Akulinin | ХИМИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

ХИМИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ, 2018, Том 2, № 2,

с. 199 — 211

Технологии, методы и средства защиты

DOI: 10.25514/CHS.2018.2.14117

АЛГОРИТМ РАСЧЕТА РЕАКТОРА ХИМИЧЕСКОЙ РЕГЕНЕРАЦИИ ВОЗДУХА В ГЕРМЕТИЧНО ОБИТАЕМОМ ОБЪЕКТЕ

Е. И. Акулинин¹*, М. Ю. Плотников², Д. С. Дворецкий¹, С. И. Дворецкий¹

¹Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тамбовский государственный технический университет», г. Тамбов, Россия

²Открытое акционерное общество «Корпорация «Росхимзащита», г. Тамбов, Россия

Поступила в редакцию 09.10.2018 г.

Опубликовано 26.12.2018 г.

Аннотация — Разработана конструкция хемосорбционного реактора с регенеративным продуктом из нанокристаллического надпероксида калия, закрепленного на волокнах и поверхности пор волокнистой матрицы и предназначенного для создания благоприятной атмосферы в герметичном обитаемом объекте в течение заданного времени из расчета присутствия в объекте 4-х человек и свободного объема 6 м³, приходящегося на одного человека. При этом создаваемая нагрузка на реактор соответствует поглощению 100 дм³/ч диоксида углерода и выделению 112 дм³/ч кислорода. С использованием математической модели процесса химической регенерации воздуха разработан алгоритм расчета гарантированных значений конструктивных параметров хемосорбционного реактора и времени защитного действия хемосорбента, в течение которого при заданной нагрузке на реактор в герметичном обитаемом объекте обеспечивается содержание кислорода и диоксида углерода в газодыхательной смеси на комфортном для дыхания человека уровне независимо от нашего незнания (в определенных пределах) части исходных данных для расчета.

Ключевые слова: химическая регенерация воздуха, герметичный обитаемый объект, хемосорбционный реактор, регенеративный продукт, время защитного действия, методика технологического расчета.

ALGORITHM FOR COMPUTING AIR REGENERATION CHEMICAL REACTOR OPERATING IN AIRTIGHT HABITABLE FACILITIES

E. I. Akulinin¹*, M. Yu. Plotnikov², D. S. Dvoretsky¹, and S. I. Dvoretsky¹

¹Tambov State Technical University, Tambov, Russia

²OAO Korporatsiya Roskhimzashchita, Tambov, Russia

Received October 09, 2018

Published December 26, 2018

Abstract – A chemisorption air regeneration reactor design was developed for the reactor operating on the basis of nanocrystalline potassium superoxide fixed on the fibers and pore surface of a fibrous polymer matrix. The reactor was designed for providing favorable atmosphere in a sealed habitable volume within a specified time span calculated considering the presence of 4 people with an available free volume of 6 m³ per person. The resulting calculated load value for the reactor corresponded to the absorption of 100 dm³/h of carbon dioxide and the release of 112 dm³/h of oxygen. A mathematical model simulating the process of chemical air regeneration was used for creating an algorithm for calculating both the guaranteed values of the chemisorption reactor design parameters and the protective effect time. The algorithm allows to calculate the oxygen and carbon dioxide content in the gas-breathing mixture which provides a comfortable level for human breathing in a sealed habitable volume at a given reactor load value, regardless of our partial unawareness (within certain limits) of the input data for computations.

Keywords: chemical air regeneration, airtight habitable facilities, chemisorption reactor, regenerative product, protective effect time, technological computing procedure.

Список литературы:

1. Гладышева Т.В., Гладышев Н.Ф., Дворецкий С.И. Нанокристаллический регенеративный продукт. М.: Изд. дом «Спектр», 2014. 120 с.
2. Гладышев Н.Ф., Гладышева Т.В., Дворецкий С.И. и др. Регенеративные продукты нового поколения: технология и аппаратурное оформление. М.: Машиностроение-1, 2007. 156 с.
3. Пат. 2568578 РФ, 2015.
4. Дворецкий С.И., Плотников М.Ю., Гладышев Н.Ф., Гладышева Т.В. // Вестник Тамбовского государственного технического университета. 2014. Т. 20. № 2. С. 292.
5. Дворецкий Д.С., Дворецкий С.И., Акулинин Е.И., Толстых С.Г. // Хим. физика. 2017. Т. 36. № 7. С. 61.
6. Радоуцкий В.Ю. и др. Радиационная, химическая и биологическая защита. Учеб. пособие. Белгород: Изд-во БГТУ, 2007. 185 с.
7. Гладышев Н.Ф., Гладышева Т.В., Дворецкий С.И. Системы и средства регенерации и очистки воздуха обитаемых герметичных объектов. М.: Изд. дом «Спектр», 2016. 204 с.
8. Дворецкий Д.С., Акулинин Е.И., Толстых С.Г., Плотников М.Ю., Дворецкий С.И. // Химическая безопасность. 2017. Т. 1. № 1. С. 133.
9. Пат. 176066 РФ, 2017.
10. Пат. 166146 РФ, 2016.

References:

1. Gladysheva T.V., Gladyshev N.F., Dvoretsky S.I. Nanocrystalline regenerative product. M.: Izd. dom “Spektr”, 2014. 120 p. [in Russian].
2. Gladyshev N.F., Gladysheva T.V., Dvoretsky S.I. et al. Regenerative Products of New Generation: Technology and Instrumentation. M.: Mashinostroenie-1, 2007. 156 p. [in Russian].
3. Pat. 2568578, Russian Federation, 2015.
4. Dvoretsky S.I., Plotnikov M.Yu., Gladyshev N.F., Gladysheva T.V. // Vestnik TGTU [Bulletin of the Tambov State Technical University]. 2014. V. 20. No. 2. P. 292 [in Russian].
5. Dvoretsky D.S., Dvoretsky S.I., Akulinin E.I., Tolstykh S.G // Russian Journal of Physical Chemistry B. 2017. V. 11. No. 4. P. 594.
6. Radoutsky V.Yu. et al. Radiation, Chemical and Biological Protection:. Manual. Belgorod: Izd. BGTU, 2007. 185 p. [in Russian].
7. Gladyshev N.F., Gladysheva T.V., Dvoretsky S.I. Systems and Means of Air Regeneration and Purification in Airtight Habitable Facilities. M.: Izd. dom “Spektr”, 2016. 204 p. [in Russian].
8. Dvoretsky D.S., Akulinin E.I., Tolstykh S.G. et al. // Him. bezop. [Electronic Journal of Chemical Safety]. 2017. V. 1. No. 1. P. 133. doi: 10.25514/CHS.2017.1.11439 [in Russian].
9. Pat. 176066, Russian Federation, 2017.
10. Pat. 166146, Russian Federation, 2016.