Форум ребризер-дайверов

По вопросам регистрации на форуме в связи с нехождением почтовых уведомлений обращайтесь электронной почтой на c v n 67 (гав) m a i l (dot) r u
Текущее время: 16 июл 2018, 11:42

Часовой пояс: UTC + 3 часа




Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 19 ]  На страницу 1, 2  След.
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Регенеративное вещество
СообщениеДобавлено: 01 мар 2009, 18:06 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 09 фев 2009, 20:23
Сообщения: 1816
Откуда: Санкт-Петербург
Disclaimer Каюсь, грешен, про регенерацию знаю немного. Ну, что знал - то и написал, для понимания, надеюсь, хватит.

Регенерация. Ужасы и реалии.
В отличие от поглотителя углекислоты регенеративное вещество не только поглощает углекислый газ, но еще и выделяет при этом кислород. Ну и греется, конечно. Регенеративные вещества как таковые - это оксиды, пероксиды, надпероксиды и озониды щелочных металлов. Плюс немного щелочи и асбеста в качестве связующего. Отличие названий - в количестве связанного кислорода.

Вообще по слухам первыми пародию на регенерацию стали использовать то ли немцы, то ли французы. В качестве поглотителя СО2 использовался оксид натрия NaO, что давало по реакции 4NaO + 2CO2 -> 2Na2CO3 + O2 коэффициент регенерации 0,5. Но этого было мало. Пероксиды тоже давали коэффициент регенерации 0,5. Поэтому изобрели "оксилит" - надпероксид калия или К2О4. Калий - самый малоагрессивный из щелочных металлов. Пероксиды натрия и лития оказались очень агрессивными даже по сравнению с калием.

Тут надо сделать мало-мало отступление. Коэффициент регенерации - это соотношение объемов поглощенного СО2 к выделившемуся кислороду. Т.е. вещество с коэффициентом регенерации 0,5 на поглощенный 1 литр СО2 выделяет 0,5л кислорода. У пероксида калия коэффициент регенерации - 1,5. Конечно, идеальным вариантом было бы вещество с коэффициентом регенерации 1. Но увы, чистых веществ с коэффициентом регенерации 1 - нетути. Теоретически возможно замешать пероксиды с надпероксидами чтобы вышел коэффициент регенерации 1, примерно так - K2O2 + K2O4 + 2CO2 -> 2K2CO3 + 2O2, т.е. молярные соотношения будут 1 к 1, но как на практике ведет себя такая смесь - мне не ведомо. По слухам, ВПВ является как раз такой смесью, с небольшим преобладанием надпероксида калия, чтобы коэффициент регенерации слегка превышал 1 на случай "мало ли чего" ;) Надо еще сказать, что в чистом виде коэффициент регенерации не будет равен 1,5 просто за счет наличия в контуре некоторого количества влаги - выдох, конденсат, которая будет разлагать регенеративное вещество по схеме, например, K2O4 + H2O -> 2KOH + O2, так что кислорода в контур будет выделяться несколько поболее.

Вообще оксиды, а уж тем более пероксиды щелочных металлов очень неровно дышат по отношению к воде. Соответственно они весьма бурно реагируют на большое количество воды в контуре. Если там с ХПИ все просто - ну затопили контур, ну пропала коробка, то с регенерацией все гораздо более чревато. Вода провоцирует бурное разложение вещества с выделением кислорода, щелочи и тепла по схеме K2O4 + 2H2O -> 2KOH + O2 + Q. Выделяющийся кислород вспенивает горячую жидкость, содержащую щелочь. Потоком газа эту пену забрасывает
в мешок и даже в шланг вдоха, откуда она вполне может попасть в рот, в трахеи и пищевод неудачника-дайвера. Малые количества воды, содержащиеся в выдыхаемой в контур газовой смеси, конечно, такого катастрофического действия не оказывают, просто мало-мало добавляют кислорода в контур.

Так же оксиды и пероксиды щелочных металлов, как и все сильные окислители, очень бурно реагируют на нефтепродукты. Отчего, кстати, на лодках неоднократно бывали (да наверное и сейчас бывают) пожары при приборках, когда некие криворукие личности ухитрялись ронять весьма нередко промасленную ветошь в недра регенерационной установки.

