CN103429556B - 化学二氧化碳气体发生器 - Google Patents

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Abstract

一种化学二氧化碳气体发生器，包括：‑一个装料壳体；‑一种包含在所述装料壳体中的二氧化碳气体可穿透性装料，所述装料包括a）40‑70重量％的在分解时生成二氧化碳的物质，所述物质选自碳酸镁、其他碳酸盐、草酸镁和其他草酸盐，b）20‑50重量％的氧化剂，所述氧化剂选自氯酸钠、氯酸钾、氯酸锂、其它金属氯酸盐，高氯酸钠、高氯酸钾、高氯酸锂和其他金属高氯酸盐，c)1‑20重量%的碳或其他燃料，d)1‑10重量%的粘合剂，所述组分a）、b）、c）和d）一起构成所述装料总重量的90‑100重量％；‑一个用于点燃所述装料的点火装置；‑一种二氧化碳气体处理单元，用于减少产生的二氧化碳中的一种或多种副产物——其可由所述装料形成——的含量，和/或用于冷却由所述装料产生的二氧化碳气体；和‑一个由所述装料产生的二氧化碳气体的出口。

Description

化学二氧化碳气体发生器
技术领域
本发明涉及应用化学，更具体而言涉及一种化学二氧化碳气体发生器，一种含有化学二氧化碳气体发生器的装置，一种产生二氧化碳的方法，以及一种适于产生二氧化碳气体的装料（charge material）。
背景技术
使用基于化学推进剂的分解或燃烧的气体产生方法通常用于许多目的，例如，用于可充气装置（例如气袋、救生艇或救生衣）的充气，用于运行气动装置，或用在灭火装置中。
用于获得相对冷的气体的已知化学方法通常是基于固体材料在专门单元中的分解或燃烧。这些材料的形式通常为固体块材料的形式或为（松散的）填装粉末、松散颗粒或松散片剂。由这些材料的分解所产生的热气体通常借助专门的化学冷却剂或通过专门设计的特征（例如热交换器）而冷却。高温燃烧气体通过冷却剂层或热交换器，由于冷却剂的吸热分解过程或所述冷却剂对热量的吸收，气体的温度降低。所述方法在例如GB-A1,371,506中有记载。
在RU2108282中，观察到，上文引用的迄今已知的现有技术的缺点是，这些单元的相对复杂的结构。另一个缺点是，已知的气体发生器不允许或不能提供被冷却至150℃以下的气体，这限制了将这类气体发生器应用于可承受这样高的温度的系统中。进一步的缺点包括相对大量的所不希望的副产物的形成，例如一氧化碳（CO）或氮氧化物；发生器的质量大且尺寸大。对于氮气发生器，RU2108282缺点为，使用之后剩余有反应渣。这种反应渣需要对所用气体发生器进行可控拆卸，这使得它们不太适合消费类产品。
为克服上述缺点，WO01/23327提出了一种有效地产生低温氮气的气体发生装置。
因此，WO01/23327中的气体发生器包括至少一个第一主体，其包括用于产生气体（氮气）的装置，和至少一个第二主体，其包括用于产生中和剂的装置，其中装置的存在是为了使所述中和剂与所述第一主体接触以中和所述第一主体中产生的气体中的反应性反应产物（渣料），并且其中装置的存在为了根据第一主体中气体的产生以时间和/或空间间隔来实施第二主体中中和剂的产生。
WO03/009899涉及一种冷氧化学气体发生器，其能在低于50℃的温度下产生氧气。虽然这种发生器在一些应用中可以用作氮的一种替换，但是氧的反应性可能是不利的，或使所产生的气体不适合于特定的目的。通常，所述气体不能用在灭火器的应用中，并可能有助于氧化反应，例如腐蚀与氧接触的材料。
需要一种发生器替代氮或氧冷却气体的气体发生器。
发明内容
本发明的一个目的是提供这样一种替代发生器，特别是这样的替代发生器，其能克服以上所述文献中提及的气体发生器的一个或多个缺点。
