Изолирующие дыхательные аппараты и основы их проектирования. Гудков С.В - 31 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

лого-гигиенические требования к респираторам. Некоторые параметры были изменены после выхода в свет «Физиолого-
гигиенических требований к изолирующим средствам индивидуальной защиты» Минздрава СССР. Учитывался также опыт
нормирования этих параметров за рубежом.
В 1984 г. был введен отраслевой стандарт ССБТ ОСТ 12.43.247–83 [9]. Физиолого-гигиенические требования вошли в
раздел «Эргономические требования» указанного стандарта. Требования ОСТ 12.43.247–83 учтены в проекте ГОСТ на изоли-
рующие дыхательные аппараты, используемые при проведении горноспасательных и технических работ в подземных усло-
виях, который разрабатывает в настоящее время ОАО «Корпорация «Росхимзащита».
5. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ КИСЛОРОДОПИТАНИЯ
ИЗОЛИРУЮЩИХ ДЫХАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ С ХИМИЧЕСКИ
СВЯЗАННЫМ КИСЛОРОДОМ
Обеспечение кислородом дыхания человека, включенного в дыхательный аппарат, является ключевой задачей при про-
ектировании ИДА. Особенностью кислородопитания ИДА с химически связанным кислородом является то, что кислород
подается в дыхательный контур в результате реакции регенерации ГДС, что накладывает определенные требования к конст-
рукции аппарата и выбору регенеративного продукта. В таких ИДА кислород содержится в виде надпероксидов щелочных
металлов (KO
2
, NaO
2
) и выделяется при реакции поглощения ими диоксида углерода и водяных паров, присутствующих в вы-
дыхаемом воздухе.
Правильный выбор регенеративного продукта для ИДА является одной из основных задач при его конструировании.
Поэтому мы остановимся на основных свойствах регенеративного продукта, влияющих на функционирование ИДА, но вна-
чале дадим краткие сведения о процессах поглощения или сорбции (от лат.
sorbeo
– поглощаю) химических веществ.
5.1. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О СОРБЦИОННЫХ ПРОЦЕССАХ И СОРБЕНТАХ
В общем случае
сорбция
– это поглощение газообразных или растворенных веществ сорбентами – твердыми телами или
жидкостями. Различают следующие основные виды сорбции: адсорбцию, абсорбцию, капиллярную конденсацию и хемо-
сорбцию [10, 11]. Поглощение газов и паров твердыми сорбентами, как правило, протекает при наличии двух или более из
указанных процессов, однако один из них является основным, определяющим.
Первые три из названных видов сорбции – процессы физические, обусловленные силами взаимного притяжения моле-
кул сорбента и поглощаемого вещества.
Адсорбция
– поглощение вещества поверхностным слоем поглотителя (адсорбента);
абсорбция
– поглощение, сопровождающееся диффузией поглощаемого вещества вглубь поглотителя (абсорбента) с образо-
ванием раствора, т.е. поглощение всем объемом поглотителя. В некоторых случаях, помимо адсорбции, поглощение газа
происходит в результате
капиллярной конденсации
его в порах твердого тела.
Хемосорбция
– процесс сорбции, при котором поглощаемое вещество и поглотитель (хемосорбент) взаимодействуют
химически, в результате чего образуется новое химическое соединение.
Сорбенты, применяемые для очистки воздуха от вредных газов в СИЗОД, – это твердые гранулированные или дробле-
ные вещества. Наиболее распространенными типами адсорбентов являются активированный уголь, силикагель, алюмогель,
цеолиты. На применении адсорбентов для очистки вдыхаемого воздуха от вредных веществ основан принцип действия
фильтрующих СИЗОД. В изолирующих СИЗОД для очистки ГДС применяются исключительно хемосорбенты.
Из общих физических свойств сорбентов наиболее важным является их пористая структура. Макро- и микропоры про-
низывают гранулы сорбента во всех направлениях и обеспечивают большую поверхность его соприкосновения с очищаемым
воздухом. Адсорбенты характеризуются значительной поверхностью пор: удельная поверхность пор у активированного угля
равна 300…500 м
2
/г (у некоторых образцов доходит до 2000 м
2
/г), у силикагеля 300…700 м
2
/г; диаметр пор составляет 10
–
6
…10
–4
мм. Пористость неорганических хемосорбентов значительно меньше: например, удельная поверхность пор известко-
вого поглотителя ХП-И составляет 8…12 м
2
/г.
Благодаря самой природе физического процесса адсорбции и большой активной поверхности адсорбента он поглощает
газ практически мгновенно. Адсорбция – обратимый процесс: все поглощенное вещество может быть удалено в результате
обратного процесса десорбции, в связи с чем адсорбенты легко регенерируются. Процесс адсорбции экзотермический, но
количество теплоты, выделяемое при этом, невелико и близко по значению к теплоте конденсации.
Процесс хемосорбции протекает медленнее, чем адсорбции, так как контакт между поглощаемым газом и активной по-
верхностью хемосорбента затрудняется образующейся пленкой продуктов реакции, а сама поверхность пор меньше, чем у
адсорбента. При поглощении газа хемосорбентом выделяется большее количество теплоты, что приводит к нагреву очищае-
мого воздуха и самого поглотителя. Теплота реакции поглощения некоторых сорбентов (например, кислородсодержащего
продукта) столь велика, что приводит в некоторых случаях к спеканию и даже плавлению гранул.
Процессы адсорбции целесообразно рассматривать на примере цилиндрического патрона с прохождением через него
очищаемого воздуха вдоль центральной оси патрона (рис. 18). Элементарный слой поглотителя на входе в патрон называют
лобовым, а аналогичный слой в конце патрона – замыкающим. В теории сорбции существует понятие «работающий слой
поглотителя». Это слой сорбента, ограниченный двумя перпендикулярными к направлению движения газовоздушной

Страницы