Теперь давайте посчитаемся.
Молярные массы веществ, г/моль
K2O2 - 2*39+2*16= 110
K2O4 - 2*39+4*16= 142
Na2O2 - 2*23+2*16 = 78
Na2O4 - 2*23+4*16 = 110

Реакция поглощения углекислого газа в целом выглядят абсолютно идентично для всех щелочных металлов.
2K2O2 + 2CO2 -> 2K2CO3 + O2 + Q или K2O2 + CO2 -> K2CO3 + 0,5 O2 + Q
2K2O4 + 2CO2 -> 2K2CO3 + 3O2 + Q или K2O4 + CO2 -> K2CO3 + 1,5 O2 +Q

Обьемное содержание кислорода в 1кг вещества в расчете на 100% чистоту (округленно)
K2O2 - 203л
K2O4 - 315л
Na2O2 - 287л
Na2O4 - 407л

Поглощаемый объём углекислого газа и выход кислорода из 1кг вещества в расчете на 100% чистоту (округленно)
K2O2 - 203 л СО2 - 102 л О2
K2O4 - 158 л СО2 - 237 л О2
Na2O2 - 287л СО2 - 144л О2
Na2O4 - 203л СО2 - 305л О2

Соответственно, при практическом применении этих цифр их надо делить минимум на 2 (поправка на пористость вещества), потом еще на 2 (поправка на неполную отработку вещества), и брать процентов 80 от полученного значения, т.к. вещество все равно не чистое, либо считать исходя из состава конкретного вещества

Примерами рецептур регенеративных веществ являются
Пусковой брикет ПБ-4, ПБ-5 и брикет дополнительной подачи кислорода ДП-Т :
NaO2 - 15%, KO2- 40%, KHSO4 - 40%, Al (пудра)- 3%, асбест - 2%
Блочный продукт РБ-5 : NaO2 - 25%, KO2 - 70%, Ca(OH)2 - 3%, асбест - 2%
Блочный продукт РБ-4 : КО2 - 83%, СаО - 15%, асбест - 2%
Вещество Б – 2и : NаО2 – 71%, Nа2О2 – 11%, Са(ОН)2 – 15%, NаОН – 3%
Вещество РПС : КО2 - 66,7%, КОН - 10,5%, К2СО3 - 18,1%, СаО - 22,5%
Вещество ОKЧ-3 : КО2 - 83,1%, КОН - 0,2%, К2СО3 - 1,6%, асбест - 2%, СаО - 13%

В догонку.
Небезынтересное чтиво для интересующихся химией регенеративных веществ Регенеративные продукты нового поколения: технология и аппаратурное оформление: Монография, оригинал тут http://window.edu.ru/window_catalog/redir?id=56831&file=k_Putin.pdf

А мы ее на всякий случай подвесим на сайте, чтобы не потерялась


Вложения:
Регенеративные продукты нового поколения.pdf [1.85 МБ]
Скачиваний: 2537
Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Регенеративное вещество
СообщениеДобавлено: 18 июн 2013, 07:03 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 09 фев 2009, 20:23
Сообщения: 1816
Откуда: Санкт-Петербург
Ашшо в тему.
http://rebreather.org.ua/viewtopic.php?p=17999#p17999

Пройдусь тапками по высказанному
chrondar писал(а):
2. Соотношение ХПИ и О-3 в аппарате выбрано таким образом, чтобы обеспечить поглощение СО2, выделенного организмом пловца, и одновременно обеспечить ДГС необходимым количестком О2. Однако чтобы исключить демаскирование пловца за счет вытравливание избытков ДГС из дых.мешка, а также обеспечить примерно равный уровень РРО2 в контуре при изменении условий плавания БПП (изменение физической нагрузки на БПП), ХПИ и О-3 разнесены относительно друг друга и размещены каждый в отдельной канистре, т.е. поток выдыхаемой газовой смеси идет параллельными путями в аппарате. При увеличении физической нагрузки на БПП, процент Н2О

Андрей, тут стопудово у тебя опечатка, причем грубая. При увеличении нагрузки растет потребление
О2, и выделение СО2
chrondar писал(а):
в выдыхаемой газовой смеси будет увеличиваться, что будет приводить к росту количества О2, выделяемого веществом. Т.о. можно сделать вывод: ХПИ и О-3 в аппарате выполняют различные задачи, ХПИ - поглощает выдыхаемый СО2, а О-3 обеспечивает в зависимости от нагрузки БПП необходимое количество О2.

Соотношение ХПИ и О-3 в аппарате выбрано таким образом, чтобы обеспечить не только поглощение
СО2 и выделение О2, но и, в первую очередь, для обеспечения в среднем отрицательного коэффициента
регенерации, что дает при постоянной глубине беспузырную работу, а т.к. в контуре кислород, то
риск гипоксии снижается. И Крег при любой раскладке будет отрицательным. Следите за руками.
Реакция идет по суммарной схеме

Канистра ХПИ
2Ca(OH)2 + 2CO2 -> 2CaCO3 + 2H2O + Q
Канистра О-3
2K2O4 + 2CO2 -> 2K2CO3 + 3O2 + Q
K2O4 + 2H2O -> 2KOH + O2 + Q

Поскольку у нас канистр две, то чисто статистически справедливо полагать, что поток газа делится
пополам. Практически, это не так за счет несколько большего сопротивления дыханию
канистры с О-3 - сказывается оплавление зерен за счет реакции воды с СаO.

