DE3320884A1

DE3320884A1 - Chemisches mittel zur sauerstofferzeugung

Info

Publication number: DE3320884A1
Application number: DE19833320884
Authority: DE
Inventors: Galina Petrovna Chudosovceca; Ljudmila Jakovlevna Filimonova; Petr Moiseevi&ccaron; Gorovec; Viktor Semenovi&ccaron; Masljaev; Evgenij &Scaron;neerovi&ccaron; Sagalovskij; Ljubov Alekseevna Doneck Zbor&scaron;&ccaron;ik
Original assignee: Donetsky Politekhnichesky Institut; VNII GORNOSPASATE
Current assignee: Donetsky Politekhnichesky Institut; VNII GORNOSPASATE
Priority date: 1983-01-17
Filing date: 1983-06-09
Publication date: 1984-07-19
Also published as: GB2134504A; FR2539308A1; FR2539308B1; GB2134504B; DE3320884C2; US4490274A; GB8316200D0; SU1197679A1

Description

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CHEMISCHES MITTEL· ZUR SAUERSTOFFERZEUGUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf chemische Mittel für Sauerstofferzeugung, der für Atmungs- misehungen bestimmt ist. Besonders zweckmässig ist die Verwendung der Erfindung als initiierendes Brikett für die Sauerstofferzeugung zu Beginn der Arbeit des isolie-

chetaisch,

renden Atmungsgeräts auf der Basis von geminaenem Sauerstoff. Die Erfindung kann auch in anderen Atmungsgeräten ihre Anwendung finden, wo es notwendig ist, während einer kurzen Zeitdauer eine ausreichende Sauerstoffringe zu entwickeln.

Die Entwicklung einer ausreichenden Säuerstoffmenge ist besonders in Schachtselbstrettern notwendig, die bei den Störungen unter Tage eingesetzt werden, die mit der Bildung einer atmungstauglichen Atmosphäre,beispielsweise beim Brand sowie Methan- und Kohleausbruch»verbunden sind.

Gegenwärtig sind in der Technik in seiner Zweckbestimmung analoge chemische Mittel bekannt, die den für Atmung geeigneben Sauerstoff entwickeln. In der FR-PS A62d 9/00 ist ein chemisches Mittel in Form eines gegressten Blocks, der den Atmungssauerstoff entwickelt, beschrieben. Das Mittel zeichnet sich durch folgende Komponenten (in Gev/. Teilen) aus:

Natriumchlorat 92

SiliziumAtagnesiura-Gemisch (1·!) 3 Kupferoxid I

Nickeloxid 4.

Das chemische Mittel, erhalten durch Vermischen der Komponenten einer entsprechenden Kornzusammensetzung, wird nach dem Erhitzen auf 200⁰C unter Druck gepresst. Die Entwicklung des Sauerstoffs wird nach einem beliebigen Verfahren erreicht, das eine für die Erzielung der Reaktion in dem chemischen Mittel selbst notwendige Temperatursteigerung hervorruft. Die gepressten Blöcke kann man als Quelle zur Versorgung mit Atmungssauerstoff verwenden.

Der Hachteil des Mittels besteht darin, dass es bei seiner Zersetzung zu einer Chlorentwicklung kommt, wobei für die

Aufnahme des Chlors ein bedeutender Anteil des Mittels benutzt werden muß.

Ein anderes in der Technik bekanntes chemisches Mittel, das für ähnliche Zwecke bestimmt ist, ist ein in US-PS 3702305 beschriebenes T.L. Tompson - Mittel, das als Basis einen sauerstoffhaltigen Stoff, wie Alkalichlorat, 1,0-20 Gew.% Natriumperoxid (bzw. ein Gemisch der Oxide und zwar Natriumoxid und rlatriumperoxid in einer Menge von 0,5 bis 20 Gew.%), 15 Gew.;5 Alkaliperchlorat sowie ein Aktivierungsmittel enthälb. Das letztere enthält auch Natriumchlorat und Natriumoxid (oder ein Gemisch der Oxyde) als Katalysator.

Die Zersetzungstemperatur von liatriumchlorat beträgt 350⁰C.

