Спосіб одержання хімічного поглинача вапняного (хп-в) вуглекислого газу

Спосіб одержання хімічного поглинача вапняного (ХП-В) вуглекислого газу, що застосовується в кисневоізолюючих протигазах. Використовується в киснево-ізолюючих протигазах рятувальних загонів гірничо-видобувної промисловості та газорятувальними загонами хімічних підприємств, в пожежній справі. ХП-В виготовляється в Російській Федерації ВАТ "Заря", м.Дзержинськ Нижегородської області згідно ГОСТ 6755-88. На території України ХП-В не виготовляється. У вступі до ГОСТ 6755-88 дається наступна інформація: "Поглинач ХП-В виготовляється з мало магнезіального вапна та гідроксиду натрію і до його складу входить, не менш як 96% гідроксиду кальцію та 4% гідроксиду натрію (в перерахунку на суху речовину)." Згідно п.1.2.1. ГОСТ 6755-88 головні фізико-хімічні показники ХП-В повинні бути такі: 1. Зовнішній вигляд - зернистий продукт білого або світло-сірого кольору. 2. Проскокова об'ємна доля двоокису вуглецю в повітрі на ви ході з патрона, %, не більш: в перші 40 хвилин визначення - 0,1; через 120 хвилин с початку визначення - 0,5. 3. Міцність на стирання, %, не менш - 65,0. 4. Масова доля вологи, % 16,0-21,0. 5. Масова доля зв'язаного двоокису вуглецю, %, не більш - 4,0. Головним показником роботи ХП-В є проскокова доля двоокису вуглецю в повітрі на виході з патрона (показник №2), бо від нього залежить ресурс дії ХП-В. Значення цього показника, вказані в ГОСТ 6755-88 вже не відповідають сучасним вимогам гірничорятувальної служби і потребують зменшення. Виготовлення ХП-В згідно умов ГОСТ 6755-88 дає показники межуючи з тими, що вказані в ГОСТі. Причиною цього, на наш погляд, є недостатня пористість ХП-В та високий вміст зв'язаного СО2. В основу корисної моделі поставлено задачу зменшення проскокової об'ємної долі двоокису вуглецю в повітрі на виході з патрона, шляхом підвищення пористості гранул ХП-В, та зменшення вмісту зв'язаного СО2. Висновки по результатам обох випробувань: ХП-В відповідає вимогам ГОСТ 6755-88. Проскокова об'ємна доля СО2 в повітрі на виході з патрона склала: на 40 хвилині - 0,01%, на 120 хвилині - 0,06% та 0,01%; 0,05% відповідно. Масова доля зв'язаного СО2 склала 1,15% та 1,6%. Випробування на виявлення максимального ресурсу дії ХП-В проводились 14 травня 2003р. (додаток №5). Дозволеної ГОСТом межи - 0,5% СО2 на виході з патрона - наш ХП-В досяг тільки на 183 хвилині, таким чином пропрацювавши на 1 годину 3 хвилини більше, ніж обумовлено ГОСТом. Щоб виготовити ХП-В з підвищеним терміном дії треба взяти, згідно ГОСТ 6755-88, 96% гідроксиду кальцію гашеного вапна, та поступово додаючи в нього воду (50% від маси сухого Са(ОН)2) зробити вапняне тісто. Виготовлення тіста бажано проводити в тісто мішальній машині з Z- подібними лопатями. Цей етап займає близько 5 хвилин. Потім в вапняну пасту додають алюмінієву пудру (П АП-1 або ПАП-2) в кількості 0,25% від маси гідроксиду кальцію. Паста стає сірого кольору. Далі продовжують змішувати речовини ще близько 5 хвилин. Поступово колір суміші світліє. Йде хімічна реакція з виділенням водню. Потім додають 4% гідроксиду натрію, попередньо подрібненого. Суміш на протязі 1 хвилини стає білого кольору, що свідчи ть про ще більш інтенсивну реакцію з виділенням водню. Водень, виділяючись, утворює величезну кількість мікропор, через які і йде поглинання СO2. Візуально утворення пор виявляється в збільшенні об'єма вапняного тіста. Тісто вивантажують з мішальної машини і з допомогою преса продавлюють через решітку з круглими отворами діаметром від 2,8 до 5,5мм. Тісто формується в жгути, які опудрюють молотим негашеним вапном, щоб вони не злипались поміж собою. Йде хімічна реакція з поглинанням вологи, аналогічна реакції гасіння вапна. Пудрені жгути падають в обертаючийся, близько 20 обертів на хвилину, тарільчатий барабан, нахилений під кутом близько 40°, де вони, вже з підсушеним верхнім шаром, стають крихкими і ламаються на гранули. Гранули вивантажують з тарільчатого барабана на рівну поверхню і зміщують з негашеним вапном. Йде подальша хімічна сушка гранул, яка дає можливість отримання ХП-В з низьким відсотком зв'язаного СО2 (до 2%). Чому важливо, щоб гранули мали якомога менший відсоток зв'язаного СO2? Дію ХП-В можна передати наступними хімічними формулами. Таким чином йде постійна регенерація NaOH, який є головним поглинаючим агентом. Вапно, тобто Са(ОН)2, постійно відновлює NaOH само перетворюючись в крейду – СаСО3. Тому, щоб NaOH зберігав якомога довше свої сорбційні здібності, треба щоб зв'язаного СO2 було якомога менше. Під час цієї операції необхідно не допустити різкого нагріву маси, бо це може визвати підвищення внутрішнього напруження і призведе до руйнування гранул. Ця операція займає 1,5-2 години. Потім гранули очищають від молотого вапна на віброситі і зрошують водою згідно ГОСТ 6755-88 (16-21% Н2О). ХП-В го товий.