RU2282651C1 - Экзотермическая композиция - Google Patents
Экзотермическая композиция Download PDFInfo
- Publication number
- RU2282651C1 RU2282651C1 RU2005118641/04A RU2005118641A RU2282651C1 RU 2282651 C1 RU2282651 C1 RU 2282651C1 RU 2005118641/04 A RU2005118641/04 A RU 2005118641/04A RU 2005118641 A RU2005118641 A RU 2005118641A RU 2282651 C1 RU2282651 C1 RU 2282651C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composition
- iron
- articles
- water
- substance
- Prior art date
Links
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области химических источников тепла, применяемых для защиты человека от переохлаждения при длительном выполнении работ в условиях воздействия холода, при авариях и катастрофах на суше и на море, а также в медицинских грелках и устройствах для обогрева аппаратуры, приборов. Экзотермическая композиция включает порошок железа, активный уголь, нейтральный влагоудерживающий сорбент, хлорид натрия, воду и вещество для подавления процесса газовыделения, в качестве которого композиция содержит порошок моногидрата оксида железа (III) в количестве 0,1-1 вес.%. Преимущества экзотермической композиции заключаются в следующем: полностью исключается процесс газовыделения при хранении изделий, включающих композицию, что продлевает сроки хранения изделий; сохраняются тепловыделяющие свойства изделий; исключается возможность взрыва хранящихся изделий на основе теплогенерирующих композиций с использованием процесса окисления железа. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области химических источников тепла, применяемых для защиты человека от переохлаждения при длительном выполнении работ в условиях воздействия холода, при авариях и катастрофах на суше и на море, а также в медицинских грелках и устройствах для обогрева аппаратуры, приборов.
Известен ряд грелок и компрессов [US №4516564, 1985; US №5042455, 1991; US №5046479, 1991], в которых применяют составы, тепловыделение которых основано на экзотермической реакции окисления порошкообразного железа кислородом воздуха. Эту реакцию проводят в присутствии активного угля, водного раствора электролита и нейтрального сорбента.
Количественный состав реагентов экзотермической композиции, используемой в химических источниках тепла, варьируется в широких пределах и может включать [US №5233981, 1993], вес.%: порошок железа 40-75; активный уголь 1-10; нейтральный влагоудерживающий сорбент 1-40; хлорид натрия 1-10 и воду 1-40.
Существенным недостатком изделий на основе экзотермических композиций вышеприведенных патентов является процесс газовыделения при хранении. Поскольку каждый из применяемых реагентов вносит с собой в герметично закрытое изделие определенное количество окклюдированного и растворенного воздуха, начинается самопроизвольный процесс взаимодействия железа с водой, активным углем и кислородом воздуха. Продуктами этого взаимодействия [Н.Ф.Дробот, И.З.Бабиевская, К.С.Гавричев и др. Неорган. материалы, 2002, т.38. №5, с.610-615] являются газообразный водород и, как следствие, метан и диоксид углерода. На чертеже представлена характеристика (объем/время) газовыделения из 100 г экзотермической композиции, содержащей 55 вес.% порошка железа. Как видно из кривой "без подавления газовыделения", количество выделенных газов вполне достаточно, чтобы нарушить герметичную упаковку изделия, вызвав тем самым его произвольное срабатывание. Кроме того, смесь водорода и метана взрывоопасна.
Известна экзотермическая композиция, предотвращающая взаимодействие реагентов с кислородом окклюдированного или растворенного в них воздуха [US №4649895, 1987], в которой порошкообразное железо, используемое для получения тепловыделяющей композиции, предварительно обрабатывается при нагревании серусодержащими реагентами: сульфидом или сульфатом аммония, серой, тиогликолем, тиомочевиной.
Недостатком композиции является введение в технологический процесс приготовления тепловыделяющих композиций дополнительной энергозатратной операции. Кроме того, при введении в состав композиции серы неминуемо образование в процессе использования изделия сероводорода.
Технической задачей является изыскание состава экзотермической композиции, исключающего процесс газовыделения при хранении изделия.
Наиболее близким по достигаемому эффекту и по составу является состав шихты нательной грелки, приведенный в патенте JP №58-037075, 1993 (прототип), включающий, на 100 весовых частей (вес.ч.) порошка железа, 25-40 вес.ч. смеси активного угля и скорлупы кокосового ореха, 2,5-7 вес.ч. хлорида металла и 30-40 вес.ч. воды, на 100 весовых частей которой состав содержит 3-30 вес.ч. влагоудерживающего сорбента и 4-20 вес.ч. вещества для подавления газовыделения, в качестве которого используются гидроксиды кальция или натрия, либо углекислый натрий. Грелка работает в интервалах температур 64-65°С на протяжении 8 часов, при этом достижение температуры 40°С происходит приблизительно за 20 минут, а рабочих температур грелка достигает через 1,5 часа работы. Процесс газовыделения существенно подавляется и перестает наблюдаться при соотношении гидроксид кальция (натрия): порошок железа равном 0,5:35, что соответствует содержанию вещества для подавления газовыделения в пределах 0,6-0,8 вес.% общего веса шихты.
