Спосіб одержання вогнегасного порошку

Изобретение относится к способу получения огнетуша щего порошка и предназначено для применения в различных отраслях промышленности для тушения пожаров твердых, жидких и газообразных углеродсодержащих материалов, а также электрооборудования под напряжением до 1000 вольт. Наиболее часто для этих целей применяют огнетуша щие порошковые составы на основе аммонийных солей фосфорной кислоты. Известен способ получения таких составов, который заключается в том, что кристаллические или гранулированные фосфаты аммония, в частности аммофос, подвергают предварительному глубокому высушиванию, измельчают в присутствии добавок алкенилсукцинамида [1] или алкенилсукцинамида, полиорганогидроксилоксановой жидкости ГКЖ-94 и немодифицированного аэросила [2], после чего смешивают с модифицированным аэросилом. А также известен способ получения огнетуша щего порошка, в котором гранулированный аммофос предварительно высушивают до остаточной влажности не более 0,2мас.%, диспергируют путем измельчения в присутствии добавки полиорганилгидросилоксановой жидкости ГКЖ-94, подвергают полученный продукт термообработки для отверждения гидрофобного покрытия и смешивают с модифицированной двуокисью кремния [3]. Однако составы, полученные по вышеописанным известным способам, обладают низкой текучестью, малой дальностью выброса из огнетуши теля, что приводит к снижению огнетуша щей способности состава, особенно при тушении крупных очагов пожара. Из известных аналогов наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения огнетушащего порошка, включающий нейтрализацию раствора фосфорной кислоты аммиаком, добавление сульфата аммония и органосиликоната натрия общей формулы R-Si(OH)2Na, где R - метил, этил, винил, диспергирование солевого раствора и сушку раствора фосфатов аммония ведут в потоке нагретого воздуха при температуре 100 140°C, смешивание порошкообразного продукта с дисперсными добавками, аэросилом и флогопитом при соотношении 1 : 3 [4]. 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, тушение нефтехранилищ, древесных складов и лесных пожаров, так как обладает недостаточными текучестью и неслеживаемостью, относительно высоким влагопоглощением, смачиваемостью и сравнительно небольшой дальностью выброса частиц из огнетуши теля. Техническим результатом предложенного способа является расширение области использования огнетуша щего порошка (использования огнетушащего порошка для тушения элементоорганических жидкостей, например, для тушения триэтилалюминия) путем повышения его огнетушащи х свойств при одновременном улучшении эксплуатационных свойств; дальности выброса из огнетушителя, уменьшения слеживаемости и увеличения срока хранения. Данный результат достигается за счет того, что в известном способе получения огнетушащего порошка, включающем нейтрализацию фосфорной кислоты аммиаком, добавление сульфата аммония, введение в полученный солевой раствор органилсиликоната натрия общей формулы R-Si(OH)2Na, диспергирование, сушку продукта и добавление аэросила и слюды флогопид, согласно настоящему изобретению, солевой раствор перед введением органосиликоната натрия нейтрализуют до pH 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°C и на выходе из нее 100 - 150°C, полученный продукт подвергают термообработке в среде, содержащий углекислый газ для завершения реакции полимеризации органилсиликоната на поверхности частиц продукта, с последующим фракционированием на две фракции, первую - от 0,1 до 120мкм и вторую от 120 до 2000мкм, причем вторую фракцию дополнительно измельчают до размера частиц от 0,1 до 5мкм, и смешивают с первой фракцией, а после этого добавляют аэросил и слюду флогопит при следующем соотношении компонентов, мас.