Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

ПОРОШОК ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ - Патент РФ 2095103
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ПОРОШОК ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ
ПОРОШОК ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ

ПОРОШОК ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: огнетушащие порошковые составы, которые можно использовать для тушения пожаров классов A, B, C, D, E, а также при ликвидации пожаров в закрытых объемах. Сущность изобретения: порошок представляет собой многофазный дисперсноармированный композиционный материал, монолитность каждой частицы которого обеспечивается за счет химического взаимодействия между входящими в нее фазами: сложным гидроксидом [M(II)xAl(III)yM(IV)zOH)(2x+3y+4z)] и фазами [M(I)An1] и [M(I)An2], где M(I) - Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+, NH+4 или их смесь, M(II) - Mg2+, Ca2+, Zn2+ или их смесь, M(IV) - Si4+, Ti4+, Zr4+, или их смесь, An1 - F-, Cl-, Br-, J-; An2 -NO-3, ClO-4,SO24-,CO23-,PO34- при следующем мольном соотношении компонентов и фаз: x = 20 - 1, y = 1 - 10, z = 0 - 10, a = 100 - 1, b = 1 - 30. Каждая частица предлагаемого порошка имеет одинаковый химический и фазовый состав, причем каждая из фаз активна в пожаротушении. Для приготовления порошка к водному раствору с заданным мольным соотношением солей M(II), Al(III) и M(IV) добавляют водный раствор LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH или NH4OH при комнатной температуре. Из полученной суспензии испаряют воду известным способом. Получают текучий огнетушащий порошок с частицами сферической формы и содержанием фракции 40 - 70 мкм не менее 95 мас.%. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2095103
Класс(ы) патента: A62D1/00
Номер заявки: 95102678/25
Дата подачи заявки: 28.02.1995
Дата публикации: 10.11.1997
Заявитель(и): Институт катализа имени Г.К.Борескова СО РАН
Автор(ы): Криворучко О.П.; Федотов А.В.; Талалайченко О.П.
Патентообладатель(и): Институт катализа имени Г.К.Борескова СО РАН
Описание изобретения: Изобретение относится к огнетушащим порошковым составам, которые можно использовать для тушения углеродсодержащих тлеющих материалов, легковоспламеняющихся жидкостей, горючих газов и паров, сжиженных газов, газовых фонтанов, легких металлов и их сплавов, электроустановок под напряжением, а также при ликвидации пожаров в закрытых объемах.
Известен порошок, содержащий хлорид калия или натрия 15 65% бикарбонат натрия 65 15% добавку для текучести (нефелиновый концентрат) 10 30% и аэросил 1 2,5% [1] К недостаткам порошка можно отнести высокое содержание в нем (до 30 мас.) неактивного в пожаротушении нефелинового концентрата и неоднородное распределение компонентов по объему, которое может возникать на стадии механического смешения и совместного помола компонентов, а также при хранении, транспортировании и использовании порошков. Этим обусловлена недостаточная огнетушащая способность порошка.
Известны порошки, содержащие фосфаты и сульфаты аммония и щелочных металлов [2] фосфаты аммония и бикарбонат калия (аммония) [3] Порошки представляют собой механическую смесь солей и имеют низкую огнетушащую способность.
Известен порошок на основе сплава карбамида с карбонатом или бикарбонатом калия (натрия) [4 6] Этот порошок относится к типу специальных порошков, характеризуется большой эффективностью при тушении очагов пожаров горючих жидкостей и газов, но сложная технология приготовления огнетушащего порошка приводит к его высокой стоимости по сравнению с другими известными порошками.
Наиболее близким к предлагаемому составу является огнетушащий порошок, состоящий из механической смеси алюмосодержащей фазы (Al2O3, Al(OH)3, AlOOH или доусонит) с галогенидом натрия, калия, олова или свинца [7] Количество алюмосодержащей фазы в порошке составляет 25 99 мас. а галогенида металла 75 1 мас. Однако этот состав также обладает невысокой огнетушащей способностью. Кроме того, недостатком порошка является то, что он содержит экологически вредные вещества соли олова или свинца.
В соответствии с международными стандартами [8] в основу которых положен вид горючего материала, выделены следующие классы пожаров:
A горение твердых углеродсодержащих материалов (уголь, дерево, бумага, пластмассы, резина и т.д.);
B горение жидкостей (нефть, мазут, масла, керосин, спирты, растворители);
C горение газов и паров (водород, метан, пропан-бутан, попутные газы и т.д.);
D горение легких металлов их сплавов;
E горение электрооборудования и кабелей под напряжением.
