Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлен с кислородной свечи )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Химический генератор кислорода представляет собой устройство , что выбросы кислорода через химическую реакцию . Источником кислорода обычно является неорганический супероксид , [1] хлорат или перхлорат ; озониды - многообещающая группа источников кислорода. Генераторы обычно воспламеняются ударником , и химическая реакция обычно экзотермическая , что делает генератор потенциально опасным для возгорания . Супероксид калия использовался в качестве источника кислорода в первых пилотируемых полетах советской космической программы для пожарных., и для горноспасательных работ .

В коммерческих авиалайнерах [ править ]

Схема системы химического генератора кислорода
Генератор химического кислорода, вид в разрезе

Коммерческие самолеты снабжают пассажиров кислородом в аварийных ситуациях, чтобы защитить их в случае потери давления в салоне. Химические генераторы кислорода не используются для экипажа в кабине экипажа, который обычно поставляется с баллонами со сжатым кислородом, также известными как кислородные баллоны. В узкофюзеляжных авиалайнерах для каждого ряда сидений есть потолочные кислородные маски и кислородные генераторы. В некоторых широкофюзеляжных авиалайнерах, таких как DC-10 и Ил-96канистры и кислородные маски устанавливаются в верхней части спинок сидений, так как потолок находится слишком высоко над пассажирами. Если происходит декомпрессия, панели открываются либо автоматическим реле давления, либо ручным переключателем, и маски снимаются. Когда пассажиры надевают маску, они снимают стопорные штифты и запускают выработку кислорода.

Ядро окислителя представляет собой хлорат натрия ( Na Cl O 3 ), который смешан с менее чем 5 процентами пероксида бария ( Ba O 2 ) и менее чем 1 процентом перхлората калия ( K Cl O 4 ). Взрывчатые вещества в ударном капсюле представляют собой взрывчатую смесь стифната свинца и тетразена . Химическая реакция является экзотермической, и внешняя температура канистры достигнет 260 ° C (500 ° F). Он будет производить кислород от 12 до 22 минут. [2] [3]Генератор с двумя масками имеет диаметр примерно 63 мм (2,5 дюйма) и длину 223 мм (8,8 дюйма). Генератор с тремя масками имеет диаметр примерно 70 мм (2,8 дюйма) и длину 250 мм (9,8 дюйма).

Случайная активация неправильно отправленных генераторов с истекшим сроком годности стала причиной крушения ValuJet Flight 592 , в результате чего погибли все находившиеся на борту. Самолет ATA DC-10, рейс 131, также был уничтожен во время стоянки в аэропорту О'Хара 10 августа 1986 года. Причиной послужила случайная активация кислородного баллона, находившегося в задней части сломанного сиденья DC-10. отправляется в грузовом отсеке на станцию ​​ремонта. Погибших и раненых не было, поскольку на момент возникновения пожара в самолете не было пассажиров. [4]

Кислородная свеча [ править ]

Хлорат свеча , или свеча кислорода , представляет собой цилиндрический химический генератор кислорода , который содержит смесь хлората натрия и железу порошка, который при воспламенении тлеет при температуре около 600 ° C (1112 ° F), производя хлорид натрия , оксид железа , а в фиксированный расход кислорода около 6,5 человеко-часов на килограмм смеси. При правильном хранении смесь имеет неограниченный срок годности: свечи хранились 20 лет без снижения выхода кислорода. Термическое разложениевыпускает кислород. Горящее железо дает тепло. Свечу необходимо обернуть теплоизоляцией для поддержания температуры реакции и защиты окружающего оборудования. Основная реакция: [5]

2 NaClO 3 → 2 NaCl + 3 O 2

Хлорат калия и лития , а также перхлораты натрия , калия и лития также могут использоваться в кислородных свечах.