%: Порошковый состав на основе моноаммонийфосфата и сульфата аммония 94,0 - 98,4 Аэросил 0,4 - 1,5 Слюда флогопит 1,2 - 4,5 Органилсиликонат натрия смешивают с потоком солевого раствора при турбулентности от 450 до 4500 Рейнольдса, что создает условия для максимального диспергирования и равномерного распределения органилсиликоната натрия в солевом растворе. При сушке раствора это обеспечивает равномерное покрытие поверхности образующи хся шарообразных частиц пленкой органилсиликоната. Органилсиликонат в среде, содержащей углекислый газ быстро полимеризуется на поверхности частиц. Процесс полимеризации окончательно завершается при последующей термообработке в прокалочном узле, содержащем углекислый газ, особенно при объемной концентрации от 10 до 80%, и при температуре от 110 до 150°C в течение 1,0 - 2,5ч. Это обеспечивает технологичность процесса, так как продукт не залипает в циклонах и трубопроводах, и одновременно полученный продукт приобретает низкие слеживаемость, влагосодержание и влагопоглощение, в результате чего и повышается срок его хранения. Полученный продукт фракционирует на две фракции, отделяют первую фракцию от 0,1 до 120мкм, которая обеспечивает несущую способность мелкой фракции. Вторую фракцию от 120 до 2000мкм измельчают от 0,1 до 5мкм и смешивают с первой фракцией от 0,1 до 120мкм при следующем соотношении, мас.%: Первая фракция с размером частиц от 0,1 до 120мкм 60 - 70 Вторая фракция с размером частиц от 0,1 до 5мкм 30 - 20 При таком соотношении указанных фракций обеспечивается максимальная огнетушающая способность огнетушаще го порошка, высокая текучесть, низкая слеживаемость, а также увеличивается срок его хранения, и дальность выброса из огнетуши теля. Предложенный способ иллюстрируется следующими примерами. Пример 1. Солевой раствор готовят путем смешивания 1896кг раствора фосфорной кислоты концентрацией 21 (мас.% в пересчете на P2O5) и 680кг раствора сульфата аммония концентрацией 30 (мас.%) и нейтрализуют аммиаком до pH 4,7 при температуре 72°C. Полученный солевой раствор непрерывно подают в статический смеситель, и при турбулентности 1900 Рейнольдса смешивают с этилсиликонатом натрия (15мас.%) при массовом расходе 41кг/час. Затем солевой раствор подают на диспергирующие форсунки и суша т в прямотоке газовоздушной смеси с объемной концентрацией углекислого газа 55%, при температуре газовоздушного потока на выходе из сушильной камеры 125°C. Полученный порошкообразный продукт подвергают термообработке в среде углекислого газа с объемной концентрацией 55%, при температуре 125°C в течение 2 часов. Продукт классифицируют на две фракции: отбирают первую фракцию от 0,1 до 120мкм и вторую фракцию от 120 до 2000мкм, вторую фракцию измельчают от 0,1 до 5мкм, и смешивают с первой фракцией при следующем соотношении, мас.%: Первая фракция с размером частиц от 0,1 до 120мкм 66 Вторая фракция с размером частиц от 0,1 до 5мкм 34 добавляют аэросила и слюду фло гопит при следующем соотношении компонентов, мас.%: Порошковый состав на основе момоаммонийфосфата и суль фата аммония 96,0 Аэросил 1,0 Слюда флогопит 3,0 Технологические параметры получения огнетуша щего потока приведены в табл.1 и его эксплуатационные свойства приведены в табл.2. Пример 2. Аналогично примеру 1, отличие состоит в том, что нейтрализацию смеси растворов фосфорной кислоты и сульфата аммония, аммиаком ведут до pH 4,5, при температуре 72°C. Полученный солевой раствор непрерывно подают в статический смеситель, и при турбулентности 4500 Рейнольдса смешивают с органилсиликонатом натрия (15мас.