具体目的在于提供一种适于产生相对冷气体的气体发生器，所述气体不含或含有相对低量的有毒或有害组分。
现已发现，可以提供适于产生相对冷的主要由不同于氮的气体分子组成的气体发生器。
因此，本发明涉及一种化学二氧化碳气体发生器，包括：
-一个装料壳体；
-一种包含在所述装料壳体中的二氧化碳气体可穿透性装料，所述装料包括
a）40-70重量％的在分解时生成二氧化碳的物质，所述物质选自碳酸镁、其他碳酸盐、草酸镁和其他草酸盐，
b）20-50重量％的氧化剂，所述氧化剂选自氯酸钠、氯酸钾、氯酸锂、其它金属氯酸盐，高氯酸钠、高氯酸钾、高氯酸锂和其他金属高氯酸盐，
c)1-20重量%的碳或其他燃料，
d)1-10重量%的粘合剂，
所述组分a）、b）、c）和d）一起构成所述装料总重量的90-100重量％；
-一个用于点燃所述装料的点火装置；
-一种二氧化碳气体处理材料，用于减少产生的二氧化碳中的一种或多种副产物——其可由所述装料形成——的含量，和/或用于冷却由所述装料产生的二氧化碳气体；和
-一个由所述装料产生的二氧化碳气体的出口。
本发明还涉及包含前述权利要求中任一项所述的气体发生器的装置，其中所述装置选自灭火装置，特别是灭火器、用于扑灭建筑物中的火的系统；可充气装置，特别是救生衣、充气艇、气袋、充气浮排（inflatable float）；和气动装置，特别是气动执行器（pneumatic actuator）、气动阀。这类装置的设计可基于本身已知的设计。
本发明还涉及适合于产生二氧化碳气体的装料，其包括
a）40-70重量％的在分解时生成二氧化碳的物质，所述物质选自碳酸镁、其他碳酸盐、草酸镁和其他草酸盐，
b）20-50重量％的氧化剂，该氧化剂选自氯酸钠、氯酸钾、氯酸锂、其它金属氯酸盐、高氯酸钠、高氯酸钾、高氯酸锂和其他金属氯酸盐，
c)1-20重量%的碳或其他燃料，
d)1-10重量%的粘合剂，
所述组分a）、b）、c）和d）一起构成所述装料总重量的90-100重量％。
本发明的装料特别适合于形成本发明气体发生器的气体可穿透性装料。
因此，本发明还涉及一种用于含有本发明装料的化学二氧化碳气体发生器的气体可透过性装料。
这种装料可制备如下：将装料或用于提供所述装料的组分a）至d）进行湿法混合，从而得到潮湿的装料；颗粒化湿法混合的装料；将该颗粒化的材料压实以得到具有所需孔隙率的产品；使该压实的产品形成所需形状的装料，例如块状，并干燥该装料。特别是，成形的装料可适于与含有该装料的壳体的内部相匹配。
本发明还涉及一种产生二氧化碳的方法，包括
-提供本发明的气体发生器；
-将分解时能产生二氧化碳的物质进行分解，从而形成二氧化碳气体；
-使所述二氧化碳气体通过多孔或气体可穿透性装料进入二氧化碳气体处理单元，之后通过该二氧化碳气体处理单元；和
-使所述气体通过所述出口。
附图说明
图1显示了本发明气体发生器的示意图。
图2显示了装料燃烧的示意图。
具体实施方式
本文所用术语“或者”意指“和/或”，除非另有指明。
本文所用术语“一”或“一个”意指“至少一个”，除非另有指明。
当以单数形式提及一个“名词”（例如一种化合物，一种添加剂等）时，也意包括复数形式，除非另有指明。
应注意的是，产生二氧化碳的装料，包括碳酸盐、铝酸盐和碳燃料，均是数十年来已知的。例如，US4,097,241涉及一种含有作为冷却剂的碳酸镁、作为氧化剂的氯酸盐和碳燃料的烟火组合物。据陈述，这一装料能产生具有约426.5℃温度的二氧化碳（第10栏，第38-42行）。
