Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2491109C1 - Air cleaner for sealed manned objects - Google Patents

Air cleaner for sealed manned objects Download PDF

Info

Publication number
RU2491109C1
RU2491109C1 RU2012104087/11A RU2012104087A RU2491109C1 RU 2491109 C1 RU2491109 C1 RU 2491109C1 RU 2012104087/11 A RU2012104087/11 A RU 2012104087/11A RU 2012104087 A RU2012104087 A RU 2012104087A RU 2491109 C1 RU2491109 C1 RU 2491109C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
air
electrolyte
gas diffusion
catalytically active
chambers
Prior art date
Application number
RU2012104087/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Анатольевич Ермаков
Original Assignee
Сергей Анатольевич Ермаков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сергей Анатольевич Ермаков filed Critical Сергей Анатольевич Ермаков
Priority to RU2012104087/11A priority Critical patent/RU2491109C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2491109C1 publication Critical patent/RU2491109C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to air regeneration systems fro manned sealed objects, for example, spaceships, submarines, orbital stations, etc. Proposed device comprises air chambers with gas diffusion anodes through which air to be cleaned is forced, air chambers with gas-diffusion cathodes for purge air to be forced therein and electrolyte chambers with liquid or membrane electrolytes arranged between said anode and cathode.
EFFECT: continuous removal of carbon dioxide and gas-phase impurities from sealed manned craft.
12 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к системам регенерации воздуха в таких обитаемых гермообъектах, как космические корабли, орбитальные станции, подводные лодки, герметичные подводные и подземные объекты и т.п.The invention relates to air regeneration systems in such inhabited pressurized objects as spacecraft, orbital stations, submarines, pressurized underwater and underground objects, etc.

В атмосфере гермообъектов происходит быстрый рост концентрации вредных для жизнедеятельности человека примесей. Источником выделения примесей является сам человек, неметаллические материалы конструкции и оборудования, а также различные пищевые и косметические продукты. Наибольшее внимание уделяется проблемам нейтрализации углекислого и угарного газа, фреона, водорода, водяных паров, углеводородов и т.п.In the atmosphere of the hermetic objects, there is a rapid increase in the concentration of impurities harmful to human life. The source of impurities is the person himself, non-metallic materials of construction and equipment, as well as various food and cosmetic products. Most attention is paid to the problems of neutralizing carbon dioxide and carbon monoxide, freon, hydrogen, water vapor, hydrocarbons, etc.

На подводных лодках ВМС Великобритании углекислый газ удаляется с помощью установок трех различных типов. В первой его поглощение осуществляется натровой известью (смесь гидроокиси натрия и гидроокиси кальция) без последующей регенерации. Во второй для этих целей используется моноэтаноламин, который после завершения процесса поглощения подвергается регенерации при повышенной температуре. Принцип действия установок третьего типа основан на применении молекулярных фильтров, регенерирующихся при повышенной температуре или при пониженном давлении (А. Соколов. Системы очистки воздуха на подводных лодках ВМФ Великобритании. "Зарубежное военное обозрение", 01'1996).In the U.S. Navy submarines, carbon dioxide is removed using three different types of installations. In the first, its absorption is carried out with soda lime (a mixture of sodium hydroxide and calcium hydroxide) without subsequent regeneration. The second uses monoethanolamine for these purposes, which, after completion of the absorption process, undergoes regeneration at elevated temperature. The principle of operation of the third type of installations is based on the use of molecular filters that regenerate at elevated temperatures or under reduced pressure (A. Sokolov. Air Purification Systems on Submarines of the British Navy. Foreign Military Review, 01'1996).

На подводных лодках ВМФ США углекислый газ обычно удаляется газоочистителями CO2. В чрезвычайных ситуациях могут также использоваться контейнеры с гидратом окиси лития. В газоочистителях для удаления CO2 используется раствор моноэтаноламина (MEA). Процесс очистки производится в поглотителе при соприкосновении воздуха с рециркулирующим MEA, а также при контакте выделяемого пара и СО2 с ниспадающим MEA в отпарной секции котла. Так как моноэтаноламин является коррозийным и токсичным веществом, необходимо соблюдать чрезвычайную осторожность, чтобы он не попал в воздух (R.W. Trent Кондиционирование воздуха на подводных лодках. Журнал "АВОК", 2003 год, №5).In U.S. Navy submarines, carbon dioxide is usually removed by CO 2 scrubbers. In emergency situations, lithium oxide hydrate containers can also be used. In gas scrubbers, a monoethanolamine solution (MEA) is used to remove CO 2 . The cleaning process is carried out in the absorber when the air comes into contact with the recirculating MEA, as well as when the emitted steam and CO 2 come into contact with the falling MEA in the stripping section of the boiler. Since monoethanolamine is a corrosive and toxic substance, extreme care must be taken to prevent it from entering the air (RW Trent Submarine Air Conditioning. AVOK Magazine, 2003, No. 5).

