close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY2843

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 2843
(13)
C1
6
(51) A 62C 3/00,
(12)
A 62D 1/00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОГНЕТУШАЩЕГО ПОРОШКА
(71) Заявитель: Денисович В.А. (UA)
(72) Автор: Денисович В.А. (UA)
(73) Патентообладатель: Денисович
Алексеевич (UA)
(21) Номер заявки: 950495
(22) 1995.06.14
(31) 94128299
(32) 1994.12.29
(33) UA
(46) 1999.06.30
Василий
(57)
1. Способ получения огнетушащего порошка, включающий приготовление солевого раствора смешением
фосфорной кислоты и сульфата аммония с использованием аммиака для нейтрализации раствора, введение в
солевой раствор органилсиликоната натрия, диспергирование, сушку и добавление аэросила и слюды флогопит, отличающийся тем, что солевой раствор перед введением органилсиликоната натрия нейтрализуют до
рН 4,5-5,0, а сушку ведут в потоке газовоздушной смеси, содержащей углекислый газ, при температуре на
выходе из сушильной камеры 100-150 °С, полученный при этом порошковый продукт на основе моноаммонийфосфата и сульфата аммония подвергают термообработке в среде углекислого газа с последующим
фракционированием на две фракции: первую с размером частиц 0,1-120,0 мкм и вторую с размером частиц
120-2000 мкм, причем вторую фракцию дополнительно измельчают до размера частиц 0,1-5,0 мкм и смешивают с первой фракцией, а последующее добавление аэросила и слюды флогопит осуществляют при следующем соотношении компонентов, масс.%:
порошковый продукт на основе моноаммонийфосфата и
сульфата аммония
94,0-98,4
аэросил
0,4-1,5
слюда флогопит
1,2-4,5.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что органилсиликонат натрия вводят в турбулентный поток солевого раствора с числом Рейнольдса, равным 450-4500.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сушку солевого раствора ведут в потоке газовоздушной смеси, содержащем углекислый газ в количестве 10-80 об.%.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что полученный порошковый продукт на основе моноаммонийфосфата и сульфата аммония подвергают термообработке в атмосфере, содержащей углекислый газ в количестве 10-80 об.%, при температуре 110-150 °С в течение 1-2,5 ч.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что смешивание первой фракции с измельченной второй фракцией осуществляют при их следующем соотношении, масс.%:
первая фракция с размером частиц 0,1-120,0 мкм
60-70
измельченная вторая фракция с размером частиц 0,1-5,0 мкм
30-40.
(56)
1. А.с. СССР 975022, МКИ3 А 62D 1/00, 1982.
2. А.с. СССР 1012927, МКИ3 А 62D 1/00, 1983.
3. А.с. СССР 829119, МКИ3 А 62D 1/00, 1981.
4. А.с. СССР 1142127, МКИ4 А 62D 1/00, 1985 (прототип).
1
BY 2843 C1
Изобретение относится к способу получения огнетушащего порошка и предназначено для применения в
различных отраслях промышленности для тушения твердых, жидких и газообразных углеродсодержащих
материалов, а также электрооборудования под напряжением до 1000 вольт.
Наиболее часто для этих целей применяют огнетушащие порошки на основе аммонийных солей фосфорной кислоты.
Известен способ получения таких огнетушащих порошков, который заключается в том, что кристаллические или гранулированные фосфаты аммония, в частности аммофос, подвергают предварительному глубокому высушиванию, и измельчению в присутствии добавок алкенилсукцинамида [1] или алкенилсукцинамида, полиорганогидроксилоксановой жидкости ГКЖ-94 и немодифицированного аэросила [2], после чего
смешивают с модифицированным аэросилом.
Также известен способ получения огнетушащего порошка [3], в котором гранулированный аммофос
предварительно высушивают до остаточной влажности не более 0,2 % (масс. %), диспергируют путём измельчения в присутствии добавки полиорганилгидросилоксановой жидкости ГКЖ-94, подвергают полученный порошок термообработки для отверждения гидрофобного покрытия и смешивают с модифицированным
двуокисью кремния.