根据本发明，已发现可以在相对低的温度下产生二氧化碳气体；通常，离开装料的气体在可选的进一步冷却（特别是，这可在对离开装料的气体进行放热处理的本发明方法中实施）之前已经具有相对低的温度。根据本发明获得的相对低温的气体（离开装料之后，或在出口处）在下文中将被称为“冷气体”。该术语通常是用于具有100℃或更低温度的气体，特别是具有90℃或更低、优选70℃或更低、更优选50℃或更低温度的气体。在气体发生器出口处的气体温度通常约为室温或更高，特别是至少25℃、至少30℃或至少35℃。
根据本发明，气体可从气体发生器获得，该气体包括二氧化碳作为含量最高的组分。特别是，本发明能够提供一种具有75-100mol%、更特别是至少80mol%的CO2含量的气体。在一个非常有利的实施方案中，CO2含量为85mol%或更多，特别是90mol%或更多。
在实践中，气体发生器排出的气体中可能存在一种或多种其他气体组分。因此，CO2含量可能小于99mol%，特别是95mol%或更少，或者90mol%或更少。
得到的气体可以特别是含有浓度通常为25mol%或更小、特别是15mol%或更小、更特别是5mol%或更小、或者1mol%或更小的氧。所述氧被认为是由（高）氯酸盐产生的，因为已知（高）氯酸盐是一种优选的释放氧的化学物质（参见例如WO03/009899）。
得到的气体可含有一些水，例如约5mol%或更少。但是根据本发明可以提供一种具有相当少的、特别是在0.1-1.0mol%范围内的水的气体，而不需要特殊的措施（例如水的吸附）以除去水。
另外，已发现可以获得一种具有低含量的有毒或有害组分，或者基本不含它们的冷气体。因此，本发明可用于在一个封闭的空间中产生气体。基本上不含特别是意指小于0.05mol%，更特别是用标准气体检测管检测不到的化合物。
特别地，令人惊奇的是，使用具有基于碳酸盐或草酸盐以及氯酸盐或高氯酸盐的装料的气体发生器得到的气体具有低CO含量，或基本不含CO。本发明人发现，实质上在这类装料中，形成的CO可以大于20mol%或大于50mol%，从而超过了CO2产量。根据本发明，从所述发生器得到的冷气体通常含有明显多于CO的CO2。所述CO浓度优选为3mol%或更低，特别是1mol%或更低，更特别是0.1mol%或更低。所述CO浓度可以是0（即低于检测限），但实际上CO浓度可以是约10ppmv或更大、约40ppmv或更大、或者约100ppmv或更大。
在本发明人的研究过程中，他们进一步发现，当由基于a)碳酸盐或草酸盐、b)(高)氯酸盐、c)燃料和d)粘合剂的装料组合物生产冷气体时，可能形成氯气(Cl2)。这是不希望的，因为Cl2具有腐蚀性，不仅可能对健康造成危险，而且还可能引起与产生的气体接触的设备的腐蚀。根据本发明，可以提供一种其中氯气含量低或者在其中检测不到氯气的气体。Cl2浓度通常是1mol%或更小，特别是0.5mol%或更小，更特别是0.1mol%或更小。Cl2浓度可以是0（即低于检测限），但实际上Cl2浓度可为约1ppmv或更大，约10ppmv或更大，或者约100ppmv或更大。
此外，本发明的装料（在气体发生器中）的有利的，原因在于，所述装料能够进行放热分解（燃烧），由此产生CO2，同时使产生的气体通过其本体而对所述装料没有实质性的损害或没有不希望的体积燃烧（volumetric burning）。所述装料通常以这样一种方式放置在气体发生器中，使得在反应中产生的氧在压力差下沿着与反应前沿相同的方向通过多孔原始（未分解）装料部分。因为该过程，产生的气体由于与装料的热交换而被冷却。同时，产生的气体将反应前沿附近的装料加热到维持分解反应所需的温度。
本发明装料（气体发生器的）组合物的另一优点为，其具有低毒性。