Принято называть универсальным порошок, который тушит пожары классов A, B, C или всех классов. Порошки, предназначенные для тушения пожаров классов B, C или только D, принято называть специальными.
В основу изобретения положена задача создать универсальный порошок для тушения пожаров классов A, B, C, D и E, обладающий высокой огнетушащей способностью, не содержащий экологически вредных веществ и не выделяющий их при применении. Эта задача решается тем, что в качестве огнетушащего порошка используют многофазный композиционный материал, все фазы которого химически связаны друг с другом:
[M(II)xAl(III)yM(IV)z (OH)(2x+3y+4z)]·a[M(I)An1]·b[M(I)An2]
где
M(I) Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+, NH+4 или их смесь,
M(II) Mg2+, Ca2+, Zn2+ или их смесь,
M(IV) Si4+, Ti4+, Zr4+ или их смесь,
An1 F-, Cl-, Br-, J-;

при следующем мольном соотношении компонентов и фаз:
x 20 1, y 1 10, z 0 10, a 100 1, b 1 30.
При выходе за указанные пределы значений x, y, z, a и b огнетушащая способность предлагаемых порошков приближается к огнетушащей способности известных порошков.
Предлагаемый порошок представляет собой многофазный дисперсноармированный композиционный материал, монолитность каждой частицы которого обеспечивается за счет химического взаимодействия между входящими в нее фазами: сложными гидроксидом [M(II)x Al(III)y)M(IV)z(OH)(2x+3y+4z)] и фазами [M(I)An1] и [M(I)An2] Роль матрицы или дисперсного наполнителя может играть любая из фаз. Это зависит от фазового состава порошка. Так, при содержании гидроксидной фазы <40 мас. она выполняет функцию дисперсного наполнителя, а фазы солей матрицы. В зависимости от состава предлагаемые порошки имеют удельную поверхность 0,3 0,7 м2/г. После удаления из них солей оставшаяся гидроксидная фаза имеет удельную поверхность 50 100 м2/г, что свидетельствует о высокой дисперсности ее частиц.
При заданном соотношении компонентов каждая частица предлагаемого порошка имеет одинаковый химический и фазовый состав. Все фазы находятся в тесном химическом взаимодействии друг с другом в пределах объема частиц порошка, причем каждая из фаз активна в пожаротушении. Частицы порошка с преимущественными размерами 40 70 мкм, попадая в пламя, эффективно дробятся до микрочастиц с размерами 1 10 мкм. Это приводит к существенному увеличению удельной поверхности порошков и как следствие к повышению скорости гетерогенного ингибирования цепных процессов, протекающих при горении углеводородов.
Эндотермические процессы разложения микрочастиц понижают температуру пламени, а выделяющиеся при температурах 100 1200oC газообразные продукты разложения порошка приводят к гомогенному ингибированию цепных процессов.
Для приготовления порошка к водному раствору с заданным мольным соотношением солей M(II), Al(III) и M(IV) добавляют водный раствор LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH или NH4OH при комнатной температуре. Из полученной суспензии испаряют воду известным способом. Получают текучий огнетушащий порошок с частицами сферической формы и содержанием фракции 40 70 мкм не менее 95 мас.
Химический и фазовый состав порошков определяли методами количественного химического и рентгенофазового анализа. Форму и размеры частиц изучали методами оптической и электронной микроскопии. Гранулометрический состав порошков исследовали методом ситового анализа и с использованием счетчика Култера.
Сравнительные испытания огнетушащей способности предлагаемых порошковых составов и известного порошка [7] проводили на лабораторной установке с площадью горения 100 см2 (пожар класса B) и использованием в качестве горючего вещества керосина при фиксированном времени тушения 0,1 с. Огнетушащую способность характеризовали расходом порошка в г/100 см2.
