一种生氧剂及其制备方法与流程

本发明属于自救器，具体地是涉及一种生氧剂及其制备方法。

背景技术：

1、自救器是入井人员在井下发生火灾、瓦斯、煤尘爆炸、煤与瓦斯突出时防止有害气体中毒或缺氧窒息的一种随身携带的呼吸保护器具。自救器是一种体积小、重量轻、便于携带的用于个人防护的装备。自救器的主要用途是当煤矿井下发生事故时，矿工佩戴它可以通过充满有害气体的井巷，迅速离开灾区。自救器按其工作原理分为过滤式自救器和隔离式自救器两类。隔离式自救器按氧气生成原理不同，又可分为化学氧自救器和压缩氧自救器两种。

2、化学氧自救器是利用化学生氧物质产生氧气，供佩戴者从灾区撤退到脱险地区用的呼吸保护器。化学氧自救器由生氧罐、气囊、导气管、口具、背腰带等部件组成。生氧罐内装有生氧剂。化学氧自救器利用自救器内装填的生氧剂吸收人体呼出的二氧化碳和水分生成氧气，达到隔绝外界毒气实现闭路循环的目的。

3、现有技术中的自救器存在呼吸阻力大，生氧剂的二氧化碳吸收能力不足，生氧反应不彻底等缺陷。

技术实现思路

1、本发明就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供一种生氧剂，所述生氧剂的组分及重量份如下：超氧化钾83～88份，氢氧化锂8～14份，13x分子筛1～2份，氧化钙1～2份，氯化铜1～2份；所述超氧化钾的粒度为40～80目，所述13x分子筛的粒度为60目。

2、优选地，所述氢氧化锂、氧化钙、氯化铜的粒度为100～120目。

3、优选地，所述生氧剂的形状为直径是6～9mm，高度是3.8～4.7mm的圆片状。

4、优选地，所述13x分子筛的孔径为堆积密度为0.60～0.68g/cm3。

5、本发明的另一目的是提供一种生氧剂的制备方法，将氢氧化锂、13x分子筛、氧化钙、氯化铜烘干，用粉碎机将13x分子筛破碎到粒度为60目，将氢氧化锂、氧化钙、氯化铜破碎到粒度为100～120目，然后将氢氧化锂、13x分子筛、氧化钙、氯化铜与粒径为40～80目的超氧化钾混合10～15分钟得混合物，上述组分的重量份如下：超氧化钾83～88份，氢氧化锂8～14份，13x分子筛1～2份，氧化钙1～2份，氯化铜1～2份；将混合物投入旋转式压片机，强度调整至40～60n，压制出直径为6～9mm，高度为3.8～4.7mm的圆片状的生氧剂。

6、优选地，所述烘干的温度为105～110℃。

7、优选地，所述烘干的时间为0.5～2小时。

8、优选地，所述混合使用的装置为v型混料罐。

9、本发明的反应机理如下：

10、在自救器中生氧剂需要吸收掉二氧化碳，单一组分的超氧化钾吸收二氧化碳的能力有限，需要添加辅料吸收二氧化碳。超氧化钾吸收水和二氧化碳的反应方程式如下：

11、2ko2+h2o＝2koh+1.5o2；

12、2koh+co2＝k2co3+h2o。

13、常规生氧剂添加的辅料为氢氧化钾。氢氧化钾具有吸收二氧化碳的能力，但是氢氧化钾二氧化碳的吸收率不高，氢氧化钾的二氧化碳的吸收率为39.3％。

14、氢氧化锂作为一种高效的二氧化碳吸收剂，其吸收二氧化碳的反应方程式为：2lioh+co2＝li2co3+h2o。

15、由于li的分子量只有6.94，因此lioh的二氧化碳的吸收率很高，理论值为91.7％，实际反应值为65％～85％。

16、氧化钙作为一种碱性物质在水汽的作用下与二氧化碳发生化学反应，也具有吸收二氧化碳的功能，反应方程式为：

17、cao+h2o＝ca(oh)2；

18、ca(oh)2+co2＝caco3+h2o。

19、反应最后生成的碳酸钙固体具有骨架作用。

20、13x分子筛的孔径为能够吸收二氧化碳，13x分子筛本身具有的大量空隙有助于人体呼出的气体与固体生氧剂之间进行气固相反应，使生氧反应更加彻底，提高了超氧化钾的利用率。同时，经过多次实验得出13x的堆积密度为0.60～0.68g/cm3时，13x分子筛本身的孔隙最利于人体呼出的气体与固体生氧剂之间进行气固相反应，堆积密度过大则孔隙小，堆积密度过小则强度较低。