在反应之后形成的渣料通常是由具有高的熔点和沸点的一种或多种物质形成的，并且保留在所述气体发生器内。
具有合适性能的装料的制备可以基于本身已知的方式，例如基于WO03/009899或WO01/23327中所述的方法，结合本文公开的信息、公知常识和可选地一些例行测试。
如上文所述，所述装料可被产生的气体穿透。因此有利地，所述装料为这样的结构：在所述结构中含有通道（开孔）。这种结构特别是可以由粒状材料提供，所述粒状材料中的颗粒结合在一起（通过粘合剂）。气体可以通过颗粒之间的间隙，和/或——如果颗粒为多孔性的——通过颗粒中的孔。通常，孔隙率(εp)在0.2-0.75范围内。对于每体积单位的材料，为了良好的气体流性能、良好的材料强度和良好的CO2生产率，优选的是，孔隙率在0.30-0.65范围内。特别的，用孔隙率(εp)在0.40-0.60范围内的气体可穿透性装料已经实现了良好结果。此处，εp定义为：1–(装料密度(ρch)除以最大理论组合物密度(ρc))。
有利地，所述装料具有2MPa或更大，特别是2-5MPa的抗压强度。所述抗压强度可以通过将一粒（grain）该材料放在压力机中并确定其在断裂时的力（粒度特征：圆柱形，直径44mm，长度60mm，在基部施加与其垂直的力）而测定。
分解时生成二氧化碳的物质（a）特别是可以选自碱土金属和碱金属，优选碳酸钙、草酸钙、碳酸镁或草酸镁。
从二氧化碳理论产率的观点看，希望物质‘(a)’的装料的分率尽可能高。另一方面应注意在使用过程中维持分解反应。实际上用碳酸镁已经实现了良好的效果。
装料中的分解时产生二氧化碳的物质的分率基于所述装料的重量计，优选为至少45重量％，特别是至少50重量％，更特别是至少53重量％。特别是对于碳酸盐（碳酸镁），已发现基于所述装料的重量计，其在大于55重量%,更特别是大于58重量%的分率下仍可以实现良好的效果。
为了有利的分解速率，通常优选的是，在装料中提供的分解时产生二氧化碳的物质(a)的分率为65重量%或更少，特别是62%或更少。在一个特别优选的实施方案中，该在解时产生二氧化碳的物质在装料中的分率基于装料的重量计，为约60重量%或更少，例如在40-60重量%范围内。在一个具体实施方案中，所述分率为58重量％或更少，特别是55重量%或更少。
（高）氯酸盐（b）在装料中的分率基于该装料的总重量计，优选为至少25重量％，特别是至少30重量％。特别地，所述分率可以是44重量％或更少，更特别是40重量％或更少。
作为碳的替代物，燃料(c)特别地可以选自Al,Ti,Mn,Fe,Mo,Ni,Mg,Co,Zn和Cu。
所述燃料，优选碳在装料中的分率基于装料的重量计，优选为至少2重量%，特别是至少3重量%，更特别是至少4重量%。如果是碳、铝或钛提供燃料，分率优选为9重量%或更少。特别地，所述分率可为8重量%或更少，更特别是7重量%或更少。特别是对于作为燃料的Mn,Fe,Mo,Ni,Mg,Co,Zn或Cu，有利地所述分率可大于10重量%。
作为粘合剂（d），原则上可以使用任何适于粘合其他组分以形成气体可穿透性装料的无机或有机粘合剂。明显地，所述粘合剂是一种不同于分解时产生二氧化碳的物质(a)、氧化剂(b)和燃料(c)的物质。
有机粘合剂的实例包括聚四唑、聚合树脂、硝化纤维和酚醛树脂。有机粘合剂或硅酮聚合物（silicone polymer）可以分解，从而形成了大量的水蒸汽。相对高浓度的水蒸汽的存在是不希望的，因为水可能在气体发生器的内部或外部冷凝，和/或可能促进腐蚀，尤其是因为一些二氧化碳可能会溶解在冷凝的水中从而形成一种酸性液体。所述无机粘合剂特别是可以选自水玻璃（碱金属硅酸盐）、矿物粘土和沸石。这些粘合剂特别适合提供在本发明发生器中使用的气体可穿透性装料，其中所述装料在用于实施使反应前沿穿过所述装料的实施方案之前或过程中具有足够的强度和完整性（参见下面对图1的描述）。无机粘合剂例如水玻璃（碱金属硅酸盐）、矿物粘土或沸石的一个特定的优点在于它的惰性，因此所述粘合剂通常是不分解的由此在点燃装料时形成水。优选的是钾水玻璃（K2SiO3）和钠水玻璃（Na2SiO3），特别是钾水玻璃。
