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 веществаПримерами 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.pdfА мы ее на всякий случай подвесим на сайте, чтобы не потерялась