Теперь важный момент. Поток газа, как помним, делится пополам. Т.е. (для простоты) из 4х молекул
CO2 две попадают в канисту О-3, где продуцируют 3 молекулы O2, а две -
в канистру ХПИ, где молча поглощаются. Молча, да не совсем. В канистре ХПИ мы имеем реакцию,
конечным продуктом которой являются твердое вещество и вода. Т.е. на выходе после поглощения
4х молекул CO2 у нас 3 молекулы O2 и 2 молекулы H2O.
Из этих двух молекул воды на следующем круге в канистру О-3 попадет одна (статистика), и добавит нам
в контур по 2й реакции с О-3 сколько? Правильно, один атом кислорода, или 1/2 молекулы.
Итог. Сожрали мы 4 молекулы кислорода. Выделили 4 молекулы углекислого газа (без поправок),
и получили на выходе 3,5 молекулы кислорода. 3,5/4=0,875. Теоретический коэффициент
регенерации смеси в системе О-3+ХПИ. Т.е. абсолютно очевидно, что ужор кислорода в системе будет.
Вообще, как мне кажется, говорить про "подачу" в системе с О-3 неуместно.
Теперь
chrondar писал(а):
- система О-3/ХПИ обеспечивает равновесие ДГС в контуре в зависимости от физической нагрузки на БПП;

Это утверждение, как очевидно из уравнений реакции, неверно.
chrondar писал(а):
- нарушение соотношения (баланса) О-3/ХПИ в контуре приводит к изменению процентного состава ДГС, который может быть восстановлен только при осуществлении промывке контура от внешнего источника;

А это - верно.

Это к разговору Trampy с ВИуМом тут http://diveforum.spb.ru/viewtopic.php?t=16524
об отсутствии потребления кислорода из баллона в стандартной конфигурации ИДА-71.
Сие утверждение прекрасно опровергается элементарными расчетами. Вон, и Дима Столбов
пишет, что ужор кислорода начинается через 2-3 часа. Т.е. ужор все-таки есть.
Он может быть небольшим, т.к. добавляется выделение кислорода на влаге от дыхания,
но он безусловно будет.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Регенеративное вещество
СообщениеДобавлено: 18 июн 2013, 07:43 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 01 дек 2010, 20:43
Сообщения: 3189
Откуда: Санкт-Петербург
Алекей, по первому техзису абсолютно не соглашусь (этот вопрос мы уже обсуждали), при увеличении нарузки увеличивается количество влажности в выдыхаемом воздухе и соответственно растет О2 (СО2 тоже растет, об этом никто не спорит). Именно рост О2 за счет увеличения паров Н2О обеспечивает равновесие % О2 в контуре (в противном случае с ростом нагрузки пловец сжирал бы весь О2 в контуре и наступил бы черный песец). Вся беда в том, что реакция у тебя написано несколько неправильно (обрати внимание на условие протекания реакции, Н2О играет в формуле роль катализатора реакции):
Вложение:
Page_59.jpg
Page_59.jpg [ 257.26 КБ | Просмотров: 10095 ]
Вложение:
Page_60.jpg
Page_60.jpg [ 346.01 КБ | Просмотров: 10095 ]

_________________
DUM SPIRO, SPERO!


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Регенеративное вещество
СообщениеДобавлено: 18 июн 2013, 09:31 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 02 фев 2011, 02:53
Сообщения: 1243
Откуда: под Мелитополем
Snusmumrik писал(а):
Это к разговору Trampy с ВИуМом тут http://diveforum.spb.ru/viewtopic.php?t=16524
об отсутствии потребления кислорода из баллона в стандартной конфигурации ИДА-71.
Сие утверждение прекрасно опровергается элементарными расчетами. Вон, и Дима Столбов
пишет, что ужор кислорода начинается через 2-3 часа. Т.е. ужор все-таки есть.
Он может быть небольшим, т.к. добавляется выделение кислорода на влаге от дыхания,
но он безусловно будет.