Недостатком экзотермической композиции прототипа является введение в систему реагентов, обладающих щелочными свойствами, тогда как реакция окисления железа требует кислой среды [Н.Ф.Дробот, И.З.Бабиевская, К.С.Гавричев и др. Неорган. материалы, 2002, т.38. №5, с.610-615]. Таким образом, действие реагента направлено на замедление процесса окисления, а не на нейтрализацию продуктов газовыделения, т.к. гидроксиды кальция и натрия в реакцию с водородом и метаном не вступают. Как следствие действия реагента, разогрев грелки происходит медленно, причем в шихте применяется десятикратный избыток хлорида металла для разрушения оксидной пленки, образующейся на поверхности железа.
Кроме того, гидроксиды кальция и натрия являются весьма гигроскопичными веществами, которые частично поглощают раствор электролита, необходимый для осуществления процесса тепловыделения, снижая тем самым температурно-временные характеристики изделий.
Изобретение направлено на изыскание состава экзотермической композиции, включающей вещество для подавления газовыделения путем химического взаимодействия выделяющегося водорода с указанным веществом в условиях хранения при сохранении высоких эксплуатационных (температурно-временных) характеристик изделий на основе экзотермической композиции.
Технический результат достигается тем, что предлагается экзотермическая композиция, включающая порошок железа, активный уголь, нейтральный влагоудерживающий сорбент, хлорид натрия, воду и вещество для подавления процесса газовыделения, при этом, согласно изобретению в качестве вещества для подавления процесса газовыделения, композиция содержит порошок моногидрата оксида железа (III) в количестве 0,1-1 вес.%.
Содержание основных компонентов композиции, определяющих процесс тепловыделения, может составлять любые эффективные количества.
Все эффективные количества компонентов в экзотермической композиции обеспечивают работу грелок в течение 12-18 часов.
Экспериментально установлено, что при использовании воды, как единственного источника водорода, максимально выделяемое количество газа не превышает 20 мл на 100 г композиции.
Содержание остальных указанных компонентов не влияет на процесс образования водорода.
Таким образом, существенными признаками изобретения, определяющими достижение технического результата, являются вещество для подавления процесса газовыделения и его концентрация.
Целесообразно нейтральный влагоудерживающий сорбент выбирать из ряда: вермикулит, перлит, цеолит; но могут использоваться и другие нейтральные сорбенты.
Порошок моногидрата оксида железа (III) выбирают с размерами частиц 50-80 меш (Справочник химических реактивов и лабораторного оборудования Алдрич, Россия, Евро 2003-2004, с.1084), что обеспечивает высокую удельную и реакционную поверхность для взаимодействия с водородом.
Содержание моногидрата оксида железа (III), химической формулы α-FeOOH (техническое название - гетит), обусловлено тем, что при его количестве менее 0,1 вес.% подавление процесса газовыделения малоэффективно, а при количестве более 1 вес.% газовыделение не наблюдается.
Подавление процесса газовыделения достигается следующим образом. Во время приготовления тепловыделяющей композиции и помещении ее в герметичную упаковку, туда попадает воздух, окклюдированный порошками железа, активного угля и нейтрального сорбента, а также воздух, растворенный в воде электролита. В изолированном объеме в присутствии железа, активного угля и воды происходит процесс образования водорода. Введенный в состав смеси мелкодисперсный порошок моногидрата оксида железа (III) взаимодействует с водородом по реакции
6FeOOH+H2=2Fe3O4+4Н2О,
поглощая водород и предотвращая, таким образом, накопление водорода в системе.
Ниже приведены примеры предлагаемой экзотермической композиции, не ограничивающие возможность использования составов в других соотношениях, а именно характеристики газовыделения при температуре 30°С из 100 г заявленной экзотермической композиции, помещенной в герметичную упаковку в зависимости от содержания моногидрата оксида железа (III).
