Огнетушащий порошковый состав



Огнетушащий порошковый состав
Огнетушащий порошковый состав

 


Владельцы патента RU 2606602:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" (RU)

Изобретение относится к области пожаротушения, а именно к созданию огнетушащего порошкового состава общего назначения для тушения пожаров классов А, В и в особенности пожаров в бытовых помещениях и местах массового скопления людей. Огнетушащий порошковый состав содержит хлорид калия, фосфаты аммония и целевую добавку. В качестве целевой добавки он содержит синтетический минеральный сплав фракционного состава. При этом синтетический минеральный сплав содержит оксиды кремния, алюминия, кальция, железа (II), железа (III), магния, калия и/или натрия, хрома (III) Сr2O3 при определенном соотношении ингредиентов. Изобретение позволяет получить огнетушащий порошок, пригодный с точки зрения токсичности для тушения в бытовых помещениях и местах массового скопления людей, обладающий повышенной ингибирующей способностью и высокой огнетушащей способностью. 2 табл., 5 пр.

 

Изобретение относится к области пожаротушения, а именно к созданию огнетушащего порошкового состава общего назначения для тушения пожаров классов А, В и в особенности пожаров в бытовых помещениях и местах массового скопления людей.

Известен сухой порошковый состав для пожаротушения следующего состава: от 99 до 99,5 вес. % аммофоса, от 0,5 до 1,0 вес. % аэросила. Для изготовления такого порошка используется аммофос следующего фракционного состава: частицы размером 0,2-0,05 мм - 70-75%, частицы размером менее 0,05 мм - 25-30% (авторское свид. SU №596251 от 05.03.1978).

Недостаток известного состава заключается в недостаточной способности ингибировать возгорание за счет термического механизма подавления пламени.

Известен огнетушащий порошок следующего состава, мас. %: сульфат аммония (NH4)2SO4 - до 40, фосфат аммония NH4H2PO4 - до 40, калий хлористый (KCl) - 10, тальк (Mg3[Si4O10](OH)2) - 10, трикальцийфосфат (Ca3(PO4)2) - 2, гидрофобная добавка (C36H70O4(Me)x) - 1 (патент US №3063940 А).

Недостаток известного состава заключается в том, что он не адаптирован к бытовым условиям и образует газовые испарения, которые могут быть вредны для человека. Кроме того, известный состав обладает недостаточной способностью ингибировать возгорание за счет термического механизма подавления пламени.

Наиболее близким составом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаком является состав для тушения пожаров следующего состава, мас. %: хлорид калия или натрия - 13,5-35,0; антислеживающие добавки - 1,0-5,0; добавки по текучести - 0,5-7,0, фосфаты аммония - остальное (авторское свид. SU №1333348 от 30.08.87). Данный состав принят за прототип.

Признаки прототипа, совпадающие с признаками заявляемого изобретения, - хлорид калия, фосфаты аммония, целевая добавка.

Недостатком известного состава, принятого за прототип, является необходимость использовать несколько добавок, каждая из которых обеспечивает улучшение только одной из эксплуатационных характеристик. Кроме того, ингибирующий механизм пожаротушения такого порошка реализуется преимущественно по гетерогенному химическому механизму, а термический механизм ингибирования пламени не проявляет себя. Известная смесь не адаптирована для пожаротушения в бытовых помещениях и местах массового скопления людей, имеет невысокую огнетушащую способность из-за быстрого перехода в газовую фазу составляющих компонентов при термическом разложении в процессе пожаротушения.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является получение огнетушащего порошка, пригодного с точки зрения токсичности для тушения в бытовых помещениях и местах массового скопления людей, обладающего повышенной ингибирующей способностью и высокой огнетушащей способностью.