Однако, огнетушащие порошки полученные по вышеописанным известным способам, обладают низкой
текучестью, малой дальностью выброса из огнетушителя, что приводит к снижению огнетушащей способности продукта, особенно при тушении крупных очагов пожара.
Из известных аналогов наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является
способ получения огнетушащего порошка [4], включающий приготовление солевого раствора смешением
фосфорной кислоты и сульфата аммония с использованием аммиака для нейтрализации раствора, введения в
солевой раствор органилсиликоната натрия, общей формулы R-Si(OH)2Na где: R-метил, этил, винил, фенил,
диспергирование солевого раствора, а сушку солевого раствора ведут в потоке нагретого воздуха при температуре 100-140 °С, смешивание порошкового продукта с дисперсными добавками: аэросилом и слюдой флогопит осуществляют при соотношении 1:3.
Использование способа по прототипу дает возможность получить огнетушащий порошок с улучшенными
эксплуатационными свойствами, однако, область применения его ограничена из-за высокого влагосодержания, влагопоглощения и малого срока хранения, недостаточной эффективности при тушении крупных пожаров разного класса, например, тушении нефтехранилищ, древесных складов и лесных пожаров, так как обладает недостаточной текучестью и неслеживаемостью, относительно высоким влагопоглощением,
смачиваемостью и сравнительно небольшой дальностью выброса частиц из огнетушителя.
Задача, на решение которой направлено предполагаемое изобретение, состоит в расширении области
применения огнетушащего порошка путем повышения его эффективности, при одновременном улучшении
эксплуатационных свойств.
Поставленная задача решается за счет того, что в известном способе получения огнетушащего порошка,
включающем приготовление солевого раствора смешением фосфорной кислоты и сульфата аммония с использованием аммиака для нейтрализации солевого раствора, введение в полученный солевой раствор органилсиликоната натрия, общей формулы R-Si(OH)2Na, где R-метил, этил, винил, фенил, согласно настоящему
изобретению солевой раствор перед введением органилсиликоната натрия, нейтрализуют аммиаком до рН
4,5-5,0, а сушку ведут в потоке газовоздушной смеси содержащей углекислый газ при температуре на входе в
сушильную камеру от 450 до 650 °С, и на выходе из неё от 100 до 150 °С, полученный при этом порошковый
продукт на основе моноаммонийфосфата и сульфата аммония подвергают термообработке в среде содержащей углекислый газ, который способствует завершению реакции полимеризации органилсиликоната натрия
на поверхности частиц продукта, с последующим фракционированием на две фракции: первую с размером
частиц от 0,1 до 120 мкм, и вторую с размером частиц от 120 до 2000 мкм, причем вторую фракцию дополнительно измельчают до размера частиц от 0,1 до 5 мкм, и смешивают с первой фракцией, а последующее
добавление аэросила и слюды флогопит осуществляют при следующем соотношении компонентов, масс. %:
порошковый продукт на основе моноаммонийфосфата и
сульфата аммония,
аэросил
слюда флогопит
94,0-98,4;
0,4-1,5;
1,2-4,5.
Поставленная задача решается также за счет того, что органилсиликонат натрия вводят в турбулентный
поток солевого раствора с числом Рейнольдса от 450-4500, что создаёт условия для максимального диспергирования и равномерного распределения органилсиликоната натрия в солевом растворе. При сушке раствора это обеспечивает равномерное покрытие поверхности образующихся шарообразных частиц тонкой плёнкой органилсиликоната. Органилсиликонат в среде содержащей углекислый газ быстро полимеризуется на
поверхности частиц. Процесс полимеризации окончательно завершается при термообработке в прокалочном
2
BY 2843 C1
узле в среде содержащей углекислый газ до 80 % (объемн.), при температуре от 110 до 150 °С в течении 1,02,5 часа.
