КАЛИЕВАЯ СОЛЬ АЗИДОУКСУСНОЙ КИСЛОТЫ В КАЧЕСТВЕ КОМПОНЕНТА ОГНЕТУШАЩИХ СОСТАВОВ Российский патент 1995 года по МПК C07C247/12 A62D1/00 

Описание патента на изобретение RU2043335C1

Изобретение относится к технике противопожарной защиты, в частности к реагентам многоцелевого назначения для повышения эффективности огнетушащих средств комбинированного, объемного и порошкового пожаротушения.

Известны многочисленные методы и установки их реализующие для противопожарной защиты объектов различного назначения. Наиболее доступным и дешевым огнетушащим компонентом является вода (см. Средства и способы пожаротушения: Сб.Тр. М. ВНИИПО, 1988. 167с.). Ее тушащие свойства проявляются в поглощении большого количества тепла вследствие высокой удельной теплоемкости (с 4,19 кДж ˙кг-1 град-1). Она превращается в пар, снижая концентрацию кислорода, необходимого для протекания реакции горения, отнимает большое количество тепла (теплота парообразования ч 2260 кДж ˙кг-1). Значительная термическая стойкость способствует тушению большинства твердых материалов и жидких углеводородов. При тушении пожаров в объемах ее используют в виде тонкораспыленных подогретых капельных аэрозолей. Коэффициент теплопередачи возрастает при уменьшении диаметра капель и увеличении их скорости. Высокая дисперсность может достигаться путем технических решений по А.с.N 820839, кл. А 62 С 5/16, 1976; А.с. N 524922, кл. А 62 С 3/02, 1975, т.е. путем испарения и прогрева в струе горячего инертного газа.

Рассматривая порошковые огнетушащие составы, которые в настоящее время значительно превосходят традиционные пожаротушащие средства, можно отметить следующее. Все составы создаются на основе бикарбонатов натрия и калия или на основе фосфорнокислых солей аммония с различными добавками для улучшения текучести, распыла и т.п. (А.с.N 784062 (1978), N 929120 (1980), N 833270 (1977), N 950411 (1980), N 940780 и др.). В качестве примера может быть состав, получаемый на основе карбамида и карбоната щелочного металла, водорастворимой неорганической соли аммония с сушкой в потоке нагретого воздуха (А. с. N 1.021.041 (1980). Имеется ряд отечественных порошковых составов: Пирант А, Пирант М, Пирант МТ довольно эффективных для применения. В то же время получение мелкодисперсных фракций составов удорожит технологию, когда применяется механическое измельчение. Как правило, дисперсность частиц составляет d 200 мкм, d 10-30 мкм. У лучших составов она достигает и до 5 мкм. А чем крупнее частицы, тем труднее получить устойчивые аэрозоли, а следовательно, и достигнуть высокой эффективности пожаротушения. Значительный интерес представляет английский порошок "Моннекс", который в процессе пожаротушения подвергается дроблению при нагревании. Это один из ближайших аналогов для понимания сущности предлагаемого технического решения.

Для объемного пожаротушения в настоящее время применяются составы типа СТК-Б, которые сжигаются в газогенераторах. Принцип действия основан на введении ингибиторов горения в горящие замкнутые объемы. Аэрозоли СТК-Б включают газовые составляющие: СО 40% N2 28% Н2 10% СО2 0,3% Н2О 0,1% и конденсирован- ные составляющие: КОН 18% С 2% НВr 1,5% Весовая доля конденсата до 0,33. Скорость выгорания таких зарядов, выполняемых в виде цилиндрических шашек, довольно низкая. Доля крупных конденсированных частиц в составе аэрозолей достаточно велика, они наблюдаются даже визуально в виде разогретых до t 930оС макрочастиц. Температура в камере tк= 1160оС.