Поставленная задача решается тем, что известный огнетушащий порошок, содержащий хлорид калия, фосфаты аммония и целевую добавку, в качестве целевой добавки содержит синтетический минеральный сплав фракционного состава, мас. %: от 40 до 50 мкм - 45-55; от 20 до менее 40 мкм - 45-55, при следующем соотношении игредиентов, мас. %:

Хлорид калия 30,0-35,0
Синтетический
минеральный сплав 10,0-15,0
Фосфаты аммония 50,0-60,0

при этом синтетический минеральный сплав содержит оксиды кремния, алюминия, кальция, железа(II), железа(III), магния, калия и/или натрия, хрома(III) Cr2O3 в следующем соотношении, мас. %:

оксид кремния SiO2 50-55
оксид алюминия Al2O3 12-13
оксид кальция CaO 9-12
оксид железа(II) FeO 4-6
оксид железа(III) Fe2O3 3-5
оксид магния MgO 4-7
оксид калия K2O и/или
оксид натрия Na2O 3-3,5
оксид хрома(III) Cr2O3 5-7

Отличительные признаки заявляемого состава от состава по прототипу - в качестве целевой добавки содержит синтетический минеральный сплав, включающий, мас. %: оксид кремния SiO2 50-55, оксид алюминия Al2O3 12-13, оксид кальция СаО 9-12, оксид железа(II) FeO 4-6, оксид железа(III) Fe2O3 3-5, оксид магния MgO 4-7, оксид калия K2O и/или оксид натрия Na2O 3-3,5, оксид хрома(III) Cr2O3 5-7 следующего фракционного состава, мас. %: от 40 до 50 мкм - 45-55% и от 20 до менее 40 мкм - 45-55%; иное количественное соотношение используемых ингредиентов мас. %: хлорид калия - 30,0-35,0; указанный синтетический минеральный сплав - 10,0-15,0; фосфаты аммония - 50,0-60,0.

Экспериментально авторами установлено, что использование синтетического минерального сплава (хромистого) в качестве целевой добавки решает проблему обеспечения текучести порошка и неслеживаемости согласно НПБ-170-98 (Нормы пожарной безопасности. Порошки огнетушащие общего назначения. Общие технические требования. Методы испытаний 170-98. - Москва: ГУГПС, ВНИИПО МВД России, 2000 - 26 с. ), и обеспечивает синергетический эффект подавления пламени за счет реализации и химического механизма, и термического механизма ингибирования горения.

Используется синтетический минеральный сплав (хромистый), содержащий, мас. %: оксид кремния SiO2 50-55, оксид алюминия Al2O3 12-13, оксид кальция СаО 9-12, оксид железа(II) FeO 4-6, оксид железа(III) Fe2O3 3-5, оксид магния MgO 4-7, оксид калия K2O и/или оксид натрия Na2O 3-3,5, оксид хрома(III) Cr2O3 5-7, отличающийся от обычных синтетических минеральных сплавов содержанием оксида хрома в больших долях и отсутствием оксида титана.

Основные реакции, описывающие химическое ингибирование пламени при использовании синтетического минерального сплава (хромистого), следующие на примере оксида кремния:

(O3Si)поверхность + O2(радикал) → (O3Si-О)поверхность + О(испарение);

(O3Si)поверхность + HOH(радикал) → (O3Si+OH)поверхность + H(испарение);

(O3Si)поверхность + H2(радикал) → (O3SiH)поверхность + H(испарение);

(O3Si)поверхность + CH4(радикал) → (O3SiH)поверхность + CH3(испарение);

(O3Si)поверхность + O(радикал) → (O3Si)поверхность + HO(испарение).

Термическое ингибирование пламени, то есть абсорбция тепловой энергии и ее диссипация на термическое разложение компонента/ов порошковой смеси, обеспечивающая снижение температуры пламени, реализуется благодаря высокой удельной теплоемкости синтетического минерального сплава, которая составляет 0,67 при кДж/(кг⋅K).

Поскольку реализуется термическое ингибирование пламени, снижается роль процесса химического ингибирования. Это означает, что выделение газовых составляющих, препятствующих горению, но вредных для человека, снижается, что позволяет рассматривать предлагаемый состав как более пригодный для пожаротушения бытовых помещений и мест массового скопления людей. В пользу токсической безопасности также следует отнести, что порошок синтетического минерального сплава является биологически нейтральным.

Эффективность пожаротушения и одновременное улучшение текучести порошка и его неслеживаемость обеспечивается за счет использования синтетического минерального сплава фракционного состава: от 40 до 50 мкм - 45-55; от 20 до менее 40 мкм - 45-55. Параметр текучести полученного порошка составляет 0,35 кг/с, водопоглощение - до 0,05%. Низкое водопоглощение указывает на то, что он меньше поддается слеживаемости и комкообразованию.