Это обеспечивает технологичность процесса, так как продукт не залипает в циклонах и трубопроводах, и
одновременно полученный продукт приобретает низкие слёживаемость, влагосодержание и влагопоглощение, в результате чего и повышается срок его хранения.
Кроме того, поставленная задача решается также за счёт того, что продукт фракционируют на две фракции, отделяют первую фракцию с размером частиц от 0,1 до 120 мкм, которая обеспечивает несущую способность мелкой фракции. Вторую фракцию с размером частиц от 120 до 2000 мкм измельчают от 0,1 до 5
мкм и смешивают с первой фракцией с размером частиц от 0,1 до 120 мкм при следующем их соотношении,
масс. %:
первая фракция с размером частиц от 0,1 до 120 мкм
вторая фракция с размером частиц от 0,1 до 5 мкм
60-70
30-40.
При таком соотношении указанных фракций обеспечивается максимальная огнетушащая способность огнетушащего порошка, высокая текучесть, низкая слёживаемость, а также увеличивается срок его хранения.
Предложенный способ иллюстрируется следующими примерами:
Пример 1. Солевой раствор готовят путём смешивания 1896 кг раствора фосфорной кислоты концентрацией 21 % (мас. %) в пересчёте на Р2О5, и 680 кг раствора сульфата аммония концентрацией 30 % (мас. %), и
нейтрализуют аммиаком до рН 4,7, при температуре 72 °С.
Полученный солевой раствор непрерывно подают в статический смеситель, и в турбулентном потоке солевого раствора с числом Рейнольдса 1900, смешивают с этилсиликонатом натрия (15 мас. %), при массовом
расходе 41 кг/ч. Затем солевой раствор подают на диспергирующие форсунки и сушат в прямотоке газовоздушной смеси с объёмной концентрацией углекислого газа 55 %, при температуре газовоздушного потока на
выходе из сушильной камеры 125 °С. Полученный порошковый продукт подвергают термообработке в среде
содержащей углекислый газ с объёмной концентрацией 55 %, при температуре 125 °С в течение 2 часов.
Продукт классифицируют на две фракции: отбирают первую фракцию с размером частиц от 0,1 до 120
мкм, и вторую фракцию с размером частиц от 120 до 2000 мкм, вторую фракцию измельчают до размера
частиц от 0,1 до 5 мкм и смешивают с первой фракцией при следующем их соотношении, масс. %:
первая фракция с размером частиц от 0,1 до 120 мкм
66
вторая фракция с размером частиц от 0,1 до 5 мкм
34,
а последующее добавление аэросила и слюды флогопит осуществляют при следующем соотношении
компонентов, масс. %:
порошковый продукт на основе моноаммонийфосфата и
сульфата аммония
96
аэросил
1,0
слюда флогопит
3,0.
Технологические параметры получения огнетушащего порошка и его эксплуатационные свойства приведены в таблице 1 и 2.
Пример 2. Аналогично примеру 1, отличие состоит в том, что нейтрализацию смеси растворов фосфорной
кислоты и сульфата амония, аммиаком ведут до pH 4,5, при температуре 72 ° С.
Полученный солевой раствор непрерывно подают в статический смеситель, и в турбулентном потоке солевого раствора с числом Рейнольдса 4500 смешивают с этилсиликонатом натрия (15 масс. %), при массовом расходе 41 кг/ч. Затем солевой раствор подают на диспергирующие форсунки и сушат в прямотоке газовоздушной смеси содержащей углекислый газ с объёмной концентрацией 80 %, при температуре
газовоздушного потока на выходе сушильной камеры 100 °С.
Полученный порошковый продукт подвергают термообработке в среде содержащей углекислый газ с
объёмной концентрацией 10 %, при температуре 150 °С в течение 1 часа.