所述粘合剂、优选无机粘合剂在所述装料中的分率基于装料的重量计，优选为至少3重量％，特别是至少4重量％，更特别是至少5重量％。特别是，所述分率可以是9重量％或更少，8重量％或更少，或者7重量％或更少。
在一个优选的实施方案中，本发明的装料（气体发生器中）包含a）碳酸镁、b）氯酸钠和c）碳。在一个特别优选的实施方案中，本发明装料（气体发生器中）包含a)碳酸镁、b）氯酸钠、c）碳和d）钾水玻璃。
除所述组分a）、b）、c）和d）外，所述装料可包含一种或多种附加组分（添加剂）。添加剂的总分率通常是装料总重量的高达10重量％，特别是高达5重量％。
装料中的一种或多种添加剂特别是可以选自燃烧速率调节剂、用于催化二氧化碳的生成的催化剂，和氯清除剂。
所述燃烧速率调节剂特别是可以为燃烧速率催化剂，例如MnO2,CuO,NiO,CoOx,Co3O4,Fe2O3,Na2O,Na2O2,KO2,MgFeO4,KMnO4。
装料中用于催化二氧化碳的生成的催化剂特别是可以选自能够催化C转变为CO2或催化CO转变为CO2的催化剂，例如二氧化锰/氧化铜催化剂（霍加拉特（hopcalite））。
装料中的氯清除剂可以是能够催化氯转化为例如氯化物的催化剂或能与氯反应例如由此形成氯化物的化合物。其实例包括BaO2,SiO2,CoO,Co3O4,Li2O,Li2O2,MgO,CaO,MnO2;LiAlO2,金属硼酸盐(LiBO2,Li2B4O7)，金属磷酸盐(即Li3PO4),金属铝酸盐。
本发明的气体发生器的壳体包括一个二氧化碳气体处理单元。通常，所述气体处理单元存在于装料和出口之间，使得生成的气体通过气体处理材料。所述气体处理单元可以包括一种或多种不同的气体处理材料。如果存在许多气体处理材料，它们可以在单个层或多个层中提供（当使用所述发生器时，通常相对于气体流的大致方向串联设置）。
所述气体处理单元特别是可以包括一种气体处理材料，所述气体处理材料可选自氯吸附剂、水吸附剂、能够转化CO为二氧化碳或催化一氧化碳转化为二氧化碳的材料、粒子填料(particle filters)和冷却剂。
可以提供吸热分解材料或惰性材料作为冷却剂。惰性冷却剂材料优选具有低的导热性和高的热容量。因此，优选的惰性冷却剂材料为硅酸盐（如砂）和具有类似或更高的热容量和/或类似或更低的导热性的材料。另外，特别是可以使用氧化铝、陶瓷材料或金属作为冷却剂材料。如果存在的话，冷却剂的质量通常是装料质量的1-30％，优选小于20％，更优选小于10％。惰性冷却剂，如砂或其他颗粒状材料，还可用作过滤器，以避免可能从装料或另外的气体处理材料中释放的（小）颗粒。
在一个具体实施方案中，如果存在的话，它被放置在靠近所述出口处（不仅在装料的下游，而且在其他一个或多个气体处理单元（一层或多层）的下游）。
在一个有利的实施方案中，用于冷却产生的气体的单元被设置在至少一个另外的气体处理单元的上游，特别是，它可以作为处理单元靠近装料而设置。因此，气体可以在进入例如用于移除CO或Cl2的单元之前冷却，由此改善移除效率。
在另一有利实施方案中，提供至少两个冷却单元，在两者之间设置至少一个不同的气体处理单元。例如，这在两者之间设置的气体处理单元可能引起气体温度增加（特别是由于通过放热过程除去例如CO或Cl2的单元中进行的操作的放热性质）的情况可能是有利的。