Использование синтетического минерального сплава указанного фракционного состава позволяет улучшить ингибирующую способность порошка за счет увеличенной суммарной поверхности частиц.

Суммарные величины площадей реакционной поверхности частиц порошка синтетического минерального сплава (хромистого) разного фракционного состава представлены в табл. 1.

Из таблицы 1 видно, что суммарная площадь реакционной поверхности частиц порошка синтетического минерального сплава заявляемого фракционного состава (состав №3) имеет повышенное значение, что свидетельствует о повышении ингибирующей способности порошка. Состав №1 тоже показывает увеличенную суммарную площадь реакционной поверхности частиц, но у него плохой результат по текучести.

Для получения предлагаемого огнетушащего порошкового состава в лабораторных условиях были использованы следующие вещества:

- хлорид калия по ГОСТ 4568-95;

- синтетический минеральный сплав (хромистый) по ТУ 14-05773333-01-2008;

- фосфаты аммония по ГОСТ 3772-64.

Состав готовят смешиванием, измельчением и просеиванием компонентов в следующем соотношении, мас. %: хлорид калия 30,0-35,0;

синтетический минеральный сплав (хромистый) 10,0-15,0;

фосфаты аммония 50,0-60,0.

Синтетический минеральный сплав, содержащий, мас. %: оксид кремния SiO2 50-55, оксид алюминия Al2O3 12-13, оксид кальция СаО 9-12, оксид железа(II) FeO 4-6, оксид железа(III) Fe2O3 3-5, оксид магния MgO 4-7, оксид калия K2O и/или оксид натрия Na2O 3-3,5, оксид хрома(III) Cr2O3 5-7 получен из первичного волокна следующего фракционного состава, мас. %: от 40 до 50 мкм - 45-55; от 20 до менее 40 мкм - 45-55. Рассеивание порошка по фракциям проводят на ситовых установках. Компоненты совместно перемешивают в лабораторном барабанном смесителе. Затем смесь прокаливают при температуре 120°C в течение 20 мин.

По описанному способу было изготовлено 5 составов предлагаемого порошка с различным соотношением ингредиентов. Приготовленные составы оценивали с точки зрения, количества расхода для заданного очага возгорания и скорости подачи из огнетушащего средства (табл. 2).

Ниже приведены примеры составов.

Пример 1

Хлорид калия 25,0
Синтетический минеральный сплав (хромистый) 5,0
Фосфаты аммония 70,0

Синтетический минеральный сплав содержит, мас. %: оксид кремния SiO2 - 45, оксид алюминия Al2O3 - 10, оксид кальция СаО - 15, оксид железа(II) FeO - 9, оксид железа(III) Fe2O3 - 6, оксид магния MgO - 8,5, оксид калия K2O и/или оксид натрия Na2O - 2,5, оксид хрома(III) Cr2O3 - 4 следующего фракционного состава, мас. %: от 40 до 50 мкм - 50; от 20 до менее 40 мкм - 50.

Пример 2

Хлорид калия 30,0
Синтетический минеральный сплав (хромистый) 10,0
Фосфаты аммония 60,0

Синтетический минеральный сплав содержит, мас. %: оксид кремния SiO2 - 50, оксид алюминия Al2O3 - 12, оксид кальция СаО - 12, оксид железа(II) FeO - 5,5, оксид железа(III) Fe2O3 - 5, оксид магния MgO - 7, оксид калия K2O и/или оксид натрия Na2O - 3,5, оксид хрома(III) Cr2O3 - 5 следующего фракционного состава, мас. %: от 40 до 50 мкм - 50; от 20 до менее 40 мкм - 50.

Пример 3

Хлорид калия 35,0
Синтетический минеральный сплав (хромистый) 15,0
Фосфаты аммония 50,0

Синтетический минеральный сплав содержит, мас. %: оксид кремния SiO2 - 55, оксид алюминия Al2O3 - 12, оксид кальция СаО - 10, оксид железа(II) FeO - 6, оксид железа(III) Fe2O3 - 4, оксид магния MgO - 4, оксид калия K2O и/или оксид натрия Na2O - 3, оксид хрома(III) Cr2O3 - 6 следующего фракционного состава, мас. %: от 40 до 50 мкм - 50; от 20 до менее 40 мкм - 50.