Пример 1. Для приготовления порошка в воде растворяют 203 г MgCl2·6H2O, 19 г Al(NO3)3·9H2O и получают 1 л смешанного раствора солей. В другом реакторе готовят 1 л раствора щелочи растворением в воде 86 г NaOH. К раствору солей магния и алюминия при интенсивном перемешивании добавляют раствор NaOH. Из полученной суспензии известным способом испаряют воду. Твердое вещество высушивают на воздухе при температуре 110 120oC до постоянной массы. Получают 192 г текучего огнетушащего порошка с составом:
Mg20Al1(OH)43]· 40[NaCl]·3[NaNO3]
Пример 2. Для приготовления порошка в воде растворяют 203 г MgCl2·6H2O, 38 г Al(NO3)3· 9H2O и получают 1 л смешанного раствора солей. В другом реакторе готовят один л раствора щелочи растворением в воде 92 г NaOH. К раствору солей магния и алюминия при интенсивном перемешивании добавляют раствор NaOH. Из полученной суспензии известным способом испаряют воду. Твердое вещество высушивают на воздухе при температуре 110 120oC до постоянной массы. Получают 209 г текучего огнетушащего порошка с составом:
[Mg10Al1(OH)23]· 20[NaCl]·3[NaNO3]
Пример 3. Суспензию, полученную по примеру 2, фильтруют. Влажный осадок, оставшийся после фильтрации, высушивают на воздухе при 110 120oC до постоянной массы. Получают 114 г текучего огнетушащего порошка с составом:
[Mg10Al1(OH)23]·7[NaCl]·[NaNO3]
Пример 4. Для приготовления порошка в воде растворяют 102 г MgCl2·6H2O, 375 г Al(NO3)3· 9H2O и получают 1 л смешанного раствора солей. В другом реакторе готовят один л раствора щелочи растворением в воде 160 г NaOH. К раствору солей магния и алюминия при интенсивном перемешивании добавляют раствор NaOH. Из полученной суспензии известным способом испаряют воду. Твердое вещество высушивают на воздухе при температуре 110 120oC до постоянной массы. Получают 420 г текучего огнетушащего порошка с составом:
[Mg1Al2(OH)8]· 2[NaCl]·[NaNO3]
Пример 5. Суспензию, полученную по примеру 4, фильтруют. Влажный осадок, оставшийся после фильтрации, высушивают на воздухе при 110 120oC до постоянной массы. Получают 265 г текучего огнетушащего порошка с составом:
[Mg1Al2(OH)8·[NaCl]·[NaNO3]
Пример 6. Для приготовления порошка в воде растворяют 20 г MgCl2·2H2O, 375 г Al(NO3)3·9H2O и получают 1 л смешанного раствора солей. В другом реакторе готовят один л раствора щелочи растворением в воде 180 г KOH. К раствору солей магния и алюминия при интенсивном перемешивании добавляют раствор KOH. Из полученной суспензии известным способом испаряют воду. Твердое вещество высушивают на воздухе при температуре 110 120oC до постоянной массы. Получают 402 г текучего огнетушащего порошка с составом:
[Mg1Al10(OH)32]·2[KCl]·30[KNO3]
Пример 7. Для приготовления порошка в воде растворяют 111 г CaCl2, 136 г ZnCl2, 166 г Al2(SO4)3·18H2O и получают 1 л смешанного раствора солей. В другом реакторе готовят один л раствора щелочи растворением в воде 132 г LiOH. К раствору солей кальция, цинка и алюминия при интенсивном перемешивании добавляют раствор LiOH. Из полученной суспензии известным способом испаряют воду. Твердое вещество высушивают на воздухе при температуре 110 120oC до постоянной массы. Получают 338 г текучего огнетушащего порошка с составом:
[Ca2Zn2Al1(OH)11]<·> 8[LiCl]·1,5[Li2SO4]
Пример 8. Для приготовления порошка в воде растворяют 24 г Ca(ClO4)2, 41 г AlJ3, 268 г SiJ4, 278 г TiJ4 и получают 1 л смешанного раствора солей. В другом реакторе готовят один л раствора щелочи растворением в воде 464 г RbOH. К раствору солей кальция, алюминия, кремния и титана при интенсивном перемешивании добавляют раствор RbOH. Из полученной суспензии известным способом испаряют воду. Твердое вещество высушивают на воздухе при температуре 110 120oC до постоянной массы. Получают 1070 г текучего огнетушащего порошка с составом:
[Ca1Al1Si5Ti5(OH)45]<·> 43[RbJ]·2[RbClO4]
Пример 9. Для приготовления порошка в воде растворяют 8 г Mg(HCO3)2· 2H-2O, 214 г ZnBr2, 134 г AlBr3, 139 г SiBr4 и получают 1 л смешанного раствора солей. В другом реакторе готовят 1 л раствора щелочи растворением в воде 780 г CsOH. К раствору солей магния, цинка, алюминия и кремния при интенсивном перемешивании добавляют раствор CsOH. Из полученной суспензии известным способом испаряют воду. Твердое вещество высушивают на воздухе при температуре 110 120oC до постоянной массы. Получают 1273 г текучего огнетушащего порошка с составом:
