Способ получения кислорода

(19) 011 Я)5 С 01 В 13/02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ хими- жет исожет стью исимость лорода изора Н О отализатором;ЛпО ) - кри 2; йа фиг. 2ыделения кис име периодиводного растГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГНКТ ССОф(46) 07.07.90. Бюл. Иф 25(71 ) Институт новых химическихпроблем АН СССР(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КИСЛОРОДА(57) Изобретение относится кческой герерации кислорода и м Изобретение относится к способам химической генерации газов, в частности к химической генерации кислорода, используемого в медицинских целях для проведения кислородотерапии в клиниках, в машинах скорой помощи, в домашних условиях при лечении больных с хронической легочной и сердечно-сосудистой недостаточновляется обесадежно регулиния кислорода. особу кислоро" створ пероксиегулируемое откциониое от"качестве катаанца и водот. (8-1 6 мас. Й Катализатор трое ( ф 30 с) Целью изобретения япечение постоянной и нруемой скорости выделеПо предлагаемому спдоноситель - водный рада водорода - через рверстие дозируют в реаделение, содержащее влиэатора двуокйсь марграстворимый перманганав пересчете на МпО),обеспечивает очень быс быть использовано в медицине. С цельюобеспечения постоянной и надежно регулируемой скорости выделения кислорода водный раствор пероксида водорода дозируют через регулируемоеотверстие в реакционное отделение,содержащее в качестве катализаторадвуокись марганца и водорастворимыйперманганат в количестве 8-15 мас,7.в пересчете на МпО, При многократном прерывании и возобновлении процесса быстродействие каталитическойсмеси и равномерность вьщелениякислорода сохраняются . 2 табл., 2 ил разложение пероксида водорода вовсем реакционном объеме, Скоростьвыделения кислорода определяетсятолько скоростью подачи жидкого клородоносителя на катализатор и мподдерживаться на заданном уровнедлительное время. Возможны плавная регулировка скорости потока кислородав рабочем режиме (переход на другую .скорость генерации не требует остановки процесса), многократные прерывания и возобновления процесса,На Лиг. 1 показана скорости выделения кис 11 У.-ного водного раств времени контакта с кат МпО + КМпО (8 мас.Х 1 вая 1 и МпО - кривая зависимость скорости в лорода от времени в реж ческой подачи 117.-ноговора. О (подача Н О в реакционноеотделение прекращается через.10 и30 мин и возобновляется через 20 минцосле начала генерации), катализатор,: МпО + КМпО (15 мас.% МпО)кривая 1; МпО - кривая 2.Чистая МпО эффективна лишь наначальных стадиях процесса получения кислорода, когда обЪемы реакционного раствора невелики. С увеличением объема реакционного растворакаталитическая активность снижается.При равномерной подаче водного раствора пероксида водорода в реакционное отделение с МпО кислород выделяется неравномерно (разброс скорости выделения О от средней достчгает 60%), а после отключения подачи кислородоносителя газ выделяетсянепроизводительно более 10 мин(фиг. 1, кривая 2), Непроизводительные потери кислорода возрастаютв переменном режиме работы генератора, так как при его повторных запусках увеличиваются время выходагенерации на .рабочий режим, неравномерность скорости выделения газаи время замедления генерации послеотключения подачи кислороцоносителяв реакционное отделение (фиг. 2кривая 2). В присутствии МпО скорость выделения газа зависит нетолько от количества подаваемого накатализатор кислородоносителя, нои от объема реакционного раствора,температуры и многих других факторов.При использовании в качестве катализатора двуокиси марганца с добавками водорастворимого перманганата (8-15 мас.% Мп 04) скорость выделения кислорода определяется толькоколичеством вводимого в контакт скатализаторбм кислородоносителя.Катализатор, содержащий менее 8 мас.%МпО, не обеспечивает равномерностьи надежчую регулировку скорости выделения кислорода. Введение более15 мас.% МпО, нежелательно, поскольку образующаяся при контакте пероксида водорода с перманганатом коллоидная двуокись марганца в эначитель"ных количествах уносится гаэовьм по"током, что требует установки дополнительных поглотительных устройстви усложняет способ,При оптимальном содержании перманганата (8-15 мас.% МпО,) в катаяитической смеси время выхода про 40 45 5 О 55 да через регулируемое отверстие подается иэ верхнего в нижнее реакционное отделение с катализатором. Катализатор, представляющий собой двуокись марганца с добавками водорастворимого перманганата (8-15 мас.