В космических кораблях для связывания углекислоты применяют патроны с гидроокисью лития либо осуществляют очистку атмосферы от вредных микропримесей при помощи адсорбентов - активированных углей с широким диапазоном размеров микропор, позволяющими сорбировать большое количество примесей органической и неорганической природы с разными молекулярными массами. Для регенерации активированного угля обычно применяют термоотдувочный, термовакуумный и термовытеснительный способы (Ю.Д. Губернский и др. Качество воздуха и энергоэффективность систем вентиляции общественных зданий АВОК, 2001, №1, с.49; Злотопольский В.М. и др. Низкотемпературный способ регенерации поглотителя вредных примесей в системах очистки атмосферы обитаемых объемов. Изв. РАН. Энерг., vol: 2006, num: 1, 98-107, 01 2006).In spaceships, lithium hydroxide cartridges are used to bind carbon dioxide or they purify the atmosphere from harmful microimpurities using adsorbents - activated carbons with a wide range of micropore sizes, which allow sorbing a large amount of impurities of an organic and inorganic nature with different molecular weights. For regeneration of activated carbon, thermo-blowing, thermal vacuum and thermal displacement methods are usually used (Yu.D. Gubernsky et al. Air quality and energy efficiency of ventilation systems of public buildings ABOK, 2001, No. 1, p. 49; Zlotopolsky V.M. et al. Low-temperature method regeneration of an absorber of harmful impurities in atmospheric cleaning systems of inhabited volumes (Izv. RAS. Energ., vol: 2006, num: 1, 98-107, 01 2006).

Недостатками известных устройств являются большой расход и сложность регенерации хемосорбентов, токсичность моноэтаноламина, высокие энергетические затраты на регенерацию угольного адсорбента и непрерывное снижение его поглотительных характеристик, пожароопасность системы регенерации и необходимость дополнительной системы концентрирования углекислого газа с целью его последующей утилизации.The disadvantages of the known devices are the high consumption and complexity of the regeneration of chemisorbents, the toxicity of monoethanolamine, high energy costs for the regeneration of carbon adsorbent and a continuous decrease in its absorption characteristics, the fire hazard of the regeneration system and the need for an additional carbon dioxide concentration system for its subsequent disposal.

Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности непрерывного удаления углекислого газа и других газофазных примесей из герметичного жилого объекта для поддержания концентрации данных веществ в воздухе объекта в пределах санитарных норм при невысоких материальных и энергетических затратах.The technical result of the invention is the ability to continuously remove carbon dioxide and other gas-phase impurities from a sealed residential facility to maintain the concentration of these substances in the air of the facility within the sanitary standards at low material and energy costs.

Поставленный технический результат достигается тем, что устройство содержит воздушные камеры с каталитически активными газодиффузионными катодами, через которые проходит очищаемый воздух, воздушные (газовые) камеры с каталитически активными газодиффузионными анодами, из которых отводится газовая смесь с удаленными вредными примесями, и электролитные камеры с жидким или мембранным электролитами, расположенные между катодом и анодом.The stated technical result is achieved in that the device contains air chambers with catalytically active gas diffusion cathodes through which the air to be cleaned, air (gas) chambers with catalytically active gas diffusion anodes from which the gas mixture is removed with harmful impurities removed, and electrolyte chambers with liquid or membrane electrolytes located between the cathode and the anode.

В качестве мембранного электролита предпочтительно используется пористая матрица, пропитанная щелочным электролитом, например асбестовая матрица.As the membrane electrolyte, a porous matrix impregnated with an alkaline electrolyte, for example an asbestos matrix, is preferably used.

В качестве мембранного электролита может быть использована анионообменная мембрана.As the membrane electrolyte, an anion exchange membrane can be used.

В качестве катода/анода предпочтительно используется двухслойный газодиффузионный электрод с гидрофильным запорным слоем, обращенным в сторону электролитной камеры, и активным слоем, обращенным в сторону воздушной камеры. Также может быть использован двухслойный газодиффузионный электрод с гидрофобным запорным слоем, обращенным в сторону воздушной камеры, и активным слоем, обращенным в сторону электролитной камеры.As the cathode / anode, a two-layer gas diffusion electrode with a hydrophilic barrier layer facing the electrolyte chamber and an active layer facing the air chamber is preferably used. A two-layer gas diffusion electrode with a hydrophobic barrier layer facing the air chamber and an active layer facing the electrolyte chamber can also be used.

