Способ получения инертных газов для борьбы с пожарами и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к противопожарно технике, в частности к способам и устройствам, предназначенным для получения инертных газов и использования их для тушения пожаров , преимущественно подземных, и позволяет повысить качество инертных газов. Устройство содержит источник 1 сжатого воздуха, соединенный через редуктор 2 высокого давления с камерой 3 сгорания, снабженный топливопроводом 4. Камера 3 соединена со змеевиком 5, к выходу 6 которого подключена окислительная емкость 7, Последняя трубопроводом 8 соединена с вторым змеевиком 9, на выходе 10 которого размещен сатуратор 1I. Сатуратор 1 1 частично заполнен водой 12 и соединен-с гидратной ячейкой 13, снабженной ребрами 14 и размещенной в термостате 15. Ячейка 13 имеет водопровод 16 и шламопровод с S (Л 00 - ;о и W- СЖ)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

COUHAËÈÑTÈ×ÅCHÈХ

РЕСПУБЛИК (su 4 А 62 С 1/14 5/ОО

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4051545/22-12 (22) 06.03.86 (46) 30.10 87, Бюл ° к- 40 (71) Центральный штаб военизированных горно-спасательных частей Донбасса (72) Г. Ю, Валуконис, М. Г. Левертов, Б. С. Любарский и М, Н, Судиловский (53) 614.844(088.8) (56) Цилессен Х. Получение инертного газа для борьбы с подземными пожарами с помощью новой воэдухоразделительной установки. — Глюкауф, 1983, М 16, с. ° 18-23, (54) СПОГОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИНЕРТНЫХ ГАЗОВ ДЛЯ БОРЬБЫ С ПОЖАРАМИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к противопожарной технике, в частности к

„„SU„„1347940 А 1 способам и устройствам, предназначенным для получения инертных газов и использования их для тушения пожаров, преимущественно подземных, и позволяет повысить качество инертных газов. Устройство содержит источник

1 сжатого воздуха, соединенный через редуктор 2 высокого давления с камерой 3 сгорания, снабженный топливопроводом 4. Камера 3 соединена со змеевиком 5, к выходу 6 которого подключена окислительная емкость 7.

Последняя трубопроводом 8 соединена с вторым змеевиком 9, на выходе 10 которого размещен сатуратор 11. Сатуратор ll частично заполнен водой

12 и соединен .с гидратной ячейкой

13, снабженной ребрами 14 и размещенной в термостате 15, Ячейка 13 имеет водопровод 16 и шламопровод

1347940

l7 с выпускным краном 18 и связана с шлаконакопителем 19, который по трубопроводу 20 соединен с охладительной камерой 21, в которой размещены газовые змеевики 5 и 9, Вода из камеры 21 сбрасывается по трубопроводу 22, а инертный газ отводится по трубопроводу 23, снабженному манометром 24 и газовыми часами 25.

Способ заключается в сжигании топлива в струе атмосферного воздуха, частичном охлаждении образовавшихся продуктов сжигания, содержащих

Изобретение относится к противопожарной технике, в частности к способам и устройствам, предназначенным для получения инертных газов и использования их для тушения подземных пожаров, Целью изобретения является повышение качества инергHblx газов, Сущность способа заключается в сжигании .топлива в струе атмосферного воздуха, последующей низкотемпературной сепарации газообразных продуктов сжигания, перевода продуктов сгорания в присутствии катализаторов в диоксид углерода, в добавлении к газовой смеси воды, понижении температуры смеси до температуры образования гидрата диоксида углерода и отделении образовавшегося гидрата от газового инертного потока °

Преимущество предлагаемого способа состоит в том, что он позволяет весьма технологично и без больших энергетических затрат разделять воздух на два типа инертных газов: газообразные азот и аргон и двуокись углерода в гидратном состоянии, которая может храниться при положительных температурах и относительно небольших давлениях °

Ниже дана кратная характеристика гидрата диоксида углерода, Формула гидрата изменяется от СО> 6Н О до

СО . 7Н О. В интервале температур от

230,1 до 253,1 К и давлений 14,21,22 кПа Т=22 (1g P — 1,215)

273,1 К. При Р = 101,3 кПа (1 атм) i!

35 кислород и окись углерода, и последующем их разделении„ причем после частичного охлаждения продуктов сжигания содержашиеся в них кислород и окись углерода в присутствии катализаторов переводят в диоксид углерода, а образовавшуюся смесь дополнительно охлаждают до начала гидратообразования диоксида углерода и насыщают водой, после чего ее охлаждают до температуры образования гидрата диоксида углерода.

2 с.п, ф-лы, ил., 1 табл.

Т=218,1 К, Теплота гидратообразования гипрата СОд в стандартном состоянии: лН = 50,9 кДж/моль ° Условия образования гидрата в системе СО +Н О

2 охарактеризованы в таблице.