Распространяются в последнее время и порошковые и др. огнетушители с газогенерирующими устройствами на твердых топливах или пиротехнических составах (А.с. NN 902767 (1979), 820844 (1979), 860774 (1979), 1140799 (1983), 777913 (1979), 753436 (1978) и др.). Для них характерна необходимость установки дроссельных шайб для обеспечения горения твердотопливных, жидких или пиротехнических составов (см. также А.с. NN 848044 (1979), 860773 (1979), 860775 (1979) и др.). Проходное отверстие шайбы мало и возможна его закупорка, что недопустимо, т.к. это приводит к разрыву корпуса газогенератора при превышении внутрикамерного давления выше допустимого. Кроме того, для пиротехнических составов, например, на основе формальдегидных смол характерна малая газопроизводительность (Г 30%), что очень не эффективно.

Таким образом, для каждой из рассмотренных систем присущи определенные недоcтатки, уcтраняя которые можно cущеcтвенно повыcить эффективноcть пожаротушения и пожаровзрывозащищенности объектов различного назначения.

Обобщенный недостаток для рассматриваемых комбинированного, объемного и порошкового огнетушащих средств, например, с применением составляющих на базе щелочных металлов, состоит в недостаточно высокой их эффективности из-за нереализации дополнительного вторичного дробле- ния аэрозольных частиц, недостаточной дисперсности исходного средства. Сопутствующий недостаток для систем с газогенерирующими устройствами на базе разных топлив снижает эксплуатационную эффективность, ввиду аварийности из-за вероятной возможности разрыва генератора.

Цель изобретения состоит в повышении огнетушащей эффективности комбинированного, объемного и порошкового пожаротушения.

Указанная цель достигается тем, что в качестве компонента огнетушащего средства комбинированного, объемного, порошкового пожаротушения, а также и газовытесняющего средства используется калиевая соль азидоуксусной кислоты.

Сущность способа получения калиевой соли азидоуксусной кислоты заключается в щелочном гидролизе этилового эфира азидоуксусной кислоты спиртовым раствором гидроокиси калия. Пример синтеза иллюстрируется лабораторным методом получения.

К раствору 110 г этилового эфира азидоуксусной кислоты в 400 мл этилового спирта дозируют при перемешивании 360 г 20%-ного спиртового раствора щелочи калия при температуре не выше 50оС с последующим перемешиванием в течение 10-15 мин и фильтрации выпавшего продукта.

Выход сырца составляет М 71 г (79%). После синтеза калиевую соль кристаллизуют. Для этого 30 г соли растворяют при нагревании в 900 мл этилового спирта, затем содержимое охлаждают до 15± 5оС. Выпавшие кристаллы отфильтровывают. Выход соли составляет М 21 г. Возможна кристаллизация из водного этанола, для этого М 21 г соли растворяют в смеси 160 мл этилового спирта и 8 г воды. При охлаждении выпадают ультрадисперсные частицы размером менее 2-3 мкм чешуйчатые кристаллы. Вес получаемой сухой калиевой соли азидоуксусной кислоты КСАУК составляет М 16 г. Соль гигроскопична. Она очень хорошо растворяется в воде (более 100 г/100 г воды), этиловом спирте и водном его растворе. Температура воспламенения более 180-200оС. Скорость горения чрезвычайно высокая, продукт не детонирует. Нижний предел чувствительности к удару по стандартной пробе 10 кг х 25 см составляет 68% к трению Р 4800 кг/см2. Растворы КСАУК полностью безопасны в обращении, что важно для практического применения.

В продуктах сгорания содержится много азота и ингибиторов горения на основе калия (КОН, К2СО3).

Пути практического использования полученной соли в качестве компонента различных огнетушащих средств хорошо иллюстрируются следующими примерами.