Алексей, позволь с тобой не согласиться. Спросишь - почему? Теоретически, на бумаге все выглядит гладко, только на практике все это порой выглядит по иному. К примеру, по всем законам аэродинамики майский жук летать не может, но он летает и думаю сей факт ты наблюдал на практике неоднократно.Теперь по сути: на практике, я неоднократно замечал, что порой, за время спуска, мною было израсходовано минимум кислорода из баллона. То есть, сколько показывало на манометре при спуске, почти столько же было и на момент выхода, небольшая разница была все же, этого не скрою, происходило наполнение мешка при погружении. Ради справедливости замечу, это было на спусках без интенсивной нагрузки(типа, сидели под водой в засаде) :D Когда активно работаешь под водой - тогда, естественно идет расход из баллона, ибо помимо рыскания по глубине идет подтравливание носом, что уменьшает объем ДГС в мешке и естественно восполняется из баллона.
А при использовании в штатной конфигурации двух патронов с регенерацией идет слишком интенсивная выработка кислорода, что демаскирует пловца. Мы, даже при спусках в зимой, в условиях Заполярья, не практиковали такую конфигурацию. Использовали О-3 и ХПИ.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Регенеративное вещество
СообщениеДобавлено: 18 июн 2013, 10:05 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 01 дек 2010, 20:43
Сообщения: 3189
Откуда: Санкт-Петербург
про ужор О2 через 2-3 часа оно, конечно, будет, т.к. условие в контуре совсем не те, что были в исходном (лабораторном) остоянии. Оно и в трубках начинает хрюкать со временем. Тут, мне кажется, надо более детально разбираться во всех этих химических реакциях ("растягивать" по времени процесс реакции и смотреть, что и как будет происходить с теми или иными фракциями). К сожалению, это процесс фундаментальный, надо искать научные труды в этом наравлении...

_________________
DUM SPIRO, SPERO!


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Регенеративное вещество
СообщениеДобавлено: 18 июн 2013, 13:52 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 09 фев 2009, 20:23
Сообщения: 1816
Откуда: Санкт-Петербург
chrondar писал(а):
Вся беда в том, что реакция у тебя написано несколько неправильно (обрати внимание на условие протекания реакции, Н2О играет в формуле роль катализатора реакции):

Катализатор по определению в процессе реакции не расходуется или регенерируется.
А т.к. вода связывается пероксидами с образованием щелочи и кислорода, она
не может быть катализатором. Напиши свой вариант реакции, обсчитаем и обсудим.

Буржуи сами же пишут про то, что в зависимости от температуры порошка реакция
идет по гидрокарбонатной схеме при высоких температурах и по бикарбонатной
при низких, но контроль протекания реакции по заданному пути для поддержания
соотношений О2/СО2 очень труден.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Регенеративное вещество
СообщениеДобавлено: 18 июн 2013, 15:01 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 01 дек 2010, 20:43
Сообщения: 3189
Откуда: Санкт-Петербург
Алексей, мне тяжело судить по всей этой беде, т.к. с химией уже давно и окончательно завязал. Просто пока не нашел ответов на ряд вопросов, в частности: почему при изменении нагрузки (увеличении потребления О2), баллон с О2 у меня все-таки не расходуется (или, скажем так, не так расходуется, как можно было бы судить по заключениям КАМПО с их ведущими конструкторами), почему при этом (увеличении потребления и соответственно увеличения выделения О2), пузырения все равно нет? Почему при переходе в спокойное состояние, РВ наше любимое начинает выделять меньше О2? Много всяких почему? на которых пока ответа нет.
ПС: давай я тебе скину эту фашистско-американскую книжку (откуда фото), а ты уж сам покумекай над этим, ОК?

_________________
DUM SPIRO, SPERO!


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Регенеративное вещество
СообщениеДобавлено: 18 июн 2013, 15:37 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 09 фев 2009, 20:23
Сообщения: 1816
Откуда: Санкт-Петербург
Выкладывай сюда что-ли, или присылай, почта моя у тебя есть.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Регенеративное вещество
СообщениеДобавлено: 18 июн 2013, 16:11 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 06 сен 2012, 11:46
Сообщения: 1012
Откуда: Москва
блин, перевыложил, т.к. не нашел в библиотекте отдельно, а оказывается в первом же сообщении приляпано... :)
viewtopic.php?f=13&t=1721


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Регенеративное вещество
СообщениеДобавлено: 19 июн 2013, 10:48 
Не в сети
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 02 фев 2011, 02:53
Сообщения: 1243
Откуда: под Мелитополем
Snusmumrik писал(а):
...

Алексей, перечитал начало поста и кое-что вспомнилось. Не помню точно, но по моему ОКЧ имел коэффициент регенерации 1,1. Видимо именно по этому у нас пр спусках не расходовался кислород из баллона и не происходило демаскирующего травления смеси из мешка. Хотя с демаскирующими признаками мы боролись легко - кусок поролона в газоотводную трубку и газ выходит мелкими пузырьками, которые не доходя до поверхности просто рассеиваются в толще воды и на поверхности нет следов активного бурления, как в трехболтовке или в АВМ-5.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 19 ]  На страницу 1, 2  След.

Часовой пояс: UTC + 3 часа


Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 2


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти:  
Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group
Русская поддержка phpBB