Die Umsetzungsreaktion von Natriumoxid mit iiatriumchlorat sowie die Oxydationsreaktion von Natriumoxid sind exotherm. Durch diese Reaktionen kommt es zur Entwicklung von Wärme, die zur Zersetzung einer sauerstoffhaltigen Komponente, des Natriumchlorats, erforderlich ist. Bei der Zersetzung des Mittels ist die Bildung von freiem Chlor möglich.

Der Nachteil des T.L. Thompson -Mittels besteht darin, dass bei seiner Zersetzung das toxische Chlor in der Atmungsmischung entv/ickelt wird, was die Verwendung von effektiven Chlorsorptionsmitteln erforderlich macnt.Darüberhinaus sieht dieses Mittel keine feuchtigkeitsabsobierende Komponente-vor,die die Feuchtigkeit ausscheidet,die für die Aktivierung eines Regenerativproduktes auf der Basis von Kaliumhyperoxid zu Beginn der Arbeit des Atmungsgerätes notwendig ist.

Es ist unmöglich, Brikett5 aus diesem Mittel in Atmungsgeräten bei unterhalb minus 5°C liegenden Temperaturen zu verwenden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein chemisches Mittel zu entwickeln, das bei der Aktivierung . Sauerstoff in einer zu der Entwicklung einer Atmungsmischung ausreichenden Menge erzeugt und das dabei

keine toxischen Gase bei der Zersetzung bildet, die Feuchtigkeit bei der Verwendung des Mittels als initiierendes Brikett des isolierenden Atmungsgerätes mit chemisch gebundenem Sauerstoff auf der Basis von Kaliumhyperoxid erzeugt und sich mit einer hinreichenden Geschwindigkeit bei Minustemperaturen von höchstens minus 1O°C zersetzt.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass in dem chemischen Mittel, das bei der Aktivierung Sauerstoff entwickelt, der für Atmungsmischun^en bestimmt ist,und das sauerstoffhaltige Stoffe und Aktivierungszusätze vorsieht, die sauerstoffhaifcigen Stoffe Kaliumhyperoxid und Natriumoxid enthalten und die Aktivierungszusätze Aluminiumtrihydroxid, Mangandioxid und Aluminiumpuder bei folgendem Verhältnis der Komponenten (in Gew.%)_; ITatriumperoxid Na₂O₂ 10-20

Aluminiumtrihydroxid Al(OH)₃ 15-25 Mangandioxid MnO₂ 5-7

Aluminiumpuder Al 2,5-3,5

Kaliumhyperoxid KO₂ alles übrige enthalten.

Dieses Mittel macht es möglich, den für die Atmung geeigneten Sauerstoff zu erhalten, sowie die Feuchtigkeit für die Einführung in die Atmungsmischung zu erzeugen, was bei der Verwendung des Mittels als initiierendes Brikett besonders wichtig ist. Ausserdem ist das Mittel auch, bei Minustemperaturen von höchstens 10⁰C arbeitsfähig.

Im weiteren wird die Erfindung an Hand einer ausführlichen Beschreibung der Beispiele für ihre konkrete Ausführung erläutert.

Das erfindungsgeraässe Mittel für Erzeugung ^von Sauerstoff wird in einer der Varianten seiner Verwendung für die Herstellung von initiierenden Briketts für isolierende Atmungsgeräte mit chemisch gebundenem Sauerstoff auf der Basis von Kaliumhyperoxid angewandt.

Man stellt an initiierende Briketts Anforderungen,

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Sauerstoff in einer kurzen Zeitspanne in einer zur Atmung ausreichenden Menge zu entwickeln sowie keine toxischen Beimengungen zu enthalten. Ausserdem soll das Brikett gegen Einwirkung hoher und niedriger Temperatur beständig sein. Ss ist erwünscht, dass dieses. Brikett für eine aktive "Wasserstofferzeugung am Anfang der Arbeit de3 Atmungsgerätes Feuchtigkeit zu isolieren vermag.

Den gestellten I'orderungen entsprechen briketts, die aus dem erfindungsgemässen Kittel hergestellt sind, das als sauerstoffhaltige Stoffe Kaliumhyperoxid und Natriumoxid und als Aktivierungszusätze Aluminiumtrihydroxid, Mangandioxid und Aluminiumpuder bei folgendem Verhältnis der Komponenten (in Gew.%)·

Natriumperoxid Ha₂Op 10-20

Al uminiumtri hydroxid Al (Oil) ^ 15-25 Mangandioxid RInO₂ 5-7 Aluminiumpuder Al 2,5-3,5 Kaliumhyperoxid KO₂ alles übrige enthält.