Плотность гидрата СОд при Т

273,1 К (0 С) и давлении гидратс— образования составляет 1,053 r/è °

В одном объеме воды при Т = 273,1 К и P = 101,3 кПа содержится 176,1 объема СО, Число объемов газа в одном объеме гидрата при тех же условиях !37,6 м /м ° Масса газа в э 3 единице гидрата 271,9 кг/м при массе воды в единице объема гидрата

781, 1 кг/м, 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, т ° е. использование двуокиси углерода энергетически более выгодно в гидратном состоянии по сравнению с газообразным и жидким состояниями.

Технология перевода СО в гидратное

2 состояние значительно проще по сравнению с получением жидкого диоксида углерода, так как не требует применения сложной криогенной техники.

На чертеже изображено устройство, реализующее предлагаемый способ.

Устройство состоит из источника сжатого воздуха, соединенного через

1347940 редуктор 2 высокого давления с камерой 3 сгорания, снабженной топливопроводом 4 ° Камера 3 сгорания соединена со змеевиком 5 к выходу б кото>

5 рого подключена окислительная емкость

7. Последняя трубопроводом 8 соединена с вторым змеевиком 9, на выходе

10 которого размещен сатуратор 11.

Сатуратор частично заполнен водой 12 и соединен с гидратной ячейкой 13, снабженной ребрами 14 и размещенной в термостате 15 ° Ячейка 13 снабжена водопроводом 16 и шламопроводом 17 с выпускным краном 18 и соединена с )5 шламонакопителем 19, который по трубопроводу 20 соединен с охладительной камерой 21, в которой размещены газовые змеевики 5 и 9 ° Вода иэ каме- ° ры ?1 сбрасывается по трубопроводу 2д

22, а инертный гаэ отводится по трубопроводу 23, снабженному манометром

24 и газовыми часами 25.

Устройство работает следующим образом.

Сжатый воздух подают в камеру 3 сгорания, а которой происходит связывание большей части кислорода в

СО и СО, Далее гаэ поступает в змеевик 5> где он частично охлаждается

> и направляется в окислительную емкость 7, заполненную катализатором (например, оксидом меди и нефтенатами свинца и марганца). При одновременной подаче в емкость 7 газов сгорания и углеводородов происходит окончательное связывание остатков

О и СО в СО, Затем газы поступают во второй змеевик 9, где происходит их охлаждение примерно до 0 С (начало гидратообраэования СО при давлении около 12lb кПа). Отсюда газ направляют в саууратор 11, где посредством барботирования в воде 12 происходит его насыщение влагой, Далее гаэ поступает в гидратную ячейку 13, размещенную в термостате 15, поддерживающем температуру примерно на уровне 278 К (-5 С), Теплообмен обеспечивается наличием оребрения 14.

В ячейке 13 происходит энергичное образование гидрата двуокиси углерода, шлам которого с концс нтрацией

10-207 гидрата периодически отводится в гидратонакопитель (шламонакопитель) 19, Таким образом, в камере происходит разделение газа на инертные газы азот и аргон и углекислый гаэ в виде гидрата, которые раздельно выводятся по трубопроводам 22 и 23.

При разложении гидрата в камере образуется холод> используемый для охлаждения змеевиков 5 и 9, размещенных в камере 2i. формула и э о б р е т е н и я

1. Способ получения инертных газов для борьбы с пожарами, преимущественно подземными, включающий сжигание топлива в струе атмосферного воздуха, частичное охлаждение образовавшихся продуктов сжигания, содержащих кислород и окись углерода и последующее их разделение, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества инертных газов, после частичного охлаждения продуктов сжигания содержащиеся в них кислород и окись углерода в присутствии катализаторов переводят в диоксид углерода, а образовавшуюся смесь дополнительно охлаждают до начала гидратообразования диоксида углерода и насыщают водой, после чего ее охлаждают до температуры образования гидрата диоксида углерода.

2, Устройство для получения инертных газов для борьбы с пожарами, содержащее источник сжатого воздуха, камеру для сжигания топлива и охладитель> о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества инертных газов> оно снабжено присоединенными последовательно к охладителю окислительной емкостью с катализатором, дополнительным охладителем, сатуратором, гидратной ячейкой с охватывающим ее термостатом и шламонакопителем.

1347940

Равновесные параметры гидрата диоксида углерода

Ра. кЛа

Рд,, к Па

2040

3690

2580

4290

3220

Составитель В ° Комиссаров

Редактор М ° Бандура Техред M.уоданцч Корректор И, . 1уска

Заказ 5137/4 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, Пр<н к пан, 277,7

279,1

280,8

282, 3

285, 3