Продукт классифицируют на две фракции: отбирают первую фракцию с размером частиц от 0,1 до 120
мкм, и вторую фракцию с размером частиц от 120 до 2000 мкм, причем вторую фракцию дополнительно измельчают до размера частиц от 0,1 до 5 мкм, и смешивают с первой фракцией при следующем их соотношении, масс. %:
первая фракция с размером частиц от 0,1 до 120 мкм
70
вторая фракция с размером частиц от 0,1 до 5 мкм
30,
а последующее добавление аэросила и слюды флогопит осуществляют при следующем соотношении
компонентов, масс. %:
порошковый продукт на основе моноаммонийфосфата и
98,4
сульфата аммония
3
BY 2843 C1
аэросил
0,4
слюда флогопит
1,2.
Технологические параметры получения огнетушащего порошка и его эксплуатационные свойства приведены в таблице 1 и таблице 2.
Пример 3. Аналогично примеру 1, отличие состоит в том, что нейтрализацию смеси раствора фосфорной
кислоты и сульфата аммония ведут до pH 5,0 при температуре 72 °С. Полученный солевой раствор непрерывно подают в статический смеситель, и в турбулентном потоке солевого раствора с числом Рейнольдса 450
смешивают с этилсиликонатом натрия (15 масс. %), при массовом расходе 41 кг/ч. Затем солевой раствор подают на диспергирующие форсунки и сушат в прямотоке газовоздушной смеси содержащей углекислый газ с
объёмной концентрацией 10 %, при температуре газовоздушного потока на выходе из сушильной камеры
150 °С.
Полученный порошковый продукт подвергают термообработке в среде, содержащей углекислый газ с
объёмной концентрацией 80 %, при температуре 110 °С, в течение 2,5 часа.
Полученный продукт классифицируют на две фракции: отбирают первую фракцию с размером частиц от
0,1 до 120 мкм, и вторую фракцию с размером частиц от 120 до 2000 мкм, причем вторую фракцию измельчают до размера частиц от 0,1 до 5 мкм, и смешивают с первой фракцией при следующем их соотношении,
масс. %:
первая фракция с размером частиц от 0,1 до 120 мкм
60
вторая фракция с размером частиц от 0,1 до 5,0 мкм
40
а последующее добавление аэросила и слюды флогопит осуществляют при следующем их соотношении,
мас. %:
порошковый продукт на основе моноаммонийфосфата и
сульфата аммония
94,0
аэросил
1,5
слюда флогопит
4,5.
Технологические параметры получения огнетушащего порошка и его эксплуатационные свойства приведены в таблице 1 и таблице 2.
Пример 4. (для сравнения), аналогично примеру 1, отличие состоит в том, что нейтрализацию смеси раствора фосфорной кислоты и сульфата аммония ведут до рН 4,2, при температуре 72 °С. Полученный солевой
раствор непрерывно подают в статический смеситель и при турбулентностипотоке с числом Рейнольдса 4500
смешивают с этиленсиликонатом натрия (15 мас. %), при массовом расходе 41 кг/ч. Затем солевой раствор
подают на диспергирующие форсунки и сушат в прямотоке газовоздушной смеси содержащей углекислый
газ с объемной концентрацией 1,0 %, при температуре газовоздушной смеси на выходе из сушильной камеры 155 °С.
Полученный порошковый продукт подвергают термообработке в среде содержащей углекислый газ с
объёмной концентрацией 90 %, при температуре 100 °С, в течение 3 часов.
Полученный продукт классифицируют на две фракции: отбирают первую фракцию с размером частиц от
0,1 до 120 мкм, и вторую фракцию с размером частиц от 120 до 2000 мкм, причем вторую фракцию измельчают до размера частиц от 0,1 до 5 мкм, и смешивают с первой фракцией при следующем их соотношении,
масс. %:
первая фракция с размером частиц от 0,1 до 120 мкм
74
вторая фракция с размером частиц от 0,1 до 5 мкм
26,
а последующее добавление аэросила и слюды флогопит осуществляют при следующем соотношении
компонентов:
порошковый продукт на основе моноаммонийфосфата и
сульфата аммония
98,7
аэросил
0,3
слюда флогопит
1,0.