%) при массовом расходе 41кг/час. Затем солевой раствор подают на диспергирующие форсунки и сушат в прямотоке газовоздушной смеси с объемной концентрацией 80%, при температуре газовоздушного потока на выходе сушильной камеры 100°C. Полученный порошкообразный продукт подвергают термообработке в среде углекислого газа с объемной концентрацией 10%, при температуре 150°C в течение 1 часа. Продукт классифицируют на две фракции: отбирают первую фракцию от 0,1 до 120мкм, и вторую фракцию от 120 до 2000мкм, вторую фракцию измельчают от 0,1 до 5мкм, и смешивают с первой фракцией при следующем соотношении, мас.%: Первая фракция с размером частиц от 0,1 до 120мкм 70 Вторая фракция с размером частиц от 0,1 до 5мкм 30 добавляют аэросил и слюду флогопит при следующем соотношении компонентов, мас.%: Порошковый состав на основе моноаммонийфосфата и сульфата аммония 98,4 Аэросил 0,4 Слюда флогопит 1,2 Технологические параметры получения огнетуша щего потока приведены в табл.1, а его эксплуатационные свойства приведены в табл.2. Пример 3. Аналогично примеру 1, отличие состоит в том, что нейтрализацию смеси растворов фосфорной кислоты и сульфата аммония, ведут до pH 5,0 при температуре 72°C. Полученный солевой раствор непрерывно подают в статический смеситель и при турбулентности 450 Рейнольдса смешивают с этилсиликонатом натрия (15мас.%) при массовом расходе 41кг/час. Затем солевой раствор подают на диспергирующие форсунки и сушат в прямотоке газовоздушной смеси с объемной концентрацией 10%, при температуре газовоздушного потока на выходе сушильной камеры 150°C. Полученный порошкообразный продукт подвергают термообработке в среде углекислого газа с объемной концентрацией 80%, при температуре 110°C в течение 2,5 часа. Продукт классифицируют на две фракции: отбирают первую фракцию от 0,1 до 120мкм, и вторую фракцию от 120 до 2000мкм, вторую фракцию измельчают до размера частиц от 0,1 до 5мкм, и смешивают с первой фракцией при следующем соотношении, мас.%: Первая фракция с размером частиц от 0,1 до 120мкм 60 Вторая фракция с размером частиц от 0,1 до 5мкм 40 добавляют аэросил и слюду флогопит при следующем соотношении компонентов, мас.%: Порошковый состав на основе моноаммонийфосфата и сульфата аммония 94,0 Аэросил 1,5 Слюда флогопит 4,5 Технологические параметры получения огнетуша щего потока приведены в табл.1, а его эксплуатационные свойства приведены в табл.2. Пример 4 (для сравнения). Аналогично примеру 1, отличие состоит в том, что нейтрализацию смеси растворов фосфорной кислоты и сульфата аммония, аммиаком ведут до pH 4,2, при температуре 72°C. Полученный солевой раствор непрерывно подают в статический смеситель, и при турбулентности 4500 Рейнольдса смешивают с органилсиликонатом натрия (15мас.%) при массовом расходе 41кг/час. Затем солевой раствор подают на диспергирующие форсунки и сушат в прямотоке газовоздушной смеси с объемной концентрацией углекислого газа 1,0% при температуре газовоздушного потока на выходе сушильной камеры 155°C. Полученный порошкообразный продукт подвергают термообработке в среде углекислого газа с объемной концентрацией 90%, при температуре 100°C в течение 3 часов. Продукт классифицируют на две фракции: отбирают первую фракцию от 0,1 до 120мкм, и вторую фракцию от 120 до 2000мкм, вторую фракцию измельчают от 0,1 до 5мкм, и смешивают с первой фракцией при следующем соотношении, мас.%: Первая фракция с размером частиц от 0,1 до 120мкм 74 Вторая фракция с размером частиц от 0,1 до 5мкм 26 добавляют аэросил и слюду флогопит при следующем соотношении компонентов, мас.