[发明专利]一种用于化学氧气发生器的净化材料及净化床层

说明书

本发明涉及一种用于化学氧气发生器的净化材料及净化床层，属于气体净化技术领域。以所述净化材料成品的总质量为100％计，各组分及其质量分数如下：一氧化碳净化材料50％～95％；酸性气体净化材料5％～50％；其中，一氧化碳净化材料包括以铂和钯作为活性组分的贵金属催化剂；酸性气体净化材料为碱石灰、生石灰和氢氧化钙中的一种以上；所述净化床层设置顶层固体过滤材料，顶层固体过滤材料的下方设置一层以上所述的一氧化碳净化材料和一层以上所述的酸性气体净化材料。所述净化材料可以提升化学氧气发生器产生的气体的品质；所述净化床层可以增加化学氧气发生器产生气体的通路长度，提高对杂质气体的净化效果。

技术领域

本发明涉及一种用于化学氧气发生器的净化材料及净化床层，属于气体净化技术领域。

背景技术

化学氧气发生器是一种通过化学物质(氯酸盐或高氯酸盐)分解产生氧气的装置，广泛应用于水下、载人深潜、航空、航天、矿山、逃生、防化等多个领域。当载人潜水器下潜至深海领域发生供氧不足时，化学氧气发生器通常作为应急供氧的生命支持装备，供给人员氧气以处理故障或等待救援，保障潜水人员的生命安全。当商用飞机在高空发生座舱释压时需为旅客提供应急氧源，通常也是采用化学氧气发生器释放纯氧供给旅客呼吸，维持旅客的正常生理需要。

对于载人深潜和航空供氧的情况，化学氧气发生器产生的气体需在狭小密闭空间释放或直接供给人员呼吸，对气体质量的要求极为严格。以航空用氧的气体品质为例，SAEAS 8010C-1997《飞行员用氧纯净度标准》中要求航空所使用化学氧中氯气浓度不超过0.2ppm，最大允许值1ppm；一氧化碳浓度不超过50ppm，二氧化碳浓度不超过5000ppm。

化学氧气发生器的产氧反应是放热反应，但热量不足以使化学物质分解产生氧气，通常加入其他金属组分作燃料以增加热量，还将添加其他组分作为粘结剂等，这些添加的组分中可能含有少量碳元素，在反应过程中会产生微量的一氧化碳和二氧化碳等燃烧产物。另外，在工作过程中氯酸盐或者高氯酸盐也会有副反应的发生，而产生微量的氯气。产生的一氧化碳、二氧化碳、氯气这些杂质气体会影响化学氧气发生器产生的氧气的气体质量，并对使用人员造成健康损害，因此需要将其清除以满足使用要求。

通常情况下清除杂质气体的方法，一种是通过调节配方组分含量，添加抑制剂等从反应源头抑制杂质气体的产生；另一种是在化学氧气发生器中设置净化材料，在氧气释放过程中，净化材料将掺杂在氧气中的杂质气体进行转化吸收，以提高氧气的气体质量。

针对第二种方法，美国专利US20020073846A1公开了一种用于化学氧气发生器的过滤材料，所述过滤材料包括氢氧化锂和霍加拉特催化剂(Hopcalite)，霍加拉特催化剂能够催化一氧化碳氧化生成二氧化碳，氢氧化锂吸收氯气，进而能够除去氧气中的一氧化碳和氯气。针对航空标准的气体品质，通过该方案的过滤材料的气体中，依然含有一定量的氯气和一氧化碳，其主要原因为使用的一氧化碳催化剂为活性相对较低的霍加拉特催化剂，且为达到航空用氧标准，其催化剂的添加量较大，不利于产品减重。

以铂和钯为活性组分的贵金属催化剂可以用于一氧化碳的净化，但是其在化学氧气发生器中的使用具有一定的技术困难，在化学氧气发生器中，通常会使用氯酸盐或高氯酸盐进行化学反应产生氧气，这样就避免不了有氯气的产生，而氯气对铂钯贵金属催化剂的活性中心具有毒化作用，削弱了该催化剂对一氧化碳的净化能力，因此具有一定的应用困难。