Способ создания инертной среды при тушении подземных пожаров в горных выработках

Способ создания инертной среды при тушении подземных пожаров в горных выработках

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к пожаротушению и позволяет снизить энергоемкости и упростить технологию. Газ для создания инертной среды получают разложением гидратов газов и летучих органических жидкостей при определенных Р-Т условиях. Могут быть использованы , например, гидраты аргона, азота и фреонов. 1 табл. (Л 00 00 00 00 4 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИй

3344 А1

И9) (Н) (51) 4 6

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4058844/22-12 (22) 06.03,86 (46) 30.08.87. Бюл. ¹ 32 (71) Центральный штаб военизированных горноспасательных частей

Донбасса Министерства угольной промышленности СССР (72) Г.Ю.Валуконис, М.Г.Левертов, Б.С.Любарский и M.Н.Судиловский (53) 622-817(088.8) (56) Цилессен Х. Получение инертного газа для борьбы с подземными пожарами с помощью новой воздухоразделительной установки.. — В кн.

Борьба с рудничными пожарами, № 85-1015, Ворошиловград, Укр

НИИНТИ Госплана УССР, 1985, с. 18-23. (54) СПОСОБ СОЗДАНИЯ ИНЕРТНОЙ СРЕДЫ

ПРИ ТУШЕНИИ ПОДЗЕМНЫХ ПОЖАРОВ В ГОРHbE ВЫРАБОТКАХ (57) Изобретение относится к пожаротушению и позволяет снизить энергоемкости и упростить технологию. Газ для создания инертной среды получают разложением гидратов газов и летучих органических жидкостей при определенных P-Т условиях. Могут быть использованы, например, гидраты аргона, азота и фреонов. 1 табл.

1 133334

Изобретение относится средствам пожаротушения, используемым в горной промьппленности, и может применяться для тушения подземных пожаров нри по"

r> мощи инертных газов.

Целью изобретения -является снижение энергозатрат при получении инертных газов.

Способ осуществляют следующим об- 10 разом, Газы для создания инертной среды при тушении подземных пожаров получают разложением гидратов газов и (или) летучих органических жидкостей, например гидратов аргона, азота и фреонов. При этом разложение гидратов осуществляют при давлениях, меньших давлений диссоциации,и(или) температу- рах, превышающих температуры диссоци- 20 ации, К месту подземного пожара гидраты транспортируют в контейнерах под некоторым избыточным давлением ° При разгерметизации контейнеров давление 25 в них резко снижается, приближаясь к атмосферному, и начинается самопроизвольный, распад гидратов с выделением инертных газов в газовую фазу.

Объемное. соотношение воды и газа при этом составляет от 1:150 до 1:300.

Разложение гидратов резко ускоряется при их локальном подогреве. При этом затраты тепла на разложение одного моля гидратов примерно в 4-5 раз ни35 же по сравнению с затратами тепла на испарение жидких инертных газов.

Газовые гидраты представляют собой твердые кристаллические вещества, напоминающие внешним видом снег 40 нли рыхлый лед и характеризующиеся общей формулой М HzO (п 5,67) .

В этой формуле M — молекула, обращующая гидрат при строго определенных значениях температуры и давления.

Способностью образовывать гидраты обладают многие газы, органические жидкости (в основном летучие), а также их двойнь1е и многокомпонентные смеси. 50

Процесс образования гидратов протекает интенсивно и начинается с формирования центров кристаллизации„

Зарождение центров кристаллизации . обычно происходит на поверхностях, свободного контакта жидкая вода - гаэ, жидкая вода — сжиженный газ, сжиженный газ — газ, насыщенный парами воды, а также на поверхности капельно4 пленочной воды, сконденсировавшейся в объеме газа, газовых пузырьков, выделяющихся в объеме воды, капельнодисперсного сжиженого газа, испаряющегося в объеме свободного газа, насыщенного парами воды, контакта водаметалл, где происходит сорбция молекул газа, растворенного в воде. Интенсивное образование центров кристал. лизации гидратов на поверхности контакта вода-металл имеет место при таянии льда, образованного в присутствии сжиженного газа.

Перечисленные механизмы каждый в отдельности или в различных сочетаниях могут быть использованы для получения гидратов газов в промышленных масштабах, Разложение гидратов происходит очень интенсивно при понижении давления в емкости, где они хранятся, или при повышении температуры до температуры, превышающей Т„„

Количество выделяющихся газов может быть подсчитано следующим образом. По закону Авогадро моль гидрата любого компонента содержит 22,4 л газа (при нормальных условиях) в и молей воды, т.е. на один моль воды приходится .22,4/п л газа. Зная и можно определить массовые и объемные характеристики компонентов гидратов газов, Характеристика гидратов газов и их показатели приведены в таблице.

Из данных таблицы видно, что один объем гидрата может содержать несколько сотен объемов газа, а на один, объем воды приходится до 176,1 (CO ) до 300 (аргон) объемов газа. Связь значительного объема газа с одним объемом воды при разложении гидратов позволяет их рассматривать как весьма эффективный и экономичный источник для получения инертных газов, используемых при тушении подземных пожаров. Технология получения таких газов, как указано выше, предельно проста.

Термодинамическая устойчивость гидратов обеспечивается благоприятной геометрией расположения молекул в полостях каркаса, вследствие чего слабые молекулярные взаимодействия приводят к выигрышу энергии в 2050 кДж/моль при образовании гидрата по сравнению с энергией составляющих компонентов в свободном состоянии.

Таким образом, по сравнению с гидГаз

Показатель

Аргон

Двуокись углерода

Плотность гидрата при О С и давлении гидратообразования, т/м

1, 200

1,053

Число объемов газа в одном объеме воды (Т=О С, Р 0,1 МПа) м3/м3

300

176, 1

Число объемов газа в одном объеме гидрата при тех же условиях, „з/„з

223

137,6

Масса газа в единице объема гидрата, кг/м

312

271,9

Масса воды в единице объема гидрата, кг/м

788

781, 1

Составитель Н.Голдобин

ТехредЛ.Сердюкова Корректор Л.Бескид

Редактор Э.Слиган

Заказ 3861/5

Тираж 429 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г ° Ужгород, ул, Проектная, 4

3 1333344

4 ратами инетрных газов в чистом ных выработках, включающий направлевиде энергетически более выгодно ис- ние в выработку инертного газа, полупользовать их в гидратном состоянии. чаемого разложением атмосферного возЗатраты на получение инертного га- . духа, о .т л и ч а ю шийся тем, за по предлагаемому способу в несколв- что, с целью снижения энергозатрат, ко раз ниже по сравнению с извест- инертный газ в горную выработку наными. правляют в виде гидратов газов или летучих органических жидкостей, а

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я п их разложение осуществляют при давлениях, меньших давлений диссоциаСпособ создания инертной среды ции, и(или) температурах, превышаюпри тушении подземных пожаров в rop- щих температуры диссоциации гидратов.