%: Порошковый состав на основе моноаммонийфосфата и сульфата аммония 98,7 Аэросил 0,3 Слюда флогопит 1,0 При технологических параметрах этого примера, получаемый продукт содержит свободное P2O5 (низкое значение pH среды), что приводит к разрушению этилсиликоната натрия, что и вызывает комкование и налипание продукта в тр убопроводах и циклонах, и вызывает периодические остановы технологического процесса для их очистки. Технологические параметры получения огнетуша щего потока приведены в табл.1. Эксплуатационные свойства огнетушащего порошка приведены в табл.2. Пример 5 (для сравнения). Аналогично примеру 1, отличие состоит в том, что нейтрализацию смеси растворов фосфорной кислоты и сульфата аммония, ведут до pH 5,5, при температуре 72°C. Полученный солевой раствор непрерывно подают в статический смеситель, и при турбулентности 400 Рейнольдса смешивают с этилсиликонатом натрия (15мас.%) при массовом расходе 41кг/час. Затем солевой раствор подают на диспергирующие форсунки и суша т в прямотоке газовоздушной смеси с объемной концентрацией углекислого газа 90% при температуре газовоздушного потока на выходе сушильной камеры 95°C. Полученный порошкообразный продукт подвергают термообработке в среде углекислого газа с объемной концентрацией 1,0%, при температуре 155°C в течение 0,5ч. Продукт классифицируют на две фракции: отбирают первую фракцию от 0,1 до 120мкм, и вторую фракцию от 120 до 2000мкм, вторую фракцию измельчают от 0,1 до 5мкм, и смешивают с первой фракцией при следующем соотношении, мас.%: Первая фракция с размером частиц от 0,1 до 120мкм 55 Вторая фракция с размером частиц от 0,1 до 5мкм 45 добавляют аэррсил и слюду флогопит при следующем соотношении, в мас.%: Порошковый состав на основе моноаммонийфосфата и сульфата аммония 93 Аэросил 2,0 Слюда флогопит 5,0 При технологических параметрах при мера в газовоздушном потоке содержится 120мг/м 3 аммиака, что выше предельно допустимой концентрации, и приводит к ухудшению экологической обстановки в районе расположения предприятия. При температуре термообработки 155°C происходит частичное оплавление продукта (температура плавления 154,6°C), что вызовет технологические трудности при транспортировании, измельчении и классификации продукта, а также приводит к ухудшению эксплуатационных свойств конечного продукта (снижению огнетуша щей способности и уменьшению дальности выброса). В табл.1 приведены технологические параметры получения огнетуша щего порошка, а в табл.2 приведены эксплуатационные свойства огнетуша щего порошка, полученного по предлагаемому способу. Как видно из приведенных табл.1 и табл.2, предлагаемый способ обеспечивает оптимальные условия для получения огнетуша щего порошка только при условии его получения в заявляемых пределах технологических параметров, что в конечном итоге позволяет получить продукт с высокими эксплуатационными свойствами. Изменение этих параметров приводит к увеличению себестоимости продукта и ухудшению его эксплуатационных свойств уменьшении дальности выброса порошка из огнетушителя и его текучести, увеличению слеживаемости и уменьшения срока хранения, снижения огнетуша щей способности. В табл.3 приведены результаты испытаний огнетуша щего порошка, полученного по заявляемому способу и для сравнения - по прототипу. Сравнительный анализ данных табл.1 - 3 показывает, что полученный по предлагаемому способ огнетуша щий порошковый состав обладает низкой слеживаемостью при сроке хранения не менее 5 лет, высокой текучестью и дальностью выброса из огнетушителя, и высокой огнетуша щей способностью пожаров классов A, B и C за счет того, что полученный продукт обладает гидрофобными свойствами, оптимальным соотношением крупной и мелкой фракций и наличием частиц с шарообразной формой в огнетуша щем порошке не менее 60 и не более 70мас.%. Источники информации 1. Авторское свидетельство СССР №975022, кл. A62D1/00, 1982. 2. Авторское свидетельство СССР №1012927, кл. A62D1/00, 1983. 3. Авторское свидетельство СССР №823119, кл. A62D1/00, 1991. 4. Авторское свидетельство СССР №1142127, кл. A62D1/00, 1985 (прототип).