Die Verwendung von Kaliumhyperoxid und Natriumperoxid als sauerstoffhaltige Stoffe beseitigt die Entwicklung toxischer Gase. Diese Stoffe sind reaktionsfähiger als Alkalichlorate.

Die Verwendung der Aktivierungszusätze in dem erfindungsgemässen Mittel ist dadurch bedingt, dass das Aluminiumtrihydroxid Feuchtigkeit ausscheidet, die für die - Sauerstofferzeugung aus dem Brikett und für die Aktivierung des regenerativen Produktes auf der Basis von Kaliumhyperoxid im Atmungsgerät am Anfang seiner Arbeit notwendig ist. Das Mangandioxid dient als Katalysator für die Zersetzung von Natriumperoxid, da das liatriumperoxid in festem Zustand den ganzen Sauerstoff nicht abgibt.

Das Verfahren zur Herstellung von erfindungsgemässem Mittel besteht in dem Vermischen der Äusgangskomponenten mit einer bestimmten Kornzusammensetzung und die Herstellung des initiierenden Briketts bestellt in dem

Pressen zu Tabletten einer erforderlichen Form und erforderlicher Abmessungen unter einem bestimmten Druck.

In dem beschriebenen konkreten Beispiel, in dem das Mittel als initiierendes 3rikett für das isolierende Atmungsgerät eingesetzt wird, wird das Brikett in ein Netzglas mit Deckel eingebracht und dann in einen Sitz des Regenerativfutters aufgestellt.

Beispiel 1

Die Briketts wurden aus dem erfindungsgeraässen Kittel mit einer Eiasse von 44 bis 45 £ bei folgendem Verhältnis der Komponenten (in Gew.%) r

Kaliumhyperoxid 50,0

Natriumperoxid 16,5

Aluminiumtrihydroxid 25,0

Mangandioxid 5,0

Aluminiumpuder 3,5

hergestellt.

Der bei der Zersetzung der 3riketts entwickelte Sauerstoff enthält keine toxischen Beimengungen. In den 10-12 Sekunden nach dem Beginn der Zersetzung entnommenen Gas wurden ausser den Wasserdämpfen keine Beimengungen nachgewiesen. Die Massenkonzentration der V/asserdämpfe im Gas bei 20⁰C und bei einem Druck von 101,3 k Pa (760 Torr) betrug höchstens 100 mg/1. Die Menge des entwickelten Sauerstoffes betrug 5,6-5,7 Liter (in diesem Beispiel und in den nachstehenden Beispielen wird das Volumen zu den genormten physikalischen Bedingungen gebracht). Die Dauer der Sauerstoffentwicklung bei einer Temperatur von 20 bis 25°C machte 30-32 Sekunden und bei einer Temperatur von minus 10⁰C 43-45 Sekunden aus. Bei einer Prüfung gegen Hochtemperaturen zeigte das Brikett Beständigkeit bei 98-102⁰C. Die verbrauchte Brikettmasse wird bei der Zersetzung nicht gebläht und zerfließt nicht. Beispiel 2

Die Briketts wurden aus dem erfindungsgemässen Mittel mit einer Masse von 44 bis 45 g bei folgendem

Verhältnis der Komponenten (in Gevv.%)

Xaliumhyperoxid 56,0

l'Iatriumperoxid 20,0

Aluminiumtrihydroxid 15,0

Mangandioxid 6,0

Aluminiumpuder 3,0

hergestellt.

Die älenge des entwickelten Sauerstoffes betrug 5,3-5,5 Liter. Die Dauer der Säuerstoffentwicklung bei einer Temperatur von 20 bis 25°C machte 52-55 Sekunden und bei einer Temperatur von minus 10⁰C 67-70 Sekunden aus. Das"Brikett zeigt Beständigkeit bei einer Prüfung gegen Temperaturen von 98-102⁰C. Die verbrauchte Brikettmasse wird bei der Zersetzung nicht gebläht und zerfließt nicht.
Beispiel 3

Die Briketts wurden aus dem erfindungsgemässen Mittel mit einer Masse von 44 bis 45 g bei folgendem Verhältnis der Komponenten (in Gew.%) _s Kaliumhyperoxid 60,0

Natriuraperoxid 10,0

Aluminiumtrihydroxid 20,5 Mangandioxid 7,0

/--· Aluminiumpuder 2,5

hergestellt.