Устройство предпочтительно содержит электрохимический кислородо-водородный генератор, выделяющий кислород в атмосферу герметичного помещения и подающий водород в воздушные (газовые) камеры с каталитически активными газодиффузионными анодами.The device preferably contains an electrochemical oxygen-hydrogen generator that releases oxygen into the atmosphere of a sealed room and delivers hydrogen to air (gas) chambers with catalytically active gas diffusion anodes.

Устройство предпочтительно содержит механический и электростатический фильтры, очищающие воздух от механических примесей перед подачей в воздушные камеры с каталитически активными газодиффузионными катодами.The device preferably contains mechanical and electrostatic filters that clean the air of mechanical impurities before being fed into air chambers with catalytically active gas diffusion cathodes.

Устройство предпочтительно содержит электростатический блок с генератором озона, подающий озон в воздушные камеры с каталитически активными газодиффузионными катодами. При этом в качестве обращенного в сторону воздушной камеры слоя катода предпочтительно используется углерод с каталитически активными включениями (сажа, графит, активированный уголь) с удельной поверхностью не менее 60-80 м2/г.The device preferably comprises an electrostatic unit with an ozone generator supplying ozone to air chambers with catalytically active gas diffusion cathodes. Moreover, carbon with catalytically active inclusions (carbon black, graphite, activated carbon) with a specific surface area of at least 60-80 m 2 / g is preferably used as the cathode layer facing the air chamber.

Устройство предпочтительно содержит блок очистки и регенерации отработанного электролита.The device preferably comprises a unit for cleaning and regenerating spent electrolyte.

Устройство, применяющееся в космических гермообъектах, предпочтительно содержит блок каталитической конверсии газовой смеси, выходящей из воздушных камер с каталитически активными газодиффузионными анодами.The device used in space pressurized objects preferably contains a catalytic conversion unit for the gas mixture leaving the air chambers with catalytically active gas diffusion anodes.

Использование заявленного изобретения позволит получить следующий технический результат.Using the claimed invention will allow to obtain the following technical result.

Устройство позволит непрерывно поддерживать в воздухе герметичного объекта содержание углекислого газа на уровне, соответствующем содержанию углекислого газа в земной атмосфере (0,035-0,045% или 350-450 ppm), и ниже.The device will allow you to continuously maintain the carbon dioxide content in the air of a sealed object at a level corresponding to the carbon dioxide content in the earth's atmosphere (0.035-0.045% or 350-450 ppm), and lower.

Устройство позволит производить глубокую очистку воздуха от газофазных примесей с кислотными свойствами.The device will allow for deep air purification from gas-phase impurities with acidic properties.

Устройство позволит производить полную или частичную очистку воздуха от водорода, окиси углерода, аммиака, углеводородов и других органических и неорганических газофазных примесей, не обладающих кислотными свойствами.The device will allow for complete or partial purification of air from hydrogen, carbon monoxide, ammonia, hydrocarbons and other organic and inorganic gas-phase impurities that do not have acidic properties.

Применение механического и электростатического фильтра позволит осуществлять очистку воздуха от мелкодисперсных твердофазных и жидкостнофазных примесей.The use of a mechanical and electrostatic filter will allow air purification from finely dispersed solid-phase and liquid-phase impurities.

Применение генератора озона позволит осуществлять инактивацию содержащихся в очищаемом воздухе микроорганизмов, ускорит процесс каталитического и электрокаталитического окисления газофазных соединений, адсорбированных гидрофобным слоем газодиффузионных катодов.The use of an ozone generator will make it possible to inactivate microorganisms contained in the cleaned air and accelerate the process of catalytic and electrocatalytic oxidation of gas-phase compounds adsorbed by a hydrophobic layer of gas diffusion cathodes.