[Mg1Zn19Al10Si8(OH)102]<·> 100[CsBr]·2[Cs2CO3]
Пример 10. Для приготовления порошка в воде растворяют 287 г ZnSO4·7H2O, 67 г Al2(SO4)3)·18H2O, 12 г TiF4 и получают один л смешанного раствора солей. В другом реакторе к 0,5 л 25% раствора аммиака добавляют 0,5 л дистиллированной воды. К раствору солей цинка, алюминия и титана при интенсивном перемешивании добавляют 1 л 12,5% раствора аммиака. Из полученной суспензии известным способом испаряют воду. Твердое вещество высушивают на воздухе при температуре 110 120oC до постоянной массы. Получают 313 г текучего огнетушащего порошка с составом:
[Zn10Al2Ti1(OH)30]<·> 4[NH4F]·13[(NH4)2SO4]
Пример 11. Для приготовления порошка в воде растворяют 67 г MgCl2·6H2O, 241 г AlCl3·6H2O, 63 г TiF4 и получают 1 л смешанного раствора солей. В другом реакторе готовят 1 л раствора щелочи растворением в воде 200 г NaOH. К раствору солей магния, алюминия и титана при интенсивном перемешивании добавляют раствор NaOH. Далее в полученной суспензии растворяют 142 г K3PO4 и испаряют из нее воду. Твердое вещество высушивают на воздухе при температуре 110 120oC до постоянной массы. Получают 571 г текучего огнетушащего порошка с составом:
[Mg1Al3Ti1 (OH)15]·15[(Na0,7K0,3)Cl]·2 [(Na0,7K0,3)3PO4]
Пример 12. К 95 г порошка, приготовленного по примеру 2, добавляют 2 г гидрофобизированного аэросила и 3 г измельченного в вибромельнице талька. Полученную смесь перемешивают в двухлопастном Z-образном смесителе в течение 0,5 ч. Получают 100 г текучего огнетушащего порошка.
Пример 13. К 50 г порошка, приготовленного по примеру 7, добавляют 2 г гидрофобизированного аэросила, 8 г измельченного в вибромельнице талька и 40 г порошка моноаммонийфосфата. Полученную смесь перемешивают в двухлопастном Z-образном смесителе в течение 0,5 ч. Получают 100 г текучего огнетушащего порошка.
Пример 14. 20 г порошка, приготовленного по примеру 9, добавляют 2 г гидрофобизированного аэросила, 8 г измельченного в вибромельнице талька и 70 г бикарбоната натрия. Полученную смесь перемешивают в двухлопастном Z-образном смесителе в течение 0,5 ч. Получают 100 г текучего огнетушащего порошка.
В таблице приведены составы и сравнительные показатели огнетушащей способности предлагаемого и известного (прототип) порошков. Из данных таблицы следует, что предлагаемые порошковые составы по огнетушащей способности в 2,5 раза эффективнее по сравнению с прототипом при тушении керосина (пожар класса B).
Таким образом, предлагаемые порошки имеют высокую огнетушащую способность и могут найти широкое применение при тушении пожаров классов A, B, C, D, E.
Источники информации
1. Авт. св. СССР N 158842, кл. A 62 D 1/00, опубликовано 30.08.90, бюлл. N 32
2. Пат. ФРГ N 1621718, кл. A 62 D 1/00.
3. Пат. Великобритании N 1410469, кл. A 62 D 1/00.
4. Пат. Великобритании N 1315377, кл. C 07 G 17/00.
5. Пат. Великобритании N 1367103, 1974 HK A5A.
6. Пат. Великобритании N 1387705, 1975 HK A5A.
7. Пат. США N 4406797, кл. A 62 D 1/00, опубл. 27.09.83.
8. М. Е. Краснянский. Огнетушащие и взрывоподавляющие порошки. Донецк, Донбасс, 1990.
Формула изобретения: 1. Порошок для тушения пожаров, включающий алюмосодержащую фазу и галогенид щелочного металла, отличающийся тем, что он представляет собой многофазный композиционный материал

где M(I) катионы Li, Na+, K+, Rb+, Cs+, NH4+ или их смесь,
M(II) катионы Mg2+, Ca2+, Zn2+ или их смесь;
M(IV) катионы Si4+, Ti4+, Zr4+ или их смесь;
анионы бескислородных неорганических кислот: F-, Cl-, Br-, J-;
анионы кислородсодержащих неорганических кислот:
при следующем молярном соотношении компонентов и фаз: x 20 1, y 1 - 10, z 0 10, a 100 1, b 1 30.
2. Порошок по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно в виде механической смеси содержит 5 80 мас. антислеживающихся, гидрофобизирующих и активных в тушении пожаров веществ.