浅谈救生舱CO2的来源及脱除方法.pdf

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1、第6期(总第130期)机械管理开发2012年12月No．6(SUMNo．130)MECHANICALMANAGEMENTANDDEVELOPMENTDec．20l2浅谈救生舱CO2的来源及脱除方法王宝亮，范江东(山西煤矿机械制造有限责任公司，山西太原030031)摘要：矿用可移动式救生舱作为一种新型产品，由于能在矿井发生瓦斯突出、火灾、瓦斯煤尘爆炸等灾变事故后，为矿井人员逃生提供一个安全密闭空间，已得到国家和煤矿用户的高度重视，如何解决在救生舱密闭环境中产生的C0已经成为一个重要的课题。关键词：救生舱；CO；去除方法中图分类号

2、：U674．23文献标识码：A文章编号：1003—773x(2012)06—0l10—030引言矿用可移动式救生舱作为一种新型产品，已经得到了越来越多煤矿用户的认可，其主要原理是通过制造密封空间，隔绝有毒、有害气体的进入，舱内提供足够的水源、食物，氧气等物品，以及通过各种方法解决产生的CO：、CO等气体，保障在舱内人员的生命安全。如何较好的解决CO问题，是一个重要的课题。在密闭空间中，由于人员呼吸、机械设备运行、材料的氧化等都会产生CO：。救生舱中，CO：是人体呼吸填料床最早是由英国帝l一旋转填料层；2一外壳；3-气体H{代谢

3、产生量最大的有害气体，如果CO得不到有效处国化工业公Ram-盎布理而不断积累，CO：的浓度过大就会扰乱人体正常的shaw和Mmal1l1i．nson研制。．、8一液体出口，主新陈代谢。浓度达到3％以上时，就会导致生命危险】。要是受美国国家宇航局图1旋转填料床示意图因此舱内空气净化设备的主要任务是去除CO：。表1发现在太空完全失重的给出了不同CO浓度下人体的反应。可以看出当CO条件下，气液传质不能进行现象的启发。超重力填料的浓度高于1％时，人就会产生头昏、乏力，思维迟钝的床的结构示意图，如图1所示。感觉。所以，国内外救生舱的标准

4、一般要求将CO的旋转填料床的转轴在电机的带动下高速旋转，填浓度不允许超过1％。料转鼓内部装有静置的液体分布器，液体分布器将液表1不同CO。浓度下人体的反应体分割成小液滴，均匀的喷洒于转子内缘进入床层，在密封空间CO的浓度人体反应转轴高速旋转产生的离心力的作用下，液体在转鼓内O．1％人就会感到不适沿径向向外流动，碰到静置的器壁后落下，由液体出口l％人就会头昏、乏力，思维迟钝处排出。气体由气体进口导人外腔，在压力作用下2％呼吸次数增加，脉搏加快，思睡，呵欠不断透过床层，与液相进行吸收，从中心管排出。由于强大3％人体出现中毒症状，中

5、枢神经机能开始降低的离心力作用，液体高度分散，强化与气体接触，极大5％呼吸仅能维持30min的促进了传质。CO：为酸性气体，能够与多种碱性物质反应，因利用超重力技术进行气液吸收，有以下优点：此，二氧化碳去除方法很多，如用物理吸收、吸附，化学1)可以获得更高的总体积传质系数，有利于减小吸收、吸附等，这些技术在不同的场合与条件下，都可设备体积，降低能耗，降低操作成本。设备安装方便，以有效的发挥去除二氧化碳的作用。近些年，涌现出易维修并且可以长时间运行。众多吸收CO：新技术，如超重力技术、碱石灰吸收CO：、2)由于超强离心力的作用，

6、可以获得强大的液微藻法固定CO：和碱金属氢氧化物及其氧化物吸收压，因此可以增加气量而避免液泛的发生。CO：等。3)液膜厚度很小，填料层持液量少，可以减少吸1超重力技术收剂的用量。利用超重力技术进行气体吸收主要采用超重力装4)超重力旋转填料床抗震动性好，可用于船上等置作为吸收设备。超重力装置又称旋转填料床(Rotat—颠簸的环境中。ingPackedBed，RPB)，其工作原理是利用高速旋转的超重力旋转填料床自从2O世纪80年代诞生以来，填料转子产生强大离心力以模拟超重力环境，液相在得到了较快的发展。众多学者试图将此装置用于酸性

7、收稿日期：2012-07—03作者简介：王宝亮(1981一)，男，山西安泽人，助理工程师，工学学士，主要从事煤矿机械装备的研发。E-mail：sxmjwbl@163．tom·1lO·第6期(总第130期)王宝亮，等：浅谈救生舱CO：的来源及脱除方法2012年12月气体(如CO)的脱除领域。MajeedS．Jassim等人利用微藻不但可以将CO转化为0，而且还可以去除空气中试旋转填料床为吸收装置，以一乙醇胺(MEA)为吸中的SO、NO等有害物质。收液对CO：进行吸收与脱吸实验，并与传统吸收塔和微藻法固定CO：广泛用于烟道气中CO

8、的脱除。脱吸塔进行了对比，结果表明，获得相同的吸收性能，利用微藻法脱除密闭空间如潜艇和载人航天器中的低旋转填料塔大大缩小了设备的体积，并且传质速率是浓度CO成为此法新的研究领域。美国、日本和前苏普通填料塔的10倍。Hsu—HsiangCheng等人以旋转联等国家自上世纪90年