Применение электрохимического кислородо-водородного генератора позволит компенсировать потери кислорода, связанные с процессом дыхания экипажа герметичного объекта и с химическими и электрохимическими процессами, происходящими в газодиффузионных катодах устройства в процессе очистки воздуха от газофазных примесей. Подача водорода в воздушные (газовые) камеры с каталитически активными газодиффузионными анодами позволит снизить затраты энергии на процесс электрохимической очистки вплоть до генерации электрической энергии в блоке электролитических ячеек, исключить потери кислорода с удаляемыми газами.The use of an electrochemical oxygen-hydrogen generator will make it possible to compensate for the oxygen losses associated with the breathing process of the crew of a sealed object and with the chemical and electrochemical processes that occur in the gas diffusion cathodes of the device during air purification from gas-phase impurities. The supply of hydrogen to air (gas) chambers with catalytically active gas diffusion anodes will reduce the energy costs of the electrochemical cleaning process up to the generation of electrical energy in the block of electrolytic cells, and eliminate oxygen losses with the removed gases.

Применение блока каталитической конверсии газовой смеси, выходящей из воздушных камер с каталитически активными газодиффузионными анодами, позволит снизить количество кислорода, удаляемого в составе веществ газовой смеси, и вернуть его в виде воды в систему водооборота орбитальной станции.The use of the catalytic conversion unit of the gas mixture leaving the air chambers with catalytically active gas diffusion anodes will reduce the amount of oxygen removed in the gas mixture and return it in the form of water to the orbital station’s water system.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 показана структурная схема устройства, а на фиг.2 показана конструкция единичной электролитической ячейки.The invention is illustrated in the drawing, where figure 1 shows the structural diagram of the device, and figure 2 shows the design of a single electrolytic cell.

Устройство содержит механический фильтр 1, электростатический блок 2 с генератором озона 3, электростатический фильтр 4, блок электролитических ячеек 5, электрохимический кислородо-водородный генератор 6, блок очистки и регенерации отработанного электролита 7, блок каталитической конверсии газовой смеси 8.The device contains a mechanical filter 1, an electrostatic unit 2 with an ozone generator 3, an electrostatic filter 4, a unit of electrolytic cells 5, an electrochemical oxygen-hydrogen generator 6, a unit for cleaning and regenerating spent electrolyte 7, a unit for catalytic conversion of the gas mixture 8.

Ячейка содержит воздушную камеру 9 для очищаемого воздуха, пористый газодиффузионный катод 10, пористую асбестовую матрицу 11, через которую циркулирует раствор электролита, пористый газодиффузионный анод 12 и воздушную камеру 13 для газовой смеси, обогащенной удаляемыми газофазными примесями.The cell contains an air chamber 9 for purified air, a porous gas diffusion cathode 10, a porous asbestos matrix 11 through which an electrolyte solution circulates, a porous gas diffusion anode 12, and an air chamber 13 for a gas mixture enriched in removable gas-phase impurities.

Работа устройства осуществлена следующим образом.The operation of the device is as follows.

Очищаемый воздух при помощи воздуходувного устройства через механический фильтр 1, который задерживает крупные загрязнители, подают в электростатический блок 2 с генератором озона 3. На электроды зарядителя электростатического блока подается высокое напряжение (10 киловольт), в результате чего в зарядителе непрерывно «горит» коронный разряд, в неравновесной плазме которого заряжаются все частицы загрязнений, находящиеся в потоке воздуха. Здесь же продуцируется озон в высоких концентрациях. Далее воздушный поток проходит через электростатический фильтр, который задерживает заряженные частицы аэрозольных загрязнителей, после чего воздушный поток поступает в катодные воздушные камеры 9 блока электролитических ячеек 5. Озон, проходящий через электростатический фильтр, за счет своей высокой реакционной активности инактивирует задержанные фильтром микроорганизмы.The air to be cleaned by means of a blower through a mechanical filter 1, which traps large pollutants, is supplied to an electrostatic unit 2 with an ozone generator 3. A high voltage (10 kilovolts) is applied to the electrodes of the electrostatic charger, as a result of which a corona discharge continuously burns in the charger , in a nonequilibrium plasma of which all particles of impurities in the air stream are charged. It also produces ozone in high concentrations. Further, the air stream passes through an electrostatic filter, which traps charged particles of aerosol pollutants, after which the air stream enters the cathode air chambers 9 of the block of electrolytic cells 5. Ozone passing through the electrostatic filter inactivates the microorganisms detained by the filter due to its high reaction activity.

Проходя сквозь воздушные камеры 9, воздух контактирует с газодиффузионными катодами 10, смоченными электролитом, содержащимся в асбестовой матрице 11.Passing through the air chambers 9, the air contacts the gas diffusion cathodes 10 moistened with an electrolyte contained in the asbestos matrix 11.

