздухе. Это позволило в свое время перейти к использованию в ДАСКах переснаряжающихся регенеративных патронов, заполняемых свежим хемосорбентом взамен отработанного непосредственно в подразделениях. Перед снаряжением в патрон ХП-И просеивают на сите с диаметром отверстий 3 мм. Все фракции поглотителя, которые остаются в сите, снаряжаются в патрон. Такой отсев позволяет очистить поглотитель от пыли, образовавшейся в процессе его транспортировки, удаление же мелких фракций уменьшает сопротивление дыханию.

ХП-И — достаточно прочный сорбент в отношении истирания и образования пыли, которая в случае ее попадания в дыхательные пути может вызвать их раздражение. Прочность поглотителя на истирание проверяется при его приемке на заводе-изготовителе. Сущность методики проверки заключается в размоле порции ХП-И во вращающемся барабане с пятью стальными шарами в течение определенного времени. Затем образовавшуюся пыль отсеивают, а уровень прочности сорбента определяют по отношению количества неразмолотого ХП-И к исходному.

При транспортировке снаряженных ДАСК в регенеративных патронах все же образуется незначительное количество пыли. Однако установка специального защитного фильтра после патрона не нужна. Воздух, выходящий из регенеративного патрона, полностью насыщен влагой, которая, конденсируясь в дыхательном мешке, смачивает и осаждает пыль ХП-И, проникающую из патрона.

В процессе поглощения углекислого газа ХП-И не изменяет цвет и внешний вид, не оплывает и не спекается. В полностью отработанном ХП-И содержание С02 увеличивается до 25—27%, содержание влаги уменьшается до 4—8%, а общая масса поглотителя возрастает на 6—8% по отношению к исходной. Повторное использование регенеративного патрона с полностью отработанным ХП-И запрещается.

Так как в составе ХП-И необходимо содержание влаги, реакция сорбции С02 этим поглотителем может происходить только при положительной температуре. Замороженный поглотитель непригоден для применения, в связи с чем хранение готовых к применению регенеративных патронов с ХП-И при температуре ниже О °С не допускается. При эксплуатации ДАСК с ХП-И при отрицательной температуре необходимо, чтобы к началу работы температура поглотителя была выше О °С. В процессе работы она должна поддерживаться на этом уровне за счет теплоты экзотермической реакции сорбции С02. Для аппаратов с ХП-И без специальных мер защиты регенеративного патрона нижний предел температуры окружающего воздуха, при котором допускается их эксплуатация с соблюдением специальных мер предосторожности, равен -20 °С.

В ДАСК применяются преимущественно прямоточные регенеративные патроны (см. рис. 2.6), в которых газовоздушная смесь движется в одном направлении вдоль оси патрона. Такой патрон прост по конструкции и создает минимальное сопротивление потоку газа. Он используется во всех отечественных и в большинстве зарубежных моделей аппаратов как при круговой, так и при маятниковой схемах циркуляции воздуха.

В некоторых аппаратах, исходя из конструктивных соображений или соображений выбора оптимальной высоты слоя поглотителя, применяют регенеративные патроны с радиальным направлением потока. Такой патрон содержит те же элементы, что и прямоточный, а поглотитель в нем заключен между двумя перфорированными или сетчатыми перегородками цилиндрической формы. Газовоздушная смесь движется сначала вдоль оси патрона, затем поворачивает на 90° в радиальном направлении, проходит через слой поглотителя, вторично поворачивает на 90°, направляясь к выходу вдоль оси патрона. Эти патроны отличаются увеличенной площадью поверхности рабочего слоя в направлении движения воздуха.

Удельная сорбционная емкость хемосорбента зависит от характеристик самого поглотителя, патрона и нагрузки.

Уменьшение длины слоя и увеличение удельного объемного расхода газовоздушной смеси приводят к снижению удельной сорбционной емкости поглотителя. Следовательно, с уменьшением массы поглотителя в патроне снижается и его удельная сорбционная емкость. Для каждого значения массы сорбента при заданном дыхательном режиме существует свое предельное значение емкости. Действительно, уменьшение массы поглотителя сокращает длину его слоя или площадь поперечного сечения патрона или же оба параметра одновременно. Уменьшение же каждого из них однозначно снижает удельную сорбционную емкость.

Особенностями ХП-И является недефицитность сырья, из которого изготовляется поглотитель, и относительно низкая стоимость самого хемосорбента (на порядок ниже, чем щелочного сорбента).

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >
 

Популярные страницы