книги из ГПНТБ / Осипов, С. Н. Взрывчатые свойства и нейтрализация паро-газо-пылевых смесей

нон подаче компонентов. Концентрация фреона-114В2 в пике воспламенения меньше в 2,3—3 раза