Изолирующие дыхательные аппараты и основы их проектирования. Гудков С.В - 32 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Рис. 18. Схема поглощения
газа сорбентом в фильт-
рующем патроне по слоям:
1
– замыкающий;
2
– рабо-
тающий;
3
– лобовой
смеси плоскостями, который активно по-
глощает газ. В начале работающего слоя
сорбент максимально насыщен погло-
щаемым газом, по ходу потока степень
насыщения его уменьшается, а в конце
слоя процесс сорбции только начинается.
Длина работающего слоя при про-
чих равных условиях зависит от скорости
процесса сорбции. В поглотительном па-
троне с адсорбентом она может быть
меньше, чем общая длина рабочей части
патрона от лобового до замыкающего
слоя сорбента. При установившемся про-
цессе в патроне существуют три зоны:
зона с полностью отработанным поглоти-
телем; работающий слой, перемещаю-
щийся по направлению движения потока
газовоздушной смеси, и зона, в которой
поглощение еще не происходит. Когда работающий слой достигает замыкающего слоя патрона, начинается проскок погло-
щаемого газа, т.е. неполное его поглощение. Такая работа сорбента в патроне называется послойной схемой его отработки.
Иными словами, при работе сорбента в поглотительном патроне существуют два периода: допроскоковый и проскоко-
вый. Длительность работы в проскоковом периоде ограничивается предельно допустимым проскоком, который устанавлива-
ется нормативными документами. В любом случае к концу допроскокового периода в патроне остается некоторое количест-
во не полностью отработанного сорбента, уменьшающееся в проскоковом периоде. Чем больше общая длина слоя сорбента в
патроне при прочих равных условиях, тем меньше доля неотработанной его части по отношению ко всей массе сорбента,
выше коэффициент его полезного использования и больше длительность работы, или время защитного действия. Однако
увеличение общей длины слоя поглотителя приводит к повышению сопротивления патрона проходящему воздуху.
В патроне с хемосорбентом (рис. 19) зона с полностью отработанным поглотителем не образуется. Длина работающего
слоя увеличивается в течение всего допроскокового периода, и он при этом не «отрывается» от лобового слоя. Когда фронт
работающего слоя патрона достигает замыкающего, начинается проскок поглощаемого газа. Однако и в этот момент лобо-
вой слой может быть не насыщен газом. Полное его насыщение может произойти, если патрон долгое время будет работать в
проскоковом периоде. Такая работа сорбента в патроне называется схемой работы всей массы поглотителя.
Существенной особенностью хемо-
сорбентов по сравнению с адсорбентами
является их высокая поглотительная спо-
собность на единицу массы. Известные
хемосорбенты способны поглощать ди-
оксид углерода в количестве, значитель-
но большем, чем адсорбенты. Поэтому
для очистки выдыхаемого воздуха от
диоксида углерода в ИДА применяются
только хемосорбенты.
В состав хемосорбентов входят ос-
новное вещество, вступающее в химиче-
скую реакцию поглощения диоксида уг-
лерода и паров воды, и добавки, при-
дающие им необходимые физические
свойства и активизирующие реакцию.
Сорбционные свойства хемосорбента
характеризуются тремя показателями:
Рис. 19. Схема поглощения
диоксида углерода хемосор-
бентом по слоям:
1
– работающий;
2
– лобовой
стехиометрической, статической и динамической активностями, которые измеряются количеством поглощенного вещества
(в объемных или массовых единицах) на единицу массы сорбента.
Стехиометрической активностью
называется максимальное, теоретически возможное количество вещества, поглощае-
мое единицей массы активной части хемосорбента, т.е. основного вещества (без добавок и технологических примесей). Сте-
хиометрическая активность определяется из уравнения химической реакции.
Статической активностью
называется количество вещества, поглощенное единицей массы хемосорбента к моменту
достижения сорбционного равновесия, при котором дальнейшее поглощение прекращается. Статическая активность уста-
навливается экспериментально при определенной концентрации поглощаемого газа в воздухе и температуре последнего. Ее
значение всегда меньше стехиометрической активности.
Динамической активностью
называется количество вещества, поглощенное единицей массы сорбента до момента появ-
ления проскока в динамических условиях, т.е. в реальном регенеративном патроне, через который проходит реальный поток
воздуха, содержащего определенное количество диоксида углерода. На практике распространение получила характеристика
хемосорбента, называемая удельной сорбционной емкостью в динамических условиях, которая выражается объемом газа,
поглощенного единицей массы хемосорбента при работе в динамических условиях до значения проскока газа, установленно-
го нормативными документами для данного регенеративного патрона или ИДА. Ее значение всегда меньше статической ак-
тивности и является основной определяющей характеристикой хемосорбента при его работе в конкретных динамических
условиях.
На удельную сорбционную емкость оказывают влияние характеристики хемосорбента, регенеративного патрона и объ-
емного расхода ГДС, содержащего сорбируемый компонент. Повышенную сорбционную емкость имеет хемосорбент с вы-
сокими значениями стехиометрической и статической активностью и с большей поверхностью пор. Уменьшение размера
гранул также приводит к увеличению сорбционной емкости, но не за счет увеличения их поверхности, а в связи с ростом
1
2
3
1
2

Страницы