作为冷却剂的吸热分解材料在分解时优选提供二氧化碳气体。金属的碳酸盐或草酸盐，如钙或镁的碳酸盐或草酸盐在吸热反应中能够分解，从而形成二氧化碳并冷却该气体。因此，这类材料不仅可用在装料中，而且可用在装料下游的层中。本领域技术人员清楚的是，这类材料在一个单独的气体处理单元中不能形成装料本身的一部分。
氯吸附剂特别是可以选自活性炭（例如ABEK）、碱（土）金属过氧化物和超氧化物。
水吸附剂特别是可选自硅胶、沸石、氯化钙、氧化铝、氧化钡、氧化钙、硫酸钙、硫酸铜、氧化镁、硫酸镁、五氧化二磷、碳酸钾、氢氧化钾、硫酸钠、氯化锌。
能够催化CO转化为CO2的材料特别地可以是二氧化锰/氧化铜催化剂（霍加拉特），例如carulite。
气体发生器的设计可基于已知的气体发生器，特别是已知的冷气体发生器，例如WO03/009899或GB-A1,371,506中所描述的。
图1显示了本发明气体发生器的示意图。它显示了点火器（1），例如火帽（percussion cap）或电点火器，其可选地与传爆装料（booster charge）组合使用，产生多孔气体的装料（2），二氧化碳气体处理单元（3）（且可由多种不同的材料形成，未示出）；壳体（4），一个（可选的）热保护器（5）;和出口（6）。
当由点火器1点燃时，引发装料2自身维持的分解（燃烧）。反应在邻近点火器的装料表面上开始，并且该反应前沿穿过装料体向相对端出口6的方向运行。
在压力差下，由于反应而产生的二氧化碳通过未分解的装料体，在那里冷却，然后通过出口6。该出口可以提供有一个导管，以将气体引至储存瓶或使用该气体的装置中。
在一个优选实施方案中，壳体通过热保护器5免受装料分解的热量的损坏，当用于装料2时，所述热保护器5优选由二氧化硅或玻璃纤维用相同或不同的粘合剂浸渍而构成。在另一个优选实施方案中，装料2本身可提供对壳体的热保护。在此情况下，由于装料的外部被壳体4冷却，因此靠近壳体壁的通常约1.5mm厚的层不发生燃烧。
在一个优选的实施方案中，壳体4由金属例如钢、铝或钛制成。在另一个优选的实施方案中，壳体4由复合材料（塑料复合物）制成。
在装料2和出口6之间存在一个气体处理单元3。
该处理单元可以包括多个子单元（层），这已经在上文进行了更详细地描述。
一个优选实施方案中，壳体4具有手柄或把手，以便于运输。在另一个优选实施方案中，壳体4具有连接固定装置，其使气体发生器容易安装在不同装置中。这种固定装置包括螺纹端连接、凸缘连接、螺栓连接或其他本领域已知的标准连接。
图2是一个装料在准稳态燃烧过程中的示意图。左边存在一个已分解的装料部分7，（渣料）。
分解前沿8自左向右移动。计算出的理论平衡分解温度不超过1500K，优选在800-1200K范围内。释放的二氧化碳11在压力差下通过未分解的多孔装料9，从而使未分解的装料的温度10升高并降低二氧化碳气体的温度。在分解前沿后面的一小段距离处（通常约2mm至约2cm），温度降至接近初始装料温度的值。二氧化碳流在右手侧离开装料。示意显示了随装料长度的距离而变化的温度曲线10。装料中产生的气体的进一步冷却通常会发生在装料下游的气体处理单元中（图2中未示出）。
现将通过以下实施例说明本发明：
实施例
由碳酸镁、氧化剂、燃料和粘合剂组成的装料制备如下：将干粉称重之后充分混合。添加具有需要量的水分的水溶解的粘合剂,并再次充分混合，以得到均匀的混合物。然后将混合物进行颗粒化，过筛，并放入模具中，分几个步骤压实至所需的总孔隙率。将载有湿的多孔装料的模具在烘箱中在室温和150℃之间的温度范围内根据优化的干燥曲线进行干燥。之后将装料从模具中取出并目测检测。