Пример 4

Хлорид калия 33
Синтетический минеральный сплав (хромистый) 12
Фосфаты аммония 55

Синтетический минеральный сплав содержит, мас. %: оксид кремния SiO2 - 55, оксид алюминия Al2O3 - 13, оксид кальция СаО - 9, оксид железа(II) FeO - 4, оксид железа(III) Fe2O3 - 3, оксид магния MgO - 6, оксид калия K2O и/или оксид натрия Na2O - 3, оксид хрома(III) Cr2O3 - 7 следующего фракционного состава, мас. %: от 40 до 50 мкм - 50; от 20 до менее 40 мкм - 50.

Пример 5

Хлорид калия 45,0
Синтетический минеральный сплав (хромистый) 25,0
Фосфаты аммония 30,0

Синтетический минеральный сплав содержит, мас. %: оксид кремния SiO2 - 60, оксид алюминия Al2O3 - 15, оксид кальция СаО - 8, оксид железа(II) FeO - 3, оксид железа(III) Fe2O3 - нет, оксид магния MgO - 5, оксид калия K2O и/или оксид натрия Na2O - 1, оксид хрома(III) Cr2O3 - 8 фракционного состава, мас. %: от 40 до 50 мкм - 50; от 20 до менее 40 мкм - 50.

Из таблицы видно, что заявляемые составы (примеры 2-4), по сравнению с прототипом, обеспечивают сокращение расхода огнетушащего состава для заданного очага возгорания, имеют высокую скорость подачи из огнетушащего устройства. Это свидетельствует о большей эффективности и высокой огнетушащей способности заявляемых составов. Особенно заявляемые составы эффективны при тушении пожаров класса В.

Преимущество изобретения состоит в том, что оно обладает высокой огнетушащей способностью, высокой способностью ингибировать возгорание, пониженной токсичностью и имеет более широкое применение, так как пригодно для тушения пожаров в бытовых помещениях и местах массового скопления людей.

Огнетушащий порошковый состав, содержащий хлорид калия, фосфаты аммония и целевую добавку, отличающийся тем, что в качестве целевой добавки он содержит синтетический минеральный сплав фракционного состава, мас. %: от 40 до 50 мкм - 45-55; от 20 до менее 40 мкм - 45-55, при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:

Хлорид калия 30,0-35,0
Синтетический
минеральный сплав 10,0-15,0
Фосфаты аммония 50,0-60,0

при этом синтетический минеральный сплав содержит оксиды кремния, алюминия, кальция, железа(II), железа(III), магния, калия и/или натрия, хрома(III) Cr2O3 в следующем соотношении, мас. %:

оксид кремния SiO2 50-55
оксид алюминия Al2O3 12-13
оксид кальция СаО 9-12
оксид железа(II) FeO 4-6
оксид железа(III) Fe2O3 3-5
оксид магния MgO 4-7
оксид калия K2O и/или
оксид натрия Na2O 3-3,5
оксид хрома(III) Cr2O3 5-7



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к огнетушащему порошковому составу, который может быть использован для тушения пожаров класса А, В, С и электроустановок. Огнетушащий порошковый состав содержит сильвинит и целевую добавку, в качестве которой содержит синтетический минеральный сплав фракционного состава, мас.%: 100-150 мкм - 20-30, 40-50 мкм - 50-60, менее 40 мкм - 10-30.

Изобретение относится к огнетушащему средству, а также способу подавления огня, огнетушителю и системе пожаротушения, использующим это средство. Огнетушащее средство содержит биологическое поверхностно-активное вещество, а именно липопептидное соединение или его соль.
Изобретение относится к составам огнетушащих порошков, применяющихся для тушения твердых, жидких и газообразных веществ, а также электроустановок. Огнетушащий порошок многоцелевого назначения, содержащий аммофос, сульфат аммония, нерастворимый в воде минерал или смесь минералов, дополнительно содержит гидрофобно-модифицирующую добавку на основе органического вещества торфа, которую вносят на этапе помола компонентов огнетушащего порошка, при оптимальном соотношении компонентов, мас.%: гидрофобно-модифицирующая добавка на основе органического вещества торфа 0,1-7,0; аммофос 35-60; сульфат аммония 25-35; нерастворимый в воде минерал или смесь минералов до 100.

Изобретение относится к области пожаротушения, а именно к созданию огнетушащего порошка общего назначения для тушения пожаров классов А, В, С и работающих электрических установок.

