Генератор кислорода химический - Chemical oxygen generator

Химический генератор кислорода представляет собой устройство , что выбросы кислорода через химическую реакцию . Источником кислорода обычно является неорганический супероксид , хлорат или перхлорат ; озониды - многообещающая группа источников кислорода. Генераторы обычно зажигаются ударником , и химическая реакция обычно экзотермическая , что делает генератор потенциально опасным для возгорания . Супероксид калия использовался в качестве источника кислорода во время первых пилотируемых полетов в рамках советской космической программы , для пожарных и при горноспасании .

В коммерческих авиалайнерах

Схема системы химического генератора кислорода
Химический генератор кислорода, вид в разрезе

Коммерческие самолеты обеспечивали пассажиров аварийным кислородом, 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 на каждый ряд сидений имелись потолочные кислородные маски и кислородные генераторы. В некоторых широкофюзеляжных авиалайнерах, таких как DC-10 и Ил-96 , канистры и кислородные маски устанавливались в верхней части спинок сидений, поскольку потолок был слишком высоким над пассажирами. Если происходила декомпрессия, панели открывались либо автоматическим реле давления, либо ручным переключателем, и маски снимались. Когда пассажиры натянули маску, они сняли фиксирующие штифты и запустили производство 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. 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, ошибочно помеченных как пустые, вызвала крушение 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.

Кислородная свеча

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. При термическом разложении выделяется кислород. Горящее железо дает тепло. Свечу необходимо обернуть теплоизоляцией для поддержания температуры реакции и защиты окружающего оборудования. Ключевая реакция:

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.

В результате взрыва одной из этих свечей 21 марта 2007 года погибли два моряка Королевского флота на атомной подводной лодке HMS  Tireless  (S88) под Арктикой 21 марта 2007 года. Свеча была загрязнена гидравлическим маслом, в результате чего смесь скорее взорвалась. чем сжечь.

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 :

LiClO 4 → LiCl + 2 O 2

Генераторы кислорода с адсорбцией при переменном давлении (PSA)

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. Чистый, сухой воздух пропускается через сита кислородного генератора, образуя обогащенный кислородом газ. Также используется мембранное оборудование для разделения азота .

Использует

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.

Смотрите также

использованная литература