При соединении электродов в электрическую цепь с потреблением или генерацией электрической энергии в катодной зоне будет протекать основная электрохимическая реакция:When electrodes are connected to an electric circuit with the consumption or generation of electrical energy, the main electrochemical reaction will occur in the cathode zone:

Figure 00000001
Figure 00000001

в результате которой электролит в газодиффузионном катоде 10 приобретет сильные щелочные характеристики (pH электролита повысится). Содержащиеся в очищаемом воздухе газофазные химические соединения с выраженными кислотными свойствами, такие как углекислый газ, сероводород, окислы серы, окислы азота, фтористый водород, хлористый водород, уксусная кислота и т.п., вступят в химическое взаимодействие с щелочным электролитом, образуя воду и анионы соответствующих кислот:as a result of which the electrolyte in the gas diffusion cathode 10 acquires strong alkaline characteristics (the pH of the electrolyte rises). The gas-phase chemical compounds contained in the cleaned air with pronounced acidic properties, such as carbon dioxide, hydrogen sulfide, sulfur oxides, nitrogen oxides, hydrogen fluoride, hydrogen chloride, acetic acid, etc., will enter into chemical interaction with an alkaline electrolyte, forming water and anions of the corresponding acids:

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Содержащиеся в очищаемом воздухе органические и неорганические газофазные примеси, не обладающие кислотными свойствами (водород, формальдегид, фенол, сероуглерод, окись углерода, аммиак и т.п.), будут адсорбироваться на высокоразвитой углеродной поверхности обращенного в сторону воздушной камеры гидрофобного слоя каталитически активного катода. В результате комплексного воздействия адсорбции и электрохимического взаимодействия в присутствии катализаторов и сильных химических окислителей - кислорода и озона, адсорбированные соединения будут окисляться либо до простых веществ (воды, углекислого газа, азота) либо до анионов органических и неорганических кислот, растворимых в щелочном электролите. При этом катодная поверхность, занятая адсорбированными соединениями, будет непрерывно самоочищаться. Также на катоде будет осуществляться электрохимическая реакция:Organic and inorganic gas-phase impurities contained in the cleaned air that do not have acidic properties (hydrogen, formaldehyde, phenol, carbon disulfide, carbon monoxide, ammonia, etc.) will be adsorbed on the highly developed carbon surface of the hydrophobic layer of the catalytically active cathode facing the air chamber . As a result of the complex effect of adsorption and electrochemical interaction in the presence of catalysts and strong chemical oxidizing agents - oxygen and ozone, the adsorbed compounds will be oxidized either to simple substances (water, carbon dioxide, nitrogen) or to anions of organic and inorganic acids soluble in alkaline electrolyte. In this case, the cathode surface occupied by adsorbed compounds will continuously self-clean. An electrochemical reaction will also be carried out at the cathode:

Figure 00000005
Figure 00000005

в результате которой содержание высокотоксичного озона в воздухе на выходе из блока электролитических ячеек 5 снизится до допустимых значений.as a result of which the content of highly toxic ozone in the air at the outlet of the block of electrolytic cells 5 will decrease to acceptable values.

Для компенсации потерь кислорода, связанных с процессом дыхания экипажа герметичного объекта, а также для компенсации потерь кислорода, связанных с химическими и электрохимическими процессами, проходящими в катодных зонах блока электролитических ячеек 5, предусмотрен электрохимический кислородно-водородный генератор 6, разлагающий воду на кислород и водород. Кислород направляется в атмосферу герметичного объекта, а водород подается в анодные воздушные камеры 13 блока электролитических ячеек 5.To compensate for oxygen losses associated with the breathing process of the crew of a sealed object, as well as to compensate for oxygen losses associated with chemical and electrochemical processes taking place in the cathode zones of the block of electrolytic cells 5, an electrochemical oxygen-hydrogen generator 6 decomposes water into oxygen and hydrogen . Oxygen is sent to the atmosphere of the sealed object, and hydrogen is supplied to the anode air chambers 13 of the block of electrolytic cells 5.

В анодной зоне будет протекать основная электрохимическая реакция:The main electrochemical reaction will proceed in the anode zone:

Figure 00000006
Figure 00000006

в результате которой электролит в газодиффузионном аноде 12 приобретет сильные кислотные характеристики (pH электролита снизится). Анионы кислот, образовавшиеся в катодной зоне электролитической ячейки из поглощенных газофазных веществ, в результате диффузии, а также под действием электростатических сил мигрируют через матричную или анионообменную мембрану в анодную зону, где вступают во взаимодействие с образующимися протонами.as a result of which the electrolyte in the gas diffusion anode 12 acquires strong acid characteristics (the pH of the electrolyte decreases). Anions of acids formed in the cathode zone of the electrolytic cell from absorbed gas-phase substances, as a result of diffusion, as well as under the influence of electrostatic forces migrate through the matrix or anion-exchange membrane into the anode zone, where they interact with the formed protons.