在下表中，给出了所测试装料的组分，以及所用的气体处理单元(在气体发生器中的装料的下游)。所述装料的总重量为约100g。
*)注：当仅使用砂时，所用量不是最优的。所用量是填满测试装置中的空闲空间所需的量。
用加热的电阻丝点燃气体发生器中的装料，测量该发生器出口处的气体温度，并将产生的气体收集在袋中以备后续分析。
使用气体检测器和气相色谱法确定氯、一氧化碳、二氧化碳、水和氧的含量。
结果示于下表中。
*)试验之前将气体发生器调节为73℃
**)测试是用于加压一密闭容积，所以在这种情况下的温度包括压缩效果
***)所用气体检测管的60体积％是可以定量测定的最大值。考虑到CO和O2的浓度，可以预期的是CO2的浓度可能高于80体积％。
n.d.=无法确定。

Claims (26)

1.一种化学二氧化碳气体发生器，包括：
-装料壳体；
-包含在所述装料壳体中的二氧化碳气体可穿透性装料，所述装料包括
a)40-70重量％的在分解时生成二氧化碳的物质，所述物质选自碳酸镁、其他碳酸盐、草酸镁和其他草酸盐，
b)20-44重量％的氧化剂，所述氧化剂选自氯酸钠、氯酸钾、氯酸锂、其它金属氯酸盐，高氯酸钠、高氯酸钾、高氯酸锂和其他金属高氯酸盐，
c)1-20重量％的碳或其他燃料，
d)1-10重量％的粘合剂，
所述组分a)、b)、c)和d)一起构成所述装料总重量的90-100重量％；
-用于点燃所述装料的点火装置；
-二氧化碳气体处理单元，用于减少产生的二氧化碳中的一种或多种副产物——其由所述装料形成——的含量，和/或用于冷却由所述装料产生的二氧化碳气体；和
-由所述装料产生的二氧化碳气体的出口。
2.根据权利要求1所述的化学二氧化碳气体发生器，其中所述粘合剂为无机粘合剂。
3.根据权利要求2所述的化学二氧化碳气体发生器，其中所述无机粘合剂选自水玻璃、矿物粘土和沸石。
4.根据权利要求1所述的化学二氧化碳气体发生器，其中所述二氧化碳气体处理单元包括至少一种选自以下的材料：氯吸附剂、水吸附剂和能够将一氧化碳转化或催化为二氧化碳的材料。
5.根据权利要求1所述的化学二氧化碳气体发生器，其中所述装料包含一种或多种添加剂，选自燃烧速率调节剂、用于催化二氧化碳的生成的催化剂和氯清除剂，其总浓度高达10重量％。
6.根据权利要求1所述的化学二氧化碳气体发生器，其中所述分解时生成二氧化碳的物质的浓度在45-65重量％的范围内。
7.根据权利要求1所述的化学二氧化碳气体发生器，其中所述氧化剂的浓度在25-44重量％的范围内。
8.根据权利要求1所述的化学二氧化碳气体发生器，其中所述燃料的浓度在2-9重量％的范围内。
9.根据权利要求1所述的化学二氧化碳气体发生器，其中所述粘合剂的浓度在3-9重量％的范围内。
10.根据权利要求1所述的化学二氧化碳气体发生器，其中所述分解时生成二氧化碳的物质的浓度在50-60重量％的范围内，
所述氧化剂的浓度在30-40重量％的范围内，
所述燃料的浓度在4-8重量％的范围内，
所述粘合剂的浓度在4-8重量％的范围内。
11.根据权利要求1所述的化学二氧化碳气体发生器，其中所述分解时生成二氧化碳的物质为碳酸镁，所述氧化剂为氯酸钠，且所述燃料为碳。
12.根据权利要求1所述的化学二氧化碳气体发生器，其中所述装料为这样的结构：在所述结构中含有通道，这种结构是由粒状材料提供的，所述粒状材料中的颗粒通过粘合剂结合在一起。
13.根据权利要求1所述的化学二氧化碳气体发生器，其中所述装料具有在0.30-0.65范围内的孔隙率(εp)，所述孔隙率定义如下：
1–(装料密度(ρch)除以最大理论组合物密度(ρc))。