21、本发明中超氧化钾的粒度为40～80目，13x分子筛的粒度为60目，氢氧化锂、氧化钙、氯化铜的粒度为100～120目，是关键性创新点，经过多次反复实验得到各组分的粒径目数，该粒径下生氧剂的性能最优。

22、本发明有益效果：

23、本发明相对于现有技术中的生氧剂二氧化碳吸收能力更强。自救器使用时间相同的生氧剂，相比于现有技术中生氧剂的重量减轻了3％～8％，有利于自救器的小型化和轻量化。本发明中添加了13x分子筛，该分子筛有助于生氧剂生氧反应更加彻底，提高超氧化钾的利用率。氧化钙除了具有吸收二氧化碳的功能外，氧化钙与二氧化碳反应生成的固体碳酸钙具有骨架作用，可以降低自救器的呼吸阻力。本发明中生氧剂的制备方法操作方便，适合于工业生产。

技术特征：

1.一种生氧剂，其特征在于：所述生氧剂的组分及重量份如下：超氧化钾83～88份，氢氧化锂8～14份，13x分子筛1～2份，氧化钙1～2份，氯化铜1～2份；所述超氧化钾的粒度为40～80目，所述13x分子筛的粒度为60目。

2.根据权利要求1所述的一种生氧剂，其特征在于：所述氢氧化锂、氧化钙、氯化铜的粒度为100～120目。

3.根据权利要求1所述的一种生氧剂，其特征在于：所述生氧剂的形状为直径是6～9mm，高度是3.8～4.7mm的圆片状。

4.根据权利要求1所述的一种生氧剂，其特征在于：所述13x分子筛的孔径为堆积密度为0.60～0.68g/cm3。

5.一种生氧剂的制备方法，其特征在于：将氢氧化锂、13x分子筛、氧化钙、氯化铜烘干，用粉碎机将13x分子筛破碎到粒度为60目，将氢氧化锂、氧化钙、氯化铜破碎到粒度为100～120目，然后将氢氧化锂、13x分子筛、氧化钙、氯化铜与粒径为40～80目的超氧化钾混合10～15分钟得混合物，上述组分的重量份如下：超氧化钾83～88份，氢氧化锂8～14份，13x分子筛1～2份，氧化钙1～2份，氯化铜1～2份；将混合物投入旋转式压片机，强度调整至40～60n，压制出直径为6～9mm，高度为3.8～4.7mm的圆片状的生氧剂。

6.根据权利要求5所述的一种生氧剂的制备方法，其特征在于：所述烘干的温度为105～110℃。

7.根据权利要求5所述的一种生氧剂的制备方法，其特征在于：所述烘干的时间为0.5～2小时。

8.根据权利要求5所述的一种生氧剂的制备方法，其特征在于：所述混合使用的装置为v型混料罐。

技术总结
本发明公开了一种生氧剂，该生氧剂的重量份如下：超氧化钾83～88份，氢氧化锂8～14份，13X分子筛1～2份，氧化钙1～2份，氯化铜1～2份；所述超氧化钾的粒度为40～80目，所述13X分子筛的粒度为60目。本发明同时还公开了该生氧剂的制备方法，将氢氧化锂、13X分子筛、氧化钙与氯化铜烘干后破碎，再与超氧化钾混合均匀，将混合后的物料投入旋转式压片机，强度调整至40～60N，压制出圆片状的生氧剂。本发明的生氧剂相比于现有技术的生氧剂二氧化碳吸收能力更强，重量减轻了3％～8％，生氧反应更加彻底，提高了超氧化钾的利用率，降低了自救器的呼吸阻力。本发明中生氧剂的制备方法操作方便，适合于工业生产。

技术研发人员：毛欣,秦宇,赵婷婷,郭晓敏,马雪娇
受保护的技术使用者：中煤科工集团沈阳研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15