[發明專利]一種金屬鉀噴霧氧化法制備超氧化鉀粉末的方法

在審

• 申請號: 201711176821.0
• 申請日: 2017-11-22
• 公開（公告）號: CN107879361A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 張京廣;郭中立;李洪斌;黃建福;王文龍;牛鋼
• 申請（專利權）人: 北京恒信化工有限公司
• 主分類號: C01D1/02
• 分類號: C01D1/02
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司11508
• 代理人: 徐旭棟

技術領域

本發明涉及超氧化鉀粉末的制備領域，具體涉及一種金屬鉀噴霧氧化法制備超氧化鉀粉末的方法。

背景技術

目前，在航天事業和潛艇技術等領域，需要人體在密閉空間進行較長時間的生理活動。為了節省空間和成本，通常需要在艙體內放置氧氣再生裝置。氧氣再生裝置中可以放置超氧化鉀作為供氧劑，在此過程中，超氧化鉀與人體呼出的二氧化碳氣體、水蒸氣反應生成可供人體進行正常生理活動的氧氣。

常規制備超氧化鉀的方法采用氫氧化鉀與雙氧水作為原料，但是該方法制備的超氧化鉀粉末純度低，有效氧為25％左右，并且危險性極大，該方法已經淘汰。為了用于生產65型-鉀空氣再生藥板和隔絕式自救器中生氧劑，有必要提供一種可連續生產超氧化鉀粉末的方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種金屬鉀噴霧氧化法制備超氧化鉀粉末的方法，其具有連續化生產、提高超氧化鉀有效氧含量的優點。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：一種金屬鉀噴霧氧化法制備超氧化鉀粉末的方法，包括如下步驟：

液態鉀與壓縮空氣通過內外嵌套的噴槍進行霧化處理制得超氧化鉀粉末；噴槍包括供壓縮空氣流動的外腔體，以及供液態鉀流動的內腔體，內腔體靠近噴槍的槍口的直徑為1.3-1.4mm；壓縮空氣的流速為6-8米/秒，液態鉀的流速為0.3-0.5米/秒；液態鉀與壓縮空氣的反應溫度為260-300℃。

采用以上技術方案，液態鉀和壓縮空氣通過噴槍，并且在噴槍的槍口處進行混合，保持壓縮空氣的流速在6-8米/秒，一方面增大液態鉀和空氣的接觸面積，使得金屬鉀能夠快速被氧化直接生成超氧化鉀。另一方面壓縮空氣可以作為動力源，其在流動過程中，驅使液態鉀通過1.3-1.4mm的槍口持續與壓縮空氣混合。此外，壓縮空氣和液態鉀在該范圍內的流速混合，可直接生成超氧化鉀粉末。

進一步地，壓縮空氣的壓力為0.3-0.5MPa。

采用以上技術方案，壓縮空氣保持在0.3-0.5MPa的壓力范圍內，其與噴槍配合，驅使壓縮空氣的流速為6-8米/秒。

優選地，液態鉀的加熱溫度為80-90℃。

采用以上技術方案，液態鉀在加熱的條件下保持液態，便于液態鉀與壓縮空氣在噴槍處混合。若溫度太低，液態鉀流速受限，不能與壓縮空氣充分混合；若溫度太高，浪費多余能量。

優選地，液態鉀的純度大于98.5％。

采用以上技術方案，該純度范圍的液態鉀與壓縮空氣混合，制得超氧化鉀的產率更高。

優選地，壓縮空氣中含水量小于0.5％。

采用以上技術方案，嚴格控制壓縮空氣中的水含量，以免其與液態鉀接觸，造成危險。

優選地，噴槍的槍口壓力為-0.025～-0.035MPa。

采用以上技術方案，當壓縮空氣以6-8米/秒的速度通過噴槍時，在噴槍的槍口處形成持續形成負壓，驅使液態鉀持續與壓縮空氣接觸混合。

進一步地，超氧化鉀的粒徑為8-20目。

進一步地，超氧化鉀的含氧量≥31％。

采用以上工藝制得的超氧化鉀粉末的含氧量高達31％，適合作為65型-鉀空氣再生藥板的原料。

綜上所述，本發明具有以下有益效果：

調節壓縮空氣和液態鉀的流速，并且配合噴槍既可以持續制備超氧化鉀粉末，還可以保證超氧化鉀粉末的含氧量達到31％；并且調整壓縮空氣流速即可對超氧化鉀粉末的粒徑進行調控。

附圖說明

圖1是金屬鉀噴霧氧化法制備超氧化鉀粉末的設備示意圖；

圖2是噴槍的結構示意圖；

圖中，1、熔鉀罐；11保溫套；2、反應器；20、法蘭；201、端蓋；21、噴槍；211、外腔室；212、內腔室；213、槍口；3、收集器；4、除塵罐；41、過濾網；42、降塵部；43、除塵部；5、降塵室；51、噴淋管；52、排煙筒。

具體實施方式

以下結合實施例對本發明作進一步詳細說明。

實施例一：一種金屬鉀氧化法制備超氧化鉀粉末的設備，結合圖1和圖2，包括熔鉀罐1，與熔鉀罐1相連的反應器2，以及與反應器2依次相連的收集器3、除塵罐4和降塵室5。

熔鉀罐1的外側纏繞一圈電熱絲(圖中未示出)，電熱絲的外側包裹保溫套11，以免熱量散失太快。固體鉀放入熔鉀罐1中，電熱絲加熱至溫度為80℃時，固體鉀經電熱絲加熱之后熔融形成液態鉀。