Способ получения огнетушащего порошка

Номер патента: 2843

Опубликовано: 30.06.1999

Автор: Денисович Василий Алексеевич

Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОГНЕТУШАЩЕГО ПОРОШКА(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. 2843 1 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 путм 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 -2 где -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 13. 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 -2, где -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 не 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 Поставленная задача решается также за счет того, что органилсиликонат натрия вводят в турбулентный поток солевого раствора с числом Рейнольдса от 450-4500, что создат условия для максимального диспергирования и равномерного распределения органилсиликоната натрия в солевом растворе. При сушке раствора это обеспечивает равномерное покрытие поверхности образующихся шарообразных частиц тонкой плнкой органилсиликоната. Органилсиликонат в среде содержащей углекислый газ быстро полимеризуется на поверхности частиц. Процесс полимеризации окончательно завершается при термообработке в прокалочном 2843 1 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 слживаемость, влагосодержание и влагопоглощение, в результате чего и повышается срок его хранения. Кроме того, поставленная задача решается также за счт 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 При таком соотношении указанных фракций обеспечивается максимальная огнетушащая способность огнетушащего порошка, высокая текучесть, низкая слживаемость, а также увеличивается срок его хранения. Предложенный способ иллюстрируется следующими примерами Пример 1. Солевой раствор готовят путм смешивания 1896 кг раствора фосфорной кислоты концентрацией 21(мас. ) в пересчте на Р 2 О 5, 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 объмной 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 объмной 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 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 объмной концентрацией 80 , при температуре газовоздушного потока на выходе сушильной камеры 100 С. Полученный порошковый продукт подвергают термообработке в среде содержащей углекислый газ с объмной 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 2843 1 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 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 объмной концентрацией 10 , при температуре газовоздушного потока на выходе из сушильной камеры 150 С. Полученный порошковый продукт подвергают термообработке в среде, содержащей углекислый газ с объмной 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 объмной 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 Р 2 О 5, 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 2843 1 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 объмной 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 слживаемостью 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. ). Температура на выходе из сушильной камеры, С Содержание Р 2 О 5 в продукте не связанного аммиаком,об. Содержание Н 3 в газвоздушной смеси на выходе из сушильной камеры, кг/м 3 Массовая доля влаги в продукте после сушильной камеры,об. Температура термообработки продукта в прокалочной камеры,С Массовая доля воды в продукте после термообработки,Гидрофобность продукта после термообработки- не налипает на стенки 14 не налипает не налипает. не налипает. налипает. не налипает. 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 Эксплуатационные свойства ОП Пирант-А СлживаДальность емость огвыброса нетушаогнетущего шащего порошка из порошка,Огнетушащая способность 10-5 Па огнетушителя, м Расход ОП при тушении пожаров класса А, кг/м 2 10 0,26 0,44 0,38 0,9 0,38 Расход ОП при тушении пожаров класса В кг/м 2 11 0,72 1,21 0,75 1,34 0,77 Расход ОП при тушении пожаров класса С кгс-1 12 1,05 1,9 1,1 1,49 1,2 Массовая доля Р 2 О 5, не менее Массовая доля сульфата аммония,Массовая доля воды,не более Текучесть, г/с, не менее Дальность выброса, м, не более Слживаемость, 10-5 Па, не более Срок хранения, лет Огнетушащая способность при тушении пожаров класса А, кг/м 2 класса В, кг/м 2 класса С, кгс-1 Насыпная плотность, т/м 3 Влагопоглощение, , не более Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 8

МПК / Метки

МПК: A62C 3/00, A62D 1/00

Метки: огнетушащего, порошка, способ, получения

Код ссылки

<a href="http://bypatents.com/8-2843-sposob-polucheniya-ognetushashhego-poroshka.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Способ получения огнетушащего порошка</a>

Похожие патенты