Figure 00000007
Figure 00000007

Figure 00000008
Figure 00000008

Figure 00000009
Figure 00000009

Образующиеся слабые кислоты (углекислота, сероводород, уксусная кислота и т.п.) полностью или частично переходят в газовую фазу и заполняют воздушные камеры 13 блока электролитических ячеек 5. Смесь водорода с выделившимися из электролита газами выводят из блока электролитических ячеек 5, после чего удаляют из герметичного объекта (из подводной лодки или подземного сооружения) либо компримируют и используют, например, в качестве дополнительного рабочего тела системы ориентации орбитальной станции. Предпочтительно перед удалением с орбитальной станции данную смесь направляют в блок каталитической конверсии газовой смеси 8, в котором углекислый газ и другие кислородсодержащие вещества гидрируются с образованием углеводородов и воды. Воду после конденсации отделяют и возвращают в систему водооборота станции.The resulting weak acids (carbon dioxide, hydrogen sulfide, acetic acid, etc.) completely or partially go into the gas phase and fill the air chambers 13 of the block of electrolytic cells 5. The mixture of hydrogen with gases released from the electrolyte is removed from the block of electrolytic cells 5, and then removed from a sealed object (from a submarine or an underground structure) or they are compressed and used, for example, as an additional working fluid of the orientation system of the orbital station. Preferably, before being removed from the orbital station, this mixture is sent to the catalytic conversion unit of the gas mixture 8, in which carbon dioxide and other oxygen-containing substances are hydrogenated to form hydrocarbons and water. After condensation, the water is separated and returned to the station’s water system.

Анионы сильных кислот, образовавшиеся в катодной зоне электролитической ячейки из поглощенных газофазных веществ, не выделяются из электролита в анодной зоне электролитической ячейки. Данные анионы накапливаются в электролите, постепенно изменяя его рабочие характеристики, поэтому предусматривают непрерывный или периодический отвод части электролита из блока электролитических ячеек 5 с заменой его на новый либо регенерированный электролит. Регенерацию выведенного электролита осуществляют в блоке очистки и регенерации электролита 7. В данном блоке осуществляют также отделение от электролита воды, образовавшейся в результате электрохимических и химических реакций, происходящих в блоке электролитических ячеек 5. Отделившуюся воду возвращают в систему водооборота герметичного объекта.Strong acid anions formed in the cathode region of the electrolytic cell from absorbed gas-phase substances are not released from the electrolyte in the anode zone of the electrolytic cell. These anions accumulate in the electrolyte, gradually changing its operating characteristics, therefore, provide for continuous or periodic removal of a part of the electrolyte from the block of electrolytic cells 5 with replacing it with a new or regenerated electrolyte. The regenerated electrolyte is regenerated in the electrolyte purification and regeneration unit 7. In this block, water is also separated from the electrolyte as a result of electrochemical and chemical reactions occurring in the electrolytic cell unit 5. The separated water is returned to the water circulation system of the sealed object.

Claims (12)