При технологических параметрах этого процесса примера, получаемый продукт содержит свободное
Р2О5, что приводит к комкованию и налипанию продукта в трубопроводах и циклонах, что вызывает периодические остановки технологического процесса для их очистки.
Технологические параметры получения огнетушащего порошка, и его эксплуатационные свойства приведены в таблице 1 и 2.
Пример 5. (для сравнения). Аналогично примеру 1, отличие состоит в том, что нейтрализацию смеси
раствора фосфорной кислоты и сульфата аммония ведут до рН 5,5, при температуре 72 °С. Полученный солевой раствор непрерывно подают в статический смеситель, и в турбулентном потоке солевого раствора с
числом Рейнольдса 400, смешивают с этилсиликонатом натрия (15 масс. %), при массовом расходе 41 кг/ч.
4
BY 2843 C1
Затем солевой раствор подают на диспергирующие форсунки и сушат в прямотоке газовоздушной смеси содержащей углекислый газ с объемной концентрацией 90 %, при температуре газовоздушной смеси на выходе
из сушильной камеры 95 °С.
Полученный порошковый продукт подвергают термообработке в среде содержащей газ с объёмной концентрацией 1,0 %, при температуре 155 °С, в течение 0,5 часа.
Полученный продукт классифицируют на две фракции: отбирают первую фракцию с размером частиц от
0,1 до 120 мкм, и вторую фракцию с размером частиц от 120 до 2000 мкм, вторую фракцию измельчают от
0,1 до 5 мкм, и смешивают с первой фракцией при следующем их соотношении, масс. %:
первая фракция с размером частиц от 0,1 до 120 мкм
55
вторая фракция с размером частиц от 0,1 до 5 мкм
45,
а последующее добавление аэросила и слюды флогопит осуществляют при следующем соотношении
компонентов, масс. %:
порошковый продукт на основе моноаммонийфосфата и
сульфата аммония
93,0
аэросил
2,0
слюда флогопит
5,0.
При технологических параметрах этого примера в газовоздушной смеси на выходе из сушильной камеры
содержится 120 мг/м аммиака, что выше предельно допустимой концентрации, и приводит к ухудшению
экологической обстановки в районе расположения предприятия.
При температуре термообработки 155 °С происходит частичное оплавление частиц продукта (температура плавления 154,5 °С), что вызывает технологические трудности при транспортировании, измельчении и
классификации продукта, а также приводит к ухудшению эксплуатационных свойств огнетушащего порошка
(снижению огнетушащей способности и уменьшении дальности выброса).
В таблице 1 приведены технологические параметры получения огнетушащего порошка, а в таблице 2
приведены эксплуатационные свойства огнетушащего порошка, полученного по предлагаемому способу.
Как видно из приведенных данных таблицы 1 и таблицы 2, предлагаемый способ обеспечивает оптимальные
условия для получения огнетушащего порошка только при условии его получения в заявляемых пределах
технологических параметров, что в конечном итоге позволят получить продукт с высокими эксплуатационными свойствами.
Изменение этих параметров приводит к увеличению себестоимости продукта и ухудшению его эксплуатационных свойств; уменьшении дальности выброса огнетушащего порошка из огнетушителя и его текучесть увеличению слеживаемости и уменьшении срока его хранения, снижения огнетушащей способности.
В таблице 3 приведены результаты испытаний огнетушащего порошка, полученного по заявляемому способу и для сравнения по прототипу.
Сравнительный анализ данных таблицы 1, таблицы 2 и таблицы 3 показывает, что полученный по предлагаемому способу огнетушащий порошок обладает низкой слёживаемостью при сроке хранения не менее 5
лет, высокой текучестью и дальностью выброса из огнетушителя, и высокой огнетушащей способностью
пожаров классов А, В и С за счет того, что полученный продукт обладает гидрофобными свойствами, оптимальным соотношением крупной и мелкой фракций, и наличием частиц с шарообразной формой в огнетушащем порошке не менее 60 %, и не более 70 (масс. %).