1. КСАУК как эффективное средство объемного пожаротушения. Чрезвычайная ультрадисперсность менее 2 мкм кристаллов соли позволяет получать очень устойчивые мелкодисперсные огнетушащие аэрозоли ингибиторов горения КОН, К2СО3 в составе газов СО2, N2 и паров Н2О. Порошок КСАУК может быть псевдоожижен холодным газом и подаваться в зону горения в виде струй, в пламени пожаров воспламеняться, создавая огнетушащие аэрозоли. В очаги пожара КСАУК может доставляться путем забрасывания гранат, бомб и т.п. Он может дистанционно воспламеняться по команде оператора при установке устройств в определенных точках пожаровзрывопредупреждения. В этом случае образованная аэрозоль сама накрывает очаги огня и обеспечивает пожаротушение. Опытная проверка тушения горящего с поверхности этилового спирта, находящегося в чаше, в замкнутом объеме V 0,06 м3 с расстояния l 70 см путем воспламенения навески КСАУК показала, что эффективное тушение достигается при концентрации аэрозоли С 25 мг/м3.

Весьма важным качеством КСАУК является малая токсичность продуктов газификации. Ее можно использовать для обитаемых пожароопасных объемов и отсеков зданий, шахт, различных транспортных средств.

Однако, ввиду высокой скорости разложения следует обращаться с устройствами осторожно, обеспечивая дистанционность запуска.

2. КСАУК как компонент средства комбинированного пожаротушения. Хорошая растворимость соли в воде и других жидкостях и растворах позволяет готовить на ее основе огнетушащие средства, например, для жидкостных огнетушителей или комбинированных средств (А.с. NN 820839 (1976), 524922 (1975). При распыливании жидкостей центробежными или пневматическими форсунками капли в пламени пожара испаряются, жидкость выпаривается, а затем при достижении температуры воспламенения КСАУК происходит их вторичное дробление, что повышает эффективность пожаротушения за счет высокой дисперсности частиц и добавления ингибиторов горения от соли. При подаче КСАУК горячими газами по АС N 820839 и N 524922 капли раствора подвергаются вторичному дроблению на участках устройств и подаются к очагам или в объемы уже с высокой дисперсностью аэрозоли.

3. КСАУК как компонент порошковых средств пожаротушения. Как уже отмечалось по п.1 соль может сама применяться в качестве порошков, если использовать для аэрации холодные газы, например, углекислоту. Если ее ввести в состав порошка или даже на поверхность частиц, то будет осуществляться вторичное дробление и достигаться более высокая степень дисперсности порошковых аэрозолей подобно английскому порошку Моннекс. Эффективность значительно возрастает, аэрозоли более устойчивы, длительность пожаропредупреждения возрастает.

4. КСАУК как средство газового вытеснения огнетушащих средств. Размещая в герметичных ампулах соль вместо зарядов газогенератора, можно получать газ для псевдоожижения или вытеснения без применения дроссельных шайб, ввиду высокой скорости газообразования КСАУК. Причем доля выделения газа из соли составляет 0,45-0,5 л/г при большом содержании азота. КСАУК может применяться также и в бомбах, гранатах для разбрасывания порошковых огнетушащих средств.

Таким образом, по сравнению с известными средствами пожаротушения КСАУК имеет очень высокую степень дисперсности, обладает высокой скоростью газообразования, большим газовыделением и являются эффективным продуктом для использования в качестве компонента огнетушащих средств комбинированного, объемного, порошкового пожаротушения и пожаровзрывопредупреждения, а также газовытесняющих средств.