Die Menge des entwickelten Sauerstoffes betrug 6,1-6,3 Liter. Die Dauer der Sauerstoffentwicklung bei einer Temperatur von 20 bis 25°C machte 63-65- . Sekunden und bei einer Temperatur von minus 10⁰C 73-75 Sekunden aus. Das Brikett zeigt Beständigkeit bei einer Prüfung gegen Temperaturen von 98-102⁰C.Die verbrauchte Brikettmasse wird bei der Zersetzung nicht gebläht und zerfließt nicht.

Beispiel 4

Die Briketts wurden aus dem erfindungsgemässen Mittel mit einer !«lasse von 44 bis 45 g bei folgendem Verhältnis der Komponenten (in Gew.%)·

Kaliumhyperoxid 67,5

Natriumperoxid 10,0

Aluminiumtrihydroxid 15*0

Mangandi oxid 5,0

Aluminiumpuder 2,5

hergestellt.

Die Menge des entwickelten Sauerstoffes betrug 5,9-6,1 Liter. Die Dauer der Sauerstoffentwicklung bei einer Temperatur von 20 bis 25°C machte 190-210 Sekunden aus. Das Brikett zeigt Beständigkeit bei einer

Prüfung gegen Temperaturen von 98-102⁰C. Die verbrauchte Brikettmasse wird bei der Zersetzung nicht gebläht und zerfließt nicht.

Beispiel 5

Die Briketts wurden aus dem erfindungsgemässen Mittel mit einer Masse von 44 bis 45 g bei folgendem Verhältnis der Komponenten (in Gcvj.%)*

Kaliumhyperoxid 44,5

Uatriumperoxid 20,0

Aluminiumtrihydroxid 25,0

Mangandioxid 7,0

Aluminiumpuder 3,5

hergestellt.

Die Menge des entwickelten Sauerstoffes betrug 5,4-5,6 Liter. Die Dauer der Sauerstoffentwicklung bei einer Temperatur von 20 bis 25°C machte 28-30 Sekunden und bei einer Temperatur von minus 10⁰C 45-48 Sekunden aus. Das Brikett zeigt Beständigkeit bei einer Prüfung gegen Temperaturen von 98-102⁰C.Die verbrauchte Brikettmasse wird bei der Zersetzung nicht gebläht und zerfließt nicht.

Somit werden die initiierenden Brikette, die aus dem erfindungsgemässen Mittel hergestellt sind, den Anforderungen gerecht, die bei der Entwicklung von iso-35· lierenden Atmungsgeräte mit chemisch gebundenem Sauerstoff auf der Basis von Kaliumhyperoxid erhoben werden.

Claims

ν . F - υ N E R EBBINGHAUS FINCK

PATENTANWÄLTE EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

MARIAHILFPLATZ 2 & 3, MÜNCHEN 9O POSTADRESSE: POSTFACH 95 O1 6O, D-8OOO MÖNCHEN 95

Vsesojuznyj nauSno-issledovatel"skij
institut gornospasatel'nogo dela

Doneckij politechniceskij institut

DEAA-31102.4 9. Juni 1983

CHEMISCHES MITTEL ZUR SAUERSTOFFERZEUGUNG PATEIiTAiVSPRUCH_:

Chemisches Mittel, das bei der Aktivierung Sauerstoff entwickelt, der für Atmungsmischungen bestimmt ist, das säuerstoffhaltige Stoffe und Aktivierungszusätze enthält, dadurch gekennzeichnet, dass es als sauerstoffhaltige Stoffe Kaliumhyperoxid und Natriumperoxid und als Aktivierungszusätze Aluminiumtrihydroxid, Mangandioxid und Aluminiurapuder bei folgendem Verhältnis der Komponenten, in Gew.%

Ilatriumperoxid NapOp 10-20

Aluminiumtrihydroxid Al(OH)₃ 15-25

Mangandioxid MnO₂ 5-7

Aluminiumpuder Al 2,5-3,5 ·

Kaliumhyperoxid KOg alles übrige

enthält.