1. Устройство для очистки воздуха в обитаемых герметичных объектах, отличающееся тем, что устройство содержит воздушные камеры с каталитически активными газодиффузионными катодами, через которые проходит очищаемый воздух, воздушные камеры с каталитически активными газодиффузионными анодами, из которых отводится газовая смесь с удаленными вредными примесями, и электролитные камеры с жидким или мембранным электролитом, расположенные между катодом и анодом.1. A device for air purification in inhabited sealed objects, characterized in that the device contains air chambers with catalytically active gas diffusion cathodes through which the cleaned air passes, air chambers with catalytically active gas diffusion anodes from which the gas mixture is removed with harmful impurities removed, and electrolyte chambers with a liquid or membrane electrolyte located between the cathode and anode. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит электрохимический кислородо-водородный генератор, выделяющий кислород в атмосферу герметичного помещения и подающий водород в воздушные камеры с каталитически активными газодиффузионными анодами.2. The device according to claim 1, characterized in that it contains an electrochemical oxygen-hydrogen generator that releases oxygen into the atmosphere of a sealed room and supplies hydrogen to air chambers with catalytically active gas diffusion anodes. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит механический и электростатический фильтры, очищающие воздух от механических примесей перед подачей в воздушные камеры с каталитически активными газодиффузионными катодами.3. The device according to claim 1, characterized in that it contains mechanical and electrostatic filters that clean the air of mechanical impurities before being fed into air chambers with catalytically active gas diffusion cathodes. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит электростатический блок с генератором озона, подающий озон в воздушные камеры с каталитически активными газодиффузионными катодами.4. The device according to claim 1, characterized in that it contains an electrostatic unit with an ozone generator supplying ozone to air chambers with catalytically active gas diffusion cathodes. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит блок каталитической конверсии газовой смеси, выходящей из воздушных камер с каталитически активными газодиффузионными анодами.5. The device according to claim 1, characterized in that it contains a catalytic conversion unit for the gas mixture leaving the air chambers with catalytically active gas diffusion anodes. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит блок очистки и регенерации электролита.6. The device according to claim 1, characterized in that it contains a unit for cleaning and regenerating the electrolyte. 7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве мембранного электролита используется пористая матрица, пропитанная щелочным электролитом.7. The device according to claim 1, characterized in that a porous matrix impregnated with an alkaline electrolyte is used as a membrane electrolyte. 8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что в качестве пористой матрицы используется асбестовая матрица.8. The device according to claim 7, characterized in that the asbestos matrix is used as the porous matrix. 9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве мембранного электролита используется анионообменная мембрана.9. The device according to claim 1, characterized in that an anion-exchange membrane is used as the membrane electrolyte. 10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве катода/анода используется двухслойный газодиффузионный электрод с гидрофобным запорным слоем, обращенным в сторону воздушной камеры, и активным слоем, обращенным в сторону электролитной камеры.10. The device according to claim 1, characterized in that the cathode / anode is a two-layer gas diffusion electrode with a hydrophobic barrier layer facing the air chamber and an active layer facing the electrolyte chamber. 11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве анода/катода используется двухслойный газодиффузионный электрод с гидрофильным запорным слоем, обращенным в сторону электролитной камеры, и активным слоем, обращенным в сторону воздушной камеры.11. The device according to claim 1, characterized in that a two-layer gas diffusion electrode with a hydrophilic barrier layer facing the electrolyte chamber and an active layer facing the air chamber is used as the anode / cathode. 12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве обращенного в сторону воздушной камеры слоя катода используется углерод с удельной поверхностью не менее 60-80 м2/г с каталитически активными включениями. 12. The device according to claim 1, characterized in that carbon with a specific surface area of at least 60-80 m 2 / g with catalytically active inclusions is used as the cathode layer facing the air chamber.
RU2012104087/11A 2012-02-06 2012-02-06 Air cleaner for sealed manned objects RU2491109C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012104087/11A RU2491109C1 (en) 2012-02-06 2012-02-06 Air cleaner for sealed manned objects

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012104087/11A RU2491109C1 (en) 2012-02-06 2012-02-06 Air cleaner for sealed manned objects

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2491109C1 true RU2491109C1 (en) 2013-08-27

Family

ID=49163745

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012104087/11A RU2491109C1 (en) 2012-02-06 2012-02-06 Air cleaner for sealed manned objects

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2491109C1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU173521U1 (en) * 2016-12-15 2017-08-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет пищевых производств" Device for ensuring the safety of convenience foods and ready meals
RU178660U1 (en) * 2017-02-27 2018-04-16 Общество С Ограниченной Ответственностью "Овис" Device for cleaning and regenerating air
RU181535U1 (en) * 2018-03-21 2018-07-17 Общество С Ограниченной Ответственностью "Овис" Device for cleaning and regenerating air
RU182793U1 (en) * 2018-03-21 2018-09-03 Общество С Ограниченной Ответственностью "Овис" Device for cleaning and regenerating air
RU186454U1 (en) * 2018-10-02 2019-01-21 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" HYPERBARIC GAS CLEANING DEVICE
RU188176U1 (en) * 2018-03-21 2019-04-02 Общество С Ограниченной Ответственностью "Овис" Device for cleaning and regenerating air
RU2811183C1 (en) * 2023-08-04 2024-01-11 Общество с ограниченной ответственностью "НД МАРИН" Installation for regeneration of air mixture for breathing inside civil manned underwater vehicles

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1263231A (en) * 1970-01-01 1972-02-09 Trw Inc Atmospheric control utilizing an electrolytic carbon dioxide concentrator
RU2085436C1 (en) * 1993-06-15 1997-07-27 Специальное конструкторское бюро котлостроения Method of utilization of hydrogen and oxygen blown from chambers of electro- chemical hydrogen-and-oxygen type generator
RU2094098C1 (en) * 1996-06-27 1997-10-27 Государственный научный центр Российской Федерации "Институт медико-биологических проблем" Device and method for cleaning air from deleterious microadmixtures contained in hermetically closed space
CN101088576A (en) * 2006-12-05 2007-12-19 福建师范大学 Automatic oxygen replenisher for use in anoxi environment

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1263231A (en) * 1970-01-01 1972-02-09 Trw Inc Atmospheric control utilizing an electrolytic carbon dioxide concentrator
RU2085436C1 (en) * 1993-06-15 1997-07-27 Специальное конструкторское бюро котлостроения Method of utilization of hydrogen and oxygen blown from chambers of electro- chemical hydrogen-and-oxygen type generator
RU2094098C1 (en) * 1996-06-27 1997-10-27 Государственный научный центр Российской Федерации "Институт медико-биологических проблем" Device and method for cleaning air from deleterious microadmixtures contained in hermetically closed space
CN101088576A (en) * 2006-12-05 2007-12-19 福建师范大学 Automatic oxygen replenisher for use in anoxi environment

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU173521U1 (en) * 2016-12-15 2017-08-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет пищевых производств" Device for ensuring the safety of convenience foods and ready meals
RU178660U1 (en) * 2017-02-27 2018-04-16 Общество С Ограниченной Ответственностью "Овис" Device for cleaning and regenerating air
RU181535U1 (en) * 2018-03-21 2018-07-17 Общество С Ограниченной Ответственностью "Овис" Device for cleaning and regenerating air
RU182793U1 (en) * 2018-03-21 2018-09-03 Общество С Ограниченной Ответственностью "Овис" Device for cleaning and regenerating air
RU188176U1 (en) * 2018-03-21 2019-04-02 Общество С Ограниченной Ответственностью "Овис" Device for cleaning and regenerating air
RU186454U1 (en) * 2018-10-02 2019-01-21 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" HYPERBARIC GAS CLEANING DEVICE
RU2811183C1 (en) * 2023-08-04 2024-01-11 Общество с ограниченной ответственностью "НД МАРИН" Installation for regeneration of air mixture for breathing inside civil manned underwater vehicles

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2491109C1 (en) Air cleaner for sealed manned objects
US11466372B2 (en) Electrochemical carbon dioxide converter and liquid regenerator
Simonsson Electrochemistry for a cleaner environment
EP2142684B1 (en) Oxygen generation for battlefield applications
US20090220388A1 (en) Breathing air maintenance and recycle
US3911080A (en) Air pollution control
EP3572140B1 (en) Electrochemical carbon dioxide converter and liquid regenerator
EP0677883A1 (en) Scrubber system for removing carbon dioxide from a metal-air or fuel cell battery
KR101300482B1 (en) Air Pollutants Removal Apparatus using Mediated Ions and Reductants, And Operation Method Thereof
US11857914B2 (en) Electrochemical apparatus for acid gas removal and hydrogen generation
CN113544314A (en) Electrolysis apparatus for producing hydrogen and oxygen
JP2004174369A (en) Gas treatment method and system therefor
US10530001B2 (en) Scrubbing device for gas used in a fuel cell and method of scrubbing gas using the device
RU98938U1 (en) INSTALLATION FOR CONCENTRATION OF CARBON DIOXIDE REMOVED FROM THE ATMOSPHERE (OPTIONS)
JP2005034705A (en) Recycle method for adsorbent material and regeneration apparatus
KR101762596B1 (en) Offshore structure for arctic having winterization and auxiliary power fuel cell system
JP2004327429A (en) Fuel cell and air purifier for fuel cell
EP4427832A1 (en) Carbon dioxide conversion apparatus and carbon dioxide conversion method
RU2494790C1 (en) Device for cleaning air in quarter and industrial rooms from harmful impurities
RU2393593C1 (en) Procedure for purification of air from carbon dioxide for alkaline hydrogen-air fuel elements
KR20240044101A (en) SYSTEM FOR REMOVING NOx FROM HARMFUL GAS EMITTED FROM SEMICONDUCTOR PROCESS
CN118437134A (en) Direct capture of CO in air using a cooling tower2Method and apparatus of (a)
Luo et al. Experimental Study of Mercury Removal and Electrolytic Regeneration by Ca (ClO) 2 Solutions
US20160375402A1 (en) Method And Apparatus For Chemical Removal Of Acid Gas From Combustion Emissions And Natural Gas Streams
JP2001070748A (en) Method and apparatus for removing nitrogen oxide and sulfur oxide from gas

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170207