可以在高温，高压条件下工作的二氧化碳吸收剂或吸收装置，可以安装在汽车排气系统上和烟囱上，求详细的
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发布时间：2022-04-24 23:59
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时间：2023-10-15 23:00
在闭式循环呼吸器和半闭式循环呼吸器中，CO2吸收剂用于对潜水员呼出气体中的CO2净化吸收，以便再次供潜水员呼吸，节省潜水员的呼吸用气量，并保证潜水的隐蔽性。吸收剂罐是容纳CO2吸收剂的容器，吸收剂罐的结构直接影响CO2吸收剂的吸收效率，从而影响使用时间。因此，在设计再循环呼吸器时，吸收剂罐的设计是非常重要的。
1 材料和方法
1.1 试验材料 CO2吸收剂（辽宁北票氢氧化钙厂生产的吸收剂，批号：20060917，该钠石灰未与C02反应时为白色长圆柱形颗粒，反应后，变为蓝色）。
1.2 试验装具 采用半闭式原理的呼吸器，分别采用3种不同结构的吸收剂罐。其中1号吸收剂罐为圆柱形透明有机玻璃罐，外径200 mm，厚15 mm，高215 mm，容积约4.7 L；2号吸收剂罐为长圆柱形结构，截面为长圆形，罐外形尺寸高285 mm，宽190 mm，厚120 mm，容积约3.2 L；3号吸收剂罐为矮圆柱形，截面为圆环，圆环外径290 mm，内径105 mm，高75 mm，容积约为3.4 L。各吸收剂罐内部结构如图1。
1.3 试验设备 CO2气源、减压器、采气针头、人工肺、GXH-305A红外CO2分析仪、CO2吸收剂分析仪、盐酸（分析纯）、天平等。
1.4 试验方法 将呼吸器与人工肺连接，人工肺以16次/min的频率模拟人的呼吸，CO2定量注入器以0.85 L/min的恒定流量将CO2注入呼气波纹管后进入吸收剂罐，以模拟中等劳动强度〔1〕。试验装置原理见参考文献〔2〕。每隔15 min（随着吸收剂使用时间的增加，需适当缩短采样间隔时间）在吸收剂罐出口端，通过针头连接CO2分析仪采样，分析采样气体中的CO2浓度。当采样气体中CO2浓度超过2％时,停止试验，并记录CO2浓度达到0.5％和2％的准确时间。试验结束后，用CO2吸收剂分析仪分析，并计算出吸收剂利用率。分析及计算方法见参考文献〔3〕。在相同条件下，对3种吸收剂罐各进行3次试验，取3组数据的中间值作为测试结果。
2 结 果
2.1 一般情况 试验结束后，3种吸收剂罐内吸收剂均未结块。2号和3号吸收剂罐内吸收剂大部分变为紫色，1号吸收剂罐内吸收剂中心部位较周边变色略多。
2.2 CO2浓度 采用不同吸收剂罐，吸入气中的CO2浓度变化见图2。由图2知，采用1号吸收剂罐时吸入气中CO2浓度在约8 h后迅速上升，至8.75 h时，吸入气中CO2浓度超过2％；采用2号吸收剂罐时，吸入气中CO2浓度在约4 h后缓慢上升，至8.8 h时，吸入气中CO2浓度达到2%；采用3号吸收剂罐，吸入气中的CO2浓度上升比较平缓，至9.5 h时，达到了2％。
2.3 吸收效率 试验结束后，用CO2吸收剂分析仪分析计算，得到3种吸收剂罐的吸收效率，见表1。表1 3种吸收剂罐使用时间及吸收剂吸收效率
3 讨 论
影响CO2吸收剂吸收性能的主要因素有吸收剂的类型、温度、气流中CO2的浓度及湿度、劳动强度及吸收剂罐的形状结构等。3次试验中，采用的是同一类型、同一批次的吸收剂，试验中通入的CO2量均为0.85 L/min左右，为中等劳动强度〔1〕，且3次试验中环境温度基本一致，因此，3次试验中，影响CO2吸收剂吸收效率的主要因素是吸收剂罐的形状结构。
吸收剂罐形状结构对吸收效率的影响主要表现为气流在吸收剂罐内的流动方式、气体在吸收剂上的停留时间以及吸收剂罐的隔热保温性能。一般而言，气流在吸收剂罐内流动越均匀、在吸收剂上的停留时间越长、吸收剂罐的隔热保温性能越好，吸收效率就越高。气流在吸收剂罐内的流动形式主要有轴流、回流、辐射流等。由于轴流式结构简单、呼吸阻力低〔4〕，因此，试验中的吸收剂罐均采用轴流式结构。3次试验比较，1号吸收剂罐的吸收效率较低，与2号及3号吸收剂罐差别较大，2号及3号吸收剂罐的吸收效率比较接近。主要原因是采用2号及3号吸收剂罐时，气流流经吸收剂前，首先经过了一个分散的过程，使气流能均匀地流过吸收剂。而使用1号吸收剂罐时，气流直接流经吸水海绵及滤网，虽然吸水海绵及滤网也有一定的分散气流的作用，但由于气流速度较快，未及完全分散就流经吸收剂，使流经吸收剂的气流不均匀，导致吸收效率降低。另外，3号吸收剂罐的两端安装了致密的过滤层，不仅能使气流分散均匀，而且适当地减小了气流的流速，使气流在吸收剂上的停留时间有所延长，提高了吸收效率。
综上所述，在设计吸收剂罐时，在吸收剂罐的端部留出一定的空隙，并在吸收剂罐两端安装过滤层（通常过滤层越致密，效果越好），可以使气流均匀地流过吸收剂，以利于呼出气流的流动〔5〕，并在一定程度上降低气流的速率，提高气流在吸收剂上的停留时间，有助于提高吸收效率。另外，在吸收剂罐两端安装吸水海绵，吸去气流中的水分，或者在吸收剂罐内设置大面积隔栅，均可以减少吸收剂结块的可能性，提高吸收效率。
【参考文献】
〔1〕 龚锦涵. 潜水医学〔M〕. 北京： 人民军医出版社， 1985：36.
〔2〕 顾靖华，鲁 刚，方以群，等. 模拟不同劳动强度对CO2吸收剂使用时间及利用率的影响〔J〕. 中华航海医学与高气压医学杂志， 2008, 15(1): 42-43.
〔3〕 顾靖华,苏志渊. 移动式救生钟钠石灰利用率的计算方法及程序实现〔J〕. 海军医学杂志, 2005, 26（1）: 52-54.
〔4〕 侯昱瑾,屈元子. 正压氧气呼吸器中呼吸阻力的控制〔J〕. 煤矿安全, 2007, 11: 47-50.
〔5〕 何廷梅. HY4正压氧气呼吸器清净罐设计研究〔J〕. 矿业安全与环保, 2005, 2: 33-34.