Изобретение относится к области химической промышленности и может быть использовано для получения огнетушительных смесей для тушения пожаров класса А, В, С и электроустановок.

Изобретение относится к огнегасительной пене или ее концентратам, содержащим поверхностно-активное вещество с содержанием углевода и силоксана. При этом поверхностно-активное вещество содержит молекулу, выбранную из группы, содержащей: или их смеси, при этом: А - замещенный или незамещенный углевод или его производное, содержащее от 1 до 4 сахарных единиц; В - оптимальная подструктура Линкера, состоящая по меньшей мере из одного атома, или цепочка; С - олигосилоксан.

Изобретение относится к способу тушения огня. В качестве источника тепла (энергии) и источника движущей силы (толкающий газ) используют пиротехнический аэрозольный агент, который поджигают.

Изобретение относится к области создания огнетушащих порошков, которые используются для тушения пожаров классов А, В, С, Е. Технический результат, достигаемый при использовании заявляемого состава, заключается в повышении огнетушащей и газогенерирующей способности огнетушащего порошка, улучшении его эксплуатационных характеристик, а также в снижении вероятности повторного самовоспламенения после применения заявляемого огнетушащего порошка.

Изобретение относится к огнетушащим составам на основе воды или воды с пенообразователем общего назначения. В составе содержится аммиак в растворенном виде в количестве от 20 до 35 мас.%, используемых для пожаротушения горючих кремнийорганических жидкостей (мономеров) с одновременной нейтрализацией выделяющихся в процессе тушения паров соляной кислоты.

Изобретение относится к области противопожарной техники, а именно к огнетушащим порошковым составам, которые могут быть использованы для тушения всех пожаров в химической, нефтехимической, угольной, деревообрабатывающей и в других областях.
Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для получения высокодисперсных порошков, в частности используемых в качестве целевой добавки к огнетушащим порошкам с целью улучшения их текучести. В качестве сырья используют плавленый синтетический минеральный сплав, содержащий оксиды кремния, алюминия, кальция, железа, магния, титана, хрома, калия и/или натрия. Для получения высокодисперсного кристаллического порошка сырье расплавляют, вытягивают первичное волокно из полученного расплава, которое охлаждают на воздухе. Охлажденное первичное волокно подвергают помолу с получением порошка, содержащего 55-60 мас.% частиц размером 40-50 мкм и 25-30 мас.% частиц размером до 100 мкм. Технический результат заключается в возможности получения высокодисперсного кристаллического порошка, обладающего химическим, фракционным составами и текучестью, соответствующим целевым добавкам, используемым в огнетушащих порошковых композициях, с минимальными энергозатратами.

Изобретение относится к нанотехнологиям в области противопожарной техники. Способ комбинированного тушения горящих фонтанов на газовых, нефтяных и газонефтяных скважинах включает в себя одновременно с тушением фонтана газоводяными струями дополнительную подачу в импульсном режиме огнетушащего порошкового вещества в зону горящего фонтана над газоводяными струями. При этом в качестве огнетушащего порошкового вещества используют нанопорошок. Создают в контролируемой зоне концентрацию нанопорошка, достаточную для ингибирования пожаровзрывоопасной среды в течение времени, необходимого для подавления пламени. При этом при тушении производят одновременное перемещение газоводяных струй и потока огнетушащего порошкового вещества вдоль оси горящего факела снизу вверх. Техническим результатом является повышение ингибирующего действия порошков при объемном тушении отмеченных пожаров. 2 ил., 2 табл.

Изобретение относится к получению огнетушащих порошков, которые могут быть использованы для тушения пожаров класса А, В, С и Е. Для получения многоцелевого огнетушащего порошка смешивают аммофос, сульфат аммония или минеральную соль (концентрат) Галит в качестве основного компонента, концентрат апатитовый или талькомагнезит, или фосфорит, или песок кварцевый в качестве целевого наполнителя и микрокремнезем конденсированный марки МК-85, предварительно обработанный гидрофобизирующей жидкостью в соотношении 6÷0,5-1,0 в качестве гидрофобизирующей добавки. Изобретение позволяет уменьшить трудоемкость получения огнетушащего порошка, соответствующего всем требованиям ГОСТ Р 53280.4-2009, снизить материальные и энергозатраты. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 пр.
Наверх