% МпО,), обеспечивает очень быстрый (менее 30 с) распад Н О во всем реакционном объеме, Для выделения 100 дм кислорода требуется 3 г каталитической смеси. Скорость выделения кислорода зависит только от количества вводимого через регулируемое отверстие в реакцонное отделение кислородоносителя, что обеспечивает надежность регулирования скорости выделения кислорода изменением количества вводимого в контакт с катализатором пероксида водорода.П р и м е р 1 . Кислород получают в генераторе индивидуального пользования, представляющем собой емкость, разделенную по высоте на два отделения, из которых верхнее (объемом цесса выделения кислорода на рабочий режим не превышает 30 с, а период замедления генерации после прекращения подачи кислородоносителядлится не более 1 мин. Скорость выделения кислорода практически постоянная (фиг . 1, кривая 1 ), Разбросскорости выделения 0 от средней восновном периоде не более 5%.Характер кривых не изменяется ипри повторных запусках генератора,вплоть до полного расходования кис"лородоносителя (фиг. 2, кривые 1).В состав катализатора могут входить любые растворимые в воде солис анионом МпО, поскольку природакатиона не влияет на активность каталитнческой смеси, Способ допускаетиспользование растворов в широкомдиапазоне концентраций пероксидаводорода, так как скорость выделения кислорода определяется количеством подаваемого в реакционную камеру кислородоносителя и не зависитот объема раствора,Способ может быть реализован влюбом устройстве, включающем двесообщающиеся через регулируемое отверстие емкости, расположенные однанад цругой, и линию выравнивания давления в этих емкостях.Сущность способа заключается вследующем,135 Водный раствор пероксида водоро,83,4 31 88,8 92,5 33 35 0,0 37 л м 4,0ф 3,5 2,7 39 14,1,г,3 5 7 3 20,325,8 8 0 5 152200 см) служит для помещения и хранения кислородойосителя, а нижнее(объемом 2500 см) - для помещенияи хранения катализатора и осущест.вления каталитического распада. Перегородка между отделениями снабженафильтрующим устройством и вентилемручного регулирования количества подаваемого жидкого кислородоносителяв отделение с катализатором. Генератор имеет линию выравнивания давления в отделениях с катализатороми кислородоносителем, необходимуюдля обеспечения стабильного потокакислородоносителя и расположеннуюв одной емкости с отделениями. Контроль расхода кислородоносителя осуществляется с помощью уровнемера,Необходимый поток кислорода устанавливается с помощью регулировочноговентиля по показаниям ротаметра, Вен- .тиль позволяет регулировать скоростьвыделения кислорода 0,5 - 1 О л/мин.Генератор изготовлен из нержавеющейстали, не требует дополнительныхисточников энергии и может быть использован как компактное переносное,работающее автономно устройство срегулируемой в широком диапазонескоростью выделения кислорода. Генерируемый кислород пригоден дпя дыха-.ния (влажность 70-80 отн. %, температура 25-30 С),2000 смЗ 12%-ного раствора КОзагружают в верхнее отделение генератора и равномерным потоком подают в нижнее отделение с каталитической смесью (2,7 г МпО, 0,3 гКМпО).Скорость выделения и объем выделяющегося кислорода в зависимости отвремени протекания процесса приведены в табл, 1 . П р и м е р 2. Кислород. получают 30в генераторе, описанном в примере 1,Раствор Н О (12%-ный) добавляютравномерным потоком в нижнее отделение с каталитической смесью (2,5 гМпО и 0,5 г МпО). Способ осущест вляют, периодически подавая кисло"родоноситель (в течение 5 мин) ипрекращая его подачу (в течение5 мин).Результаты опыта приведены в 40 табл. 2.Т а б л и ц а 2, Продолжение табл.2 18;0 8,0 18,0 20,0 23,0 26,0 57 О,О,57,5 60,0 62,5 65,5 13 14 43 44 3,0 68,5 71,0 73,0 34,0 34,0 34,0 16 г,О,73,0 73 0 34,0 36,038,0 2,0 3 0,02 од и,и неодгаза. 3,0 35 Формул зоб е ния Способ получения кислорода дозированным введением водного раствора пероксида водорода в реакционное отделение, содержащее в качестве катализатора двуокись марганца, о т. л и " чающийс я тем, что, с целью обеспечения постоянной и надежно регулируемой скорости выделения кислорода, в процессе используют катализатор, дополнительно содержащий водорастворимый перманганат в количестве 8-15 мас.% в пересчете на 1 фо,О 31 1,0 49 52,0 54,5 56,5 57,5 47,047,047,047,0 47,0 48 О Продолжение табл, 2 Таким образомпреимуществлагаемого способа перед извесзаключаются в том, что он позбыстро в течение 30 с послеконтактирования кислородоносикаталитической смесью) получаделяющийся с постоянной и надрегулируемой скоростью кислоркроме того он реализуется прнократных запусках генератора пред ным оляет ачала еля с ь вы- жно1576482 4 д 5 д ВРУУ, ми ю, нию фиа Составитель Л. Поповаактор Н. Гунько Техред И.Ходанич Корректор Н, Ревская Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород а, 10 Гаг Заказ 1826 Тираж 406 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5