Похожие патенты RU2043335C1

название год авторы номер документа
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРА И ПУСКОВОЙ УЗЕЛ ГАЗОГЕНЕРАТОРА 1992
  • Кумченко Я.А.
  • Кумченко А.Я.
  • Кравченко А.В.
  • Переяслов В.Н.
RU2046612C1
ОГНЕТУШАЩИЙ ПОРОШОК МНОГОЦЕЛЕВОГО НАЗНАЧЕНИЯ 1995
  • Жартовский Владимир Михайлович[Ua]
  • Антонов Анатолий Васильевич[Ua]
  • Власенко Станислав Григорьевич[Ua]
RU2086279C1
АЭРОЗОЛЕОБРАЗУЮЩИЙ ОГНЕТУШАЩИЙ СОСТАВ 1995
  • Баратов А.Н.
  • Веретинский П.Г.
  • Ивашков В.П.
  • Стенковой В.И.
  • Тарадайко В.П.
RU2089250C1
Способ комбинированного пожаротушения, устройство для его реализации 2017
  • Забегаев Владимир Иванович
RU2645207C1
СОСТАВ ДЛЯ ГЕНЕРАЦИИ ДИСПЕРСНОЙ ОГНЕТУШАЩЕЙ СМЕСИ 1994
  • Демидов В.Г.
  • Карпушин Ю.И.
  • Полищук А.М.
  • Русанов В.Д.
  • Тройчанский Л.Б.
RU2060743C1
ПИРОТЕХНИЧЕСКИЙ АЭРОЗОЛЕОБРАЗУЮЩИЙ СОСТАВ 2009
  • Емельянов Валерий Нилович
  • Сидоров Алексей Иванович
  • Резников Михаил Сергеевич
  • Емельянов Вячеслав Валентинович
  • Козырев Валерий Николаевич
  • Емельянов Михаил Валериевич
RU2392993C1
Способ комбинированного тушения пожаров горючих и легковоспламеняющихся жидкостей 2015
  • Забегаев Владимир Иванович
RU2615956C1
СПОСОБ ОБЪЕМНОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ ОГНЕТУШАЩИМИ СОСТАВАМИ 1991
  • Баратов А.Н.
  • Белоконь В.В.
  • Деружинский В.И.
  • Забелин Л.В.
  • Казарьян Э.Л.
  • Марченко А.В.
  • Милицын Ю.А.
  • Миронов Б.И.
  • Пак З.П.
  • Перепеченко Б.П.
  • Тамурка В.Г.
  • Ткачев Э.Г.
  • Шаршков В.В.
  • Шахрай Г.Г.
  • Коробенина Т.П.
RU2019214C1
СПОСОБ КОМБИНИРОВАННОГО ТУШЕНИЯ ГОРЯЩИХ ФОНТАНОВ НА ГАЗОВЫХ, НЕФТЯНЫХ И ГАЗОНЕФТЯНЫХ СКВАЖИНАХ 2015
  • Забегаев Владимир Иванович
RU2608381C1
АЭРОЗОЛЕОБРАЗУЮЩИЙ ПИРОТЕХНИЧЕСКИЙ СОСТАВ ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ 2016
  • Лившиц Александр Борисович
  • Мингазов Азат Шамилович
  • Емельянов Вячеслав Валентинович
  • Сидоров Алексей Иванович
  • Абызов Нурахмет Загидуллинович
  • Тимофеев Николай Егорович
  • Абдуллин Ильнур Абдуллович
  • Гурьянов Антон Алексеевич
RU2618261C1

Реферат патента 1995 года КАЛИЕВАЯ СОЛЬ АЗИДОУКСУСНОЙ КИСЛОТЫ В КАЧЕСТВЕ КОМПОНЕНТА ОГНЕТУШАЩИХ СОСТАВОВ

Использование: в качестве компонента огнетушащих составов. Сущность изобретения: продукт: калиевая соль азидоуксусной кислоты, т.восплам. 180 200°С. Реагент 1: этиловый эфир азидоуксусной кислоты. Реагент 2: спиртовой раствор гидроокси калия. Условия реакции: в среде этилового спирта при температуре не выше 50°С.

Формула изобретения RU 2 043 335 C1

Калиевая соль азидоуксусной кислоты формулы

в качестве компонента огнетушащих составов.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1995 года RU2043335C1

Устройство для тушения пожаров 1976
  • Фомин Сергей Петрович
  • Шишкин Александр Михайлович
  • Кумченко Яков Алексеевич
  • Болотин Егор Тимофеевич
  • Мажара Игорь Иванович
  • Токарь Виталий Иванович
SU820839A1
Способ крашения тканей 1922
  • Костин И.Д.
SU62A1

RU 2 043 335 C1

Авторы

Кумченко Яков Алексеевич[Ua]

Кумченко Алексей Яковлевич[Ua]

Шишкин Александр Михайлович[Ru]

Кошоков Александр Батунович[Ru]

Андреев Владимир Васильевич[Ru]

Даты

1995-09-10Публикация

1992-05-14Подача