Взрыв , вызванный одной из этих свечей убили двух моряков Королевского флота на HMS  Tireless  (S88) , атомной подводной лодки, по Арктике 21 марта 2007 года [6] Свеча была загрязняться с гидравлическим маслом, в результате чего смесь взорваться, а не гореть. [7]

В генераторе кислорода Vika, используемом на некоторых космических кораблях, источником кислорода является перхлорат лития . При 400 ° C он выделяет 60% своего веса в виде кислорода : [8]

LiClO 4 → LiCl + 2 O 2

Генераторы кислорода с адсорбцией при переменном давлении (PSA) [ править ]

Основная статья: Кислородный концентратор

Достижения в области технологий предоставили промышленные системы генераторов кислорода для использования там, где есть воздух и желательна более высокая концентрация кислорода. Адсорбция с переменным давлением (PSA) включает материал, называемый молекулярным ситом, для разделения газов. В случае образования кислорода сито на основе цеолита обеспечивает предпочтительную адсорбцию азота. [ Требуется цитата ] Чистый, сухой воздух проходит через фильтры сита на кислородном генераторе, производя обогащенный кислородом газ. Также используется мембранное оборудование для разделения азота .

Использует [ редактировать ]

Химические генераторы кислорода используются в самолетах , дыхательных аппаратах пожарных и горноспасательных команд, на подводных лодках и везде, где требуется компактный аварийный генератор кислорода с длительным сроком хранения. Обычно они содержат устройство для поглощения углекислого газа , иногда фильтр, заполненный гидроксидом лития ; килограмм LiOH поглощает около полкилограмма CO 2 .

  • Автономные генераторы кислорода (SCOG) используются на подводных лодках.
  • Автоспасательные устройства (SCSR) используются для облегчения побега из мин .
  • На Международной космической станции химические генераторы кислорода используются в качестве резервного источника питания. Каждая канистра может производить достаточно кислорода для одного члена экипажа в течение одного дня. [9]

См. Также [ править ]

  • Хранение кислорода
  • SolidOx (сварка)

Ссылки [ править ]

  1. ^ Hayyan M., Hashim MA, AlNashef IM, Superoxide Ion: Generation and Chemical Implications, Chem. Rev., 2016, 116 (5), pp 3029–3085. DOI: 10.1021 / acs.chemrev.5b00407
  2. ^ Юньчан Чжан; Гириш Кширсагар; Джеймс К. Кэннон (1993). «Функции пероксида бария в химическом кислороде хлората натрия». Ind. Eng. Chem. Res . 32 (5): 966–969. DOI : 10.1021 / ie00017a028 .
  3. ^ Уильям Х. Шехтер; Р. Р. Миллер; Роберт М. Бовард; CB Jackson; Джон Р. Паппенгеймер (1950). «Хлоратные свечи как источник кислорода». Промышленная и инженерная химия . 42 (11): 2348–2353. DOI : 10.1021 / ie50491a045 .
  4. ^ Airliners.net, фотография, Дэйв Кэмпбелл
  5. ^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8.
  6. ^ Джонсон, CW «Деградированные режимы и« культура преодоления »в военных операциях: анализ фатального инцидента на борту HMS Tireless 20/21 марта 2007 года» (PDF) .
  7. ^ Пейдж, Льюис (22 марта 2007 г.). « „ Oxygen свеча“вызвало взрыв» . Реестр . Проверено 4 сентября 2013 . CS1 maint: discouraged parameter (link)
  8. ^ М. М. Марковиц, Д. А. Борита и Харви Стюарт младший (1964). "Кислородная свеча с перхлоратом лития. Пирохимический источник чистого кислорода". Ind. Eng. Chem. Prod. Res. Dev . 3 (4): 321–330. DOI : 10.1021 / i360012a016 .CS1 maint: uses authors parameter (link)
  9. ^ Барри, Патрик (2000). «Легкое дыхание на космической станции» . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства . Проверено 9 сентября 2012 года . CS1 maint: discouraged parameter (link)