Хімічний генератор кисню — пристрій, який вивільняє кисень за допомогою хімічної реакції.

Принцип дії Джерелом кисню зазвичай є той чи інший неорганічний супероксид, хлорат або перхлорат; також перспективною групою джерел кисню є озоніди. Супероксид калію використовувався як джерело кисню в ранніх пілотованих місіях радянської космічної програми, на підводних човнах для використання в надзвичайних ситуаціях, пожежниками та для гірничорятувальних робіт.

Генератори зазвичай запалюються за допомогою ударника. Хімічна реакція зазвичай екзотермічна, що робить генератор потенційно пожежонебезпечним.

Киснева свічка Хлоратна або киснева свічка — це циліндричний хімічний генератор кисню, що містить суміш хлорату натрію та залізного порошку, яка при запалюванні тліє при температурі близько 600 °C, виробляючи хлорид натрію, оксид заліза і, через термоліз вивільняє кисень з фіксованою швидкістю близько 6,5 людино-години на кілограм суміші. Суміш має необмежений термін придатності за умови правильного зберігання: відомо, що у свічок, які зберігалися протягом 20 років, не знизилася здатність до вироблення кисню. Залізо у вогні випромінює сильне тепло, тому свічку необхідно обгорнути термоізолятором як для підтримки температури реакції, так і для захисту оточення.

Ключова реакція така: 2 NaClO3 → 2 NaCl + 3 O2

У кисневих свічках також можна використовувати хлорат калію та літію, а також перхлорати , калію та літію.

У , що використовується на деяких космічних апаратах, джерелом кисню є перхлорат літію. При температурі 400 °C він вивільняє 60 % своєї маси у вигляді кисню: LiClO4 → LiCl + 2 O2

Кисневі генератори на адсорбції коливання тиску

Досягнення в технологіях забезпечили використання промислових систем генераторів кисню там, де є повітря і потрібна вища концентрація кисню. включає молекулярне сито для розділення газів. При генерації кисню сито на основі цеоліту забезпечує переважну адсорбцію азоту. Чисте, сухе повітря пропускається через шари сита на генераторі кисню, утворюючи газ, збагачений киснем. Також використовується обладнання для .

Використання Хімічні генератори кисню використовуються в авіації, в дихальних апаратах для пожежників та гірничих рятувальників, на субмаринах та скрізь, де потрібен компактний аварійний генератор кисню з тривалим терміном зберігання. Зазвичай генератори містять пристрій для поглинання вуглекислого газу — наприклад, фільтр, заповнений гідроксидом літію (кілограм LiOH поглинає близько пів кілограма CO2). Автономні генератори кисню (, SCOG) використовуються на субмаринах. Їх успішно використав американський атомний підводний човен у березні 2011 року при виході з ладу основного генератора кисню, коли субмарина перебувала під арктичною крижаною шапкою. Вибух, спричинений кисневою свічкою, забрав життя двох моряків Королівського флоту на атомному підводному човні під Арктикою 21 березня 2007 року. Свічка, ймовірно, забруднилася гідравлічною оливою, що і призвело саме до вибуху суміші, а не до її загоряння Автономні пристрої саморятування використовуються для полегшення евакуації з шахт. На МКС, хімічні генератори кисню використовуються як резервне джерело. Кожен кисневий генератор Vika може виробляти достатньо кисню для одного члена екіпажу протягом одного дня.

Особливості використання в комерційній авіації

Комерційні авіалайнери забезпечують пасажирів для їхнього захисту у разі падіння тиску в салоні. Для екіпажу в кабіні пілотів хімічні генератори кисню не використовуються, оскільки кабіна зазвичай забезпечена . У вузькофюзеляжних авіалайнерах на спеціальних панелях над кожним рядом сидінь розміщені кисневі маски та генератори кисню. У деяких широкофюзеляжних авіалайнерах, таких як DC-10 та Іл-96, генератори кисню та кисневі маски встановлені у верхній частині спинок сидінь, оскільки стеля знаходиться занадто високо над пасажирами. У разі декомпресії панелі відкриваються автоматичним перемикачем з датчиком тиску або ручним перемикачем, і маски випадають. Коли пасажир тягне маску вниз, знімаються фіксуючі штифти та запускається вироблення кисню.

Серцевина окислювача містить хлорат натрію (NaClO3), який змішується з менш ніж 5 % пероксиду барію (BaO2) та менш ніж 1 % перхлорату калію (KClO4). Ударний капсуль містить вибухову суміш стифнату свинцю та . Хімічна реакція є екзотермічною, і зовнішня температура генератора досягає 260 °C. Він вироблятиме кисень протягом 12-22 хвилин. Генератор на дві маски має діаметр приблизно 65 мм та довжину 225 мм, на три маски — діаметр приблизно 70 мм та довжину 250 мм.

11 травня 1996 року через неправильне перевезення відпрацьованих генераторів, помилково позначених як «порожні кисневі балони», у вантажному відділенні літака DC-9 рейсу ValuJet 592 спалахнула пожежа, внаслідок чого літак упав, і всі 110 людей на борту загинули.

Ще до цього випадку, 10 серпня 1986, на стоянці в аеропорту О'Гара згорів літак DC-10, рейсу 131 компанії Причиною стало випадкове спрацювання кисневого генератора у спинці зламаного сидіння, яке перевозилося у вантажному відсіку на ремонтну станцію. У цьому випадку ніхто не постраждав, оскільки в літаку нікого не було, коли спалахнула пожежа.

Примітки