5
BY 2843 C1
Таблица 1
Наименование
параметров
рН
солевого
раствора
Число
Рейнольдса
Температура на выходе из сушильной
камеры, °С
Концентрация
СО2 в сушильной
камере, %
об.
Содержание
Р2О5 в
продукте не
связанного
аммиаком, %
об.
Содержание IIН3 в
газвоздушной
смеси на
выходе из
сушильной камеры, кг/м3
Массовая
доля влаги в продукте после
сушильной
камеры,
об.
Температура термообработки
продукта
в прокалочной
камеры,
°С
Концентрация
СО2 при
термообработке,
% об.
Время
термообработки, ч.
Массовая
доля воды в продукте после
термообработки,
%
Гидрофобность
продукта
после термообработки:
-смачивается
1
1.
2.
2
4,7
4,5
3
1900
4500
4
125
100
5
55
80
6
-
7
53,0
30,0
8
0,22
0,65
9
125
150
10
55
10
11
2,0
1,0
12
0,07
0,1
-не смачивается
13
не смачив.
не смачив.
3.
5,0
450
150
10
-
95,0
0,21
110
80
2,5
0,11
не смачив.
4.
5.
4,2
5,5
5000
300
155
95
1,0
90
0,45
-
120
0,24
0,9
100
155
90
1,0
3,5
0,5
0,17
0,64
смачивает.
не смачив.
6
Поведение
продукта в
циклонах и
трубопроводах:
-налипает
на стенки
- не налипает на
стенки
14
не налипает
не налипает.
не налипает.
налипает.
не налипает.
BY 2843 C1
Таблица 2
Наименование
параметров
№ п/п
1
1.
2.
3.
4.
5.
Компонентный состав ОП «Пирант-А»
СодержаСуммарное
Фракционный состав
содержание ние аэроогнетушащего порошмоноаммока на основе моноамсила, %
нийфосфата
монийфосфата и сульи сульфата
фата аммония
аммония в
огнетушащем порошке
фракция от фракция
0,1 до 120
от 0,1 до
мкм
5 мкм
2
66
70
60
74
55
3
34
30
40
26
45
4
96
98,4
94
98,7
93,0
5
1,0
0,4
1,5
0,3
2,0
Содержание слюды
флогопит,
%
Текучесть,
г/с
6
3,0
1,2
4,5
1,0
5,0
7
95,1
43,1
94,1
37,2
68,1
7
Эксплуатационные свойства ОП «Пирант-А»
СлёживаДальность
емость огвыброса
нетушаогнетущего
шащего
порошка из порошка,
Огнетушащая способность
10-5 Па
огнетушителя, м
8
12,5
8,7
13,0
7,4
10,6
9
0,31
1,8
0,3
2,5
1,8
Расход ОП
при тушении пожаров класса
«А», кг/м2
10
0,26
0,44
0,38
0,9
0,38
Расход ОП
при тушении пожаров класса
«В» кг/м2
11
0,72
1,21
0,75
1,34
0,77
Расход ОП
при тушении пожаров класса
«С» кг⋅с-1
12
1,05
1,9
1,1
1,49
1,2
BY 2843 C1
Таблица 3
№
п/п
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Наименование показателя
По заявке
Массовая доля Р2О5, не менее
Массовая доля сульфата аммония, %
Массовая доля воды, % не более
Текучесть, г/с, не менее
Дальность выброса, м, не более
Слёживаемость, 10-5 Па, не более
Срок хранения, лет
Огнетушащая способность при тушении
пожаров:
класса А, кг/м2
класса В, кг/м2
класса С, кг⋅с-1
Насыпная плотность, т/м3
Влагопоглощение, %, не более
40
20-25
0,35
95,1
12,5
0,31
5-10
40
10-60
0,5
85,4
9,8
0,85
1-2
0,24-0,26
0,68-0,72
0,95-1,05
0,7-0,8
2,2
0,42-0,5
0,85-0,9
0,70-0,8
0,7-0,8
3,5
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
8
По прототипу
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
149 Кб
Теги
by2843, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа