一种金属钾喷雾氧化法制备超氧化钾粉末的方法技术

本发明专利技术涉及一种金属钾喷雾氧化法制备超氧化钾粉末的方法，包括如下步骤：液态钾与压缩空气通过内外嵌套的喷枪进行雾化处理制得超氧化钾粉末；喷枪包括供压缩空气流动的外腔体，以及供液态钾流动的内腔体；压缩空气的流速为6‑8米/秒，液态钾的流速为0.3‑0.5米/秒；液态钾与压缩空气的反应温度为260‑300℃。按照如上方法制得的超氧化钾粉末中含氧量大于31%，体密度可达到0.565 g/cm

A method for preparation of potassium oxide metal spray potassiumsuperoxide powder

The invention relates to a method for preparing potassium oxide metal spray potassiumsuperoxide powder, which comprises the following steps: liquid potassium spray treatment prepared potassiumsuperoxide powder by spray gun and nested with compressed air; compressed air spray gun comprises an outer cavity for flow, cavity and liquid potassium flow; compressed air flow rate 6 8 meters / sec, liquid potassium flow rate of 0.3 0.5 meters / sec; reaction temperature of liquid potassium and compressed air for 260 300 C. Such as more than 31% oxygen potassiumsuperoxide powder prepared by the above, the bulk density can reach 0.565 g/cm

【技术实现步骤摘要】
一种金属钾喷雾氧化法制备超氧化钾粉末的方法
本专利技术涉及超氧化钾粉末的制备领域，具体涉及一种金属钾喷雾氧化法制备超氧化钾粉末的方法。
技术介绍
目前，在航天事业和潜艇技术等领域，需要人体在密闭空间进行较长时间的生理活动。为了节省空间和成本，通常需要在舱体内放置氧气再生装置。氧气再生装置中可以放置超氧化钾作为供氧剂，在此过程中，超氧化钾与人体呼出的二氧化碳气体、水蒸气反应生成可供人体进行正常生理活动的氧气。常规制备超氧化钾的方法采用氢氧化钾与双氧水作为原料，但是该方法制备的超氧化钾粉末纯度低，有效氧为25％左右，并且危险性极大，该方法已经淘汰。为了用于生产65型-钾空气再生药板和隔绝式自救器中生氧剂，有必要提供一种可连续生产超氧化钾粉末的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种金属钾喷雾氧化法制备超氧化钾粉末的方法，其具有连续化生产、提高超氧化钾有效氧含量的优点。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种金属钾喷雾氧化法制备超氧化钾粉末的方法，包括如下步骤：液态钾与压缩空气通过内外嵌套的喷枪进行雾化处理制得超氧化钾粉末；喷枪包括供压缩空气流动的外腔体，以及供液态钾流动的内腔体，内腔体靠近喷枪的枪口的直径为1.3-1.4mm；压缩空气的流速为6-8米/秒，液态钾的流速为0.3-0.5米/秒；液态钾与压缩空气的反应温度为260-300℃。采用以上技术方案，液态钾和压缩空气通过喷枪，并且在喷枪的枪口处进行混合，保持压缩空气的流速在6-8米/秒，一方面增大液态钾和空气的接触面积，使得金属钾能够快速被氧化直接生成超氧化钾。另一方面压缩空气可以作为动力源，其在流动过程中，驱使液态钾通过1.3-1.4mm的枪口持续与压缩空气混合。此外，压缩空气和液态钾在该范围内的流速混合，可直接生成超氧化钾粉末。进一步地，压缩空气的压力为0.3-0.5MPa。采用以上技术方案，压缩空气保持在0.3-0.5MPa的压力范围内，其与喷枪配合，驱使压缩空气的流速为6-8米/秒。优选地，液态钾的加热温度为80-90℃。采用以上技术方案，液态钾在加热的条件下保持液态，便于液态钾与压缩空气在喷枪处混合。若温度太低，液态钾流速受限，不能与压缩空气充分混合；若温度太高，浪费多余能量。优选地，液态钾的纯度大于98.5％。采用以上技术方案，该纯度范围的液态钾与压缩空气混合，制得超氧化钾的产率更高。优选地，压缩空气中含水量小于0.5％。采用以上技术方案，严格控制压缩空气中的水含量，以免其与液态钾接触，造成危险。优选地，喷枪的枪口压力为-0.025～-0.035MPa。采用以上技术方案，当压缩空气以6-8米/秒的速度通过喷枪时，在喷枪的枪口处形成持续形成负压，驱使液态钾持续与压缩空气接触混合。进一步地，超氧化钾的粒径为8-20目。进一步地，超氧化钾的含氧量≥31％。采用以上工艺制得的超氧化钾粉末的含氧量高达31％，适合作为65型-钾空气再生药板的原料。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：调节压缩空气和液态钾的流速，并且配合喷枪既可以持续制备超氧化钾粉末，还可以保证超氧化钾粉末的含氧量达到31％；并且调整压缩空气流速即可对超氧化钾粉末的粒径进行调控。附图说明图1是金属钾喷雾氧化法制备超氧化钾粉末的设备示意图；图2是喷枪的结构示意图；图中，1、熔钾罐；11保温套；2、反应器；20、法兰；201、端盖；21、喷枪；211、外腔室；212、内腔室；213、枪口；3、收集器；4、除尘罐；41、过滤网；42、降尘部；43、除尘部；5、降尘室；51、喷淋管；52、排烟筒。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术作进一步详细说明。实施例一：一种金属钾氧化法制备超氧化钾粉末的设备，结合图1和图2，包括熔钾罐1，与熔钾罐1相连的反应器2，以及与反应器2依次相连的收集器3、除尘罐4和降尘室5。熔钾罐1的外侧缠绕一圈电热丝(图中未示出)，电热丝的外侧包裹保温套11，以免热量散失太快。固体钾放入熔钾罐1中，电热丝加热至温度为80℃时，固体钾经电热丝加热之后熔融形成液态钾。反应器2的进料口处固定喷枪21，喷枪21包括同轴设置的外腔室211和内腔室212，外腔室211一端连接管路，该管路与压缩空气机相连，用于提供压缩空气；另一端为枪口213，作为物料出口。内腔室212一端焊接进液管道，并且该进液管道从外腔室侧壁伸出，二者的连接位置处焊接固定；内腔室212的另一端延伸至靠近枪口213处，并且这一端部的直径为1.4mm；内腔室212的这一端位于枪口213内、距离枪口213一毫米处。喷枪21的外周绕设电热丝，方便对喷枪21进行加热。压缩空气经过外腔室211到达枪口213处时，形成负压，并且驱使液态钾在内腔室212流动，并流动至枪口213处与压缩空气接触。液态钾在枪口213处与大量的压缩空气混合，液态钾迅速氧化形成超氧化钾粉末，超氧化钾粉末落入反应器2中进行收集。反应器2和收集器3的结构类似，以反应器2为例进行说明。反应器2的下端部呈倒锥形设置，并且在反应器的最下端开设出料口，出料口处连接法兰20，并采用端盖201栓接密封。反应器2或者收集器3中的物料均可打开端盖201进行收集。制备超氧化钾粉末的过程中会产生一些烟气，为了方便除去烟气，在收集器3的出口处设置除尘罐4。除尘罐4的内腔通过过滤网41分为降尘部42和除尘部43，降尘部43与收集器3相连，并且降尘部43的下端部也开设出料口，该出料口也采用端盖栓接密封。除尘部43连接抽风机，并且抽风机抽出的烟尘通过管道连接至降尘室5。降尘室5内部安装有喷淋管51，降尘室5的顶部安装排烟筒52。喷淋管51中喷出的水对降尘室5中的烟气进行降尘处理，通过除尘处理的气体从排烟筒52中抽出。实施例二：一种金属钾喷雾氧化法制备超氧化钾粉末的方法，采用实施例一的设备，按照如下步骤进行处理：选择纯度为98.5％的固态钾，将固态钾放入熔钾罐1中，并加热至80℃熔融形成液态钾。压缩空气的含水量小于0.5％，压缩空气的压力调节至0.3MPa，并调整压缩空气的流速为6米/秒，液态钾的流速为0.3米/秒。调节喷,21的温度为260℃，此时，喷枪21的枪口形成负压为-0.025MPa。在该过程中液态钾迅速被空气氧化形成超氧化钾粉末，超氧化钾粉末的粒径在8-12目之间。实施例三：一种金属钾喷雾氧化法制备超氧化钾粉末的方法，采用的设备与实施例一相比，区别在于：内腔室212的靠近枪口213一的直径为1.3mm。具体步骤如下：选择纯度为98.8％的固态钾，将固态钾放入熔钾罐1中，并加热至90℃熔融形成液态钾。压缩空气的含水量小于0.5％。压缩空气的压力调节至0.5MPa，并调整压缩空气的流速为8米/秒，液态钾的流速为0.5米/秒。调节喷枪21的温度为280℃，此时，喷枪21的枪口213形成负压为-0.035MPa。在该过程中液态钾迅速被空气氧化形成超氧化钾粉末，超氧化钾粉末的粒径为10-20目。实施例四：一种金属钾喷雾氧化法制备超氧化钾粉末的方法，采用实施例一中的设备按照如下步骤进行处理：选择纯度为99％的固态钾，将固态钾放入熔钾罐1中，并加热至90℃熔融形成液态钾。压缩空气的含水量小于0.5％。压缩空气的压力调节至0.5MPa，并调整压缩空气的流速为8米/秒，液态钾的流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属钾喷雾氧化法制备超氧化钾粉末的方法，其特征在于，包括如下步骤：液态钾与压缩空气通过内外嵌套的喷枪进行雾化处理制得超氧化钾粉末；喷枪包括供压缩空气流动的外腔体，以及供液态钾流动的内腔体，内腔体靠近喷枪的枪口的直径为1.3‑1.4mm；压缩空气的流速为6‑8米/秒，液态钾的流速为0.3‑0.5米/秒；液态钾与压缩空气的反应温度为260‑300℃。

【技术特征摘要】
1.一种金属钾喷雾氧化法制备超氧化钾粉末的方法，其特征在于，包括如下步骤：液态钾与压缩空气通过内外嵌套的喷枪进行雾化处理制得超氧化钾粉末；喷枪包括供压缩空气流动的外腔体，以及供液态钾流动的内腔体，内腔体靠近喷枪的枪口的直径为1.3-1.4mm；压缩空气的流速为6-8米/秒，液态钾的流速为0.3-0.5米/秒；液态钾与压缩空气的反应温度为260-300℃。2.根据权利要求1所述的金属钾喷雾氧化法制备超氧化钾粉末的方法，其特征在于：压缩空气的压力为0.3-0.5MPa。3.根据权利要求2所述的金属钾喷雾氧化法制备超氧化钾粉末的方法，其特征在于：液态钾的加热温度为80-...

【专利技术属性】
技术研发人员：张京广，郭中立，李洪斌，黄建福，王文龙，牛钢，
申请(专利权)人：北京恒信化工有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11