Пример 1 (чертеж, кривая 1). Состав, вес %:
порошок железа | 57 |
уголь активный | 12 |
вермикулит | 6 |
хлорид натрия | 0,2 |
вода | 24,7 |
моногидрат оксида железа (III) | 0,1 |
Пример 2 (чертеж, кривая 2). Состав, вес %:
порошок железа | 44 |
уголь активный | 29 |
вермикулит | 2 |
хлорид натрия | 0,4 |
вода | 23,9 |
моногидрат оксида железа (III) | 0,7 |
Пример 3 (чертеж, кривая 3). Состав, вес %:
порошок железа | 60 |
уголь активный | 6 |
вермикулит | 9 |
хлорид натрия | 0,5 |
вода | 23,5 |
моногидрат оксида железа (III) | 1 |
Пример 4 (чертеж, кривая 4). Состав, вес %:
порошок железа | 57 |
уголь активный | 9 |
вермикулит | 16,8 |
хлорид натрия | 1,2 |
вода | 15,9 |
моногидрат оксида железа (III) | 0,1 |
Пример 5 (чертеж, кривая 5). Состав, вес %:
порошок железа | 64 |
уголь активный | 16 |
вермикулит | 6,3 |
хлорид натрия | 0,8 |
вода | 12,2 |
моногидрат оксида железа (III) | 0,7 |
Как следует из чертежа, кривая 1 и 4, - процесс газовыделения частично подавляется; кривая 2 и 5 - процесс газовыделения практически исключается; кривая 3 - процесс газовыделения исключается полностью.
Преимущества предлагаемой экзотермической композиции заключаются в следующем: исключается процесс газовыделения при хранении изделий, включающих композицию, что продлевает сроки хранения изделий; сохраняются тепловыделяющие свойства изделий; исключается возможность взрыва хранящихся изделий на основе теплогенерирующих композиций с использованием процесса окисления железа.
Claims (1)
- Экзотермическая композиция, включающая порошок железа, активный уголь, нейтральный влагоудерживающий сорбент, хлорид натрия, воду и вещество для подавления процесса газовыделения, отличающаяся тем, что в качестве вещества для подавления процесса газовыделения композиция содержит порошок моногидрата оксида железа (III) в количестве 0,1-1 вес.%.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005118641/04A RU2282651C1 (ru) | 2005-06-16 | 2005-06-16 | Экзотермическая композиция |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005118641/04A RU2282651C1 (ru) | 2005-06-16 | 2005-06-16 | Экзотермическая композиция |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2282651C1 true RU2282651C1 (ru) | 2006-08-27 |
Family
ID=37061293
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005118641/04A RU2282651C1 (ru) | 2005-06-16 | 2005-06-16 | Экзотермическая композиция |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2282651C1 (ru) |
-
2005
- 2005-06-16 RU RU2005118641/04A patent/RU2282651C1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2402633T3 (es) | Composición estabilizada para producir dióxido de cloro | |
EP0208849B1 (en) | Exothermic composition | |
ES2248859T5 (es) | Absorbente de dióxido de carbono en anestesiología | |
US6209289B1 (en) | Composition for and method of absorbing oxygen in an oxygen/carbon dioxide environment | |
JPH0420657B2 (ru) | ||
ZA200700217B (en) | Calcium hypochlorite compositions | |
WO2019058892A1 (ja) | 二酸化塩素ガスの発生方法、液性組成物、ゲル状組成物、及び二酸化塩素ガス発生キット | |
AU2004270086A1 (en) | Composition for cooling and simultaneous filtration of the gas-aerosol fire-extinguishing mixture | |
RU2282651C1 (ru) | Экзотермическая композиция | |
US20180036561A1 (en) | Portable chemical oxygen generator | |
JP2013527802A (ja) | 酸素捕捉剤への制御された水の放出 | |
KR101277378B1 (ko) | 발열체 조성물 및 이를 이용한 식품 가열기구 | |
JPS5950905B2 (ja) | 化学カイロ | |
JPH0391588A (ja) | 発熱組成物および発熱方法 | |
WO2019058891A1 (ja) | 二酸化塩素ガスの発生方法、液性組成物、ゲル状組成物、及び二酸化塩素ガス発生キット | |
JP2008222763A (ja) | 発熱性組成物用還元鉄粉及びその製造方法並びに発熱性組成物 | |
JPH06102149B2 (ja) | 酸化性組成物 | |
JPH10298542A (ja) | 食品加熱剤 | |
RU2174852C2 (ru) | Состав пускового брикета для изолирующих дыхательных аппаратов | |
JPS5869584A (ja) | 金属火災用消火剤 | |
JPH0716600B2 (ja) | 脱酸素剤 | |
JPS5865784A (ja) | カイロ | |
JP2006240931A (ja) | 水素発生方法及び水素発生剤 | |
RU2618261C1 (ru) | Аэрозолеобразующий пиротехнический состав для тушения пожаров | |
JPS61157343A (ja) | 酸素吸収剤 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080617 |