14.根据权利要求13所述的化学二氧化碳气体发生器，其中所述装料具有0.40-0.60范围内的孔隙率(εp)。
15.根据权利要求1所述的化学二氧化碳气体发生器，其中在所述点火装置点燃所述装料后，所述化学二氧化碳气体发生器在其出口产生具有70℃或更低的温度的二氧化碳气体。
16.根据权利要求15所述的化学二氧化碳气体发生器，其中在所述点火装置点燃所述装料后，所述化学二氧化碳气体发生器在其出口产生具有50℃或更低的温度的二氧化碳气体。
17.一种含有权利要求1所述的气体发生器的装置，其中所述装置选自灭火装置，用于扑灭建筑物中的火的系统；可充气装置；和气动装置。
18.一种产生二氧化碳的方法，包括
-提供气体发生器，包括：
-装料壳体；
-包含在所述装料壳体中的二氧化碳气体可穿透性装料，所述装料包括
a)40-70重量％的在分解时生成二氧化碳的物质，所述物质选自碳酸镁、其他碳酸盐、草酸镁和其他草酸盐，
b)20-44重量％的氧化剂，所述氧化剂选自氯酸钠、氯酸钾、氯酸锂、其它金属氯酸盐，高氯酸钠、高氯酸钾、高氯酸锂和其他金属高氯酸盐，
c)1-20重量％的碳或其他燃料，
d)1-10重量％的粘合剂，
所述组分a)、b)、c)和d)一起构成所述装料总重量的90-100重量％；
-用于点燃所述装料的点火装置；
-二氧化碳气体处理单元，用于减少产生的二氧化碳中的一种或多种副产物——其由所述装料形成——的含量，和/或用于冷却由所述装料产生的二氧化碳气体；和
-由所述装料产生的二氧化碳气体的出口；
所述方法还包括：
-将分解时能生成二氧化碳的物质进行分解，从而形成二氧化碳气体；
-使所述二氧化碳气体通过所述装料进入二氧化碳气体处理单元，之后通过该二氧化碳气体处理单元；和
-使所述气体通过所述出口。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述二氧化碳气体在100℃或更低的温度下通过所述出口。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述二氧化碳气体在70℃或更低的温度下通过所述出口。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述二氧化碳气体在50℃或更低的温度下通过所述出口。
22.根据权利要求18所述的方法，其中通过所述出口的二氧化碳气体包含至少75mol％的二氧化碳、小于0.1mol％的氯、小于0.1mol％的CO和小于1mol％的水。
23.根据权利要求22所述的方法，其中所述二氧化碳气体包含至少80mol％的二氧化碳、小于0.1ppmv的氯、小于25ppmv的CO和小于0.1mol％的水。
24.根据权利要求18所述的方法，其中所述二氧化碳气体在所述出口和存在装料的壳体内部之间的压力差下通过所述装料，所述压力差是由分解而形成的气体产生。
25.一种适于产生二氧化碳气体的装料材料，所述装料材料包括
a)40-70重量％的在分解时生成二氧化碳的物质，所述物质选自碳酸镁、其他碳酸盐、草酸镁和其他草酸盐，
b)20-44重量％的氧化剂，所述氧化剂选自氯酸钠、氯酸钾、氯酸锂、其它金属氯酸盐，高氯酸钠、高氯酸钾、高氯酸锂和其他金属高氯酸盐，
c)1-20重量％的碳或其他燃料，
d)1-10重量％的粘合剂，
所述组分a)、b)、c)和d)一起构成所述装料总重量的90-100重量％。
26.一种用于化学二氧化碳气体发生器的气体可穿透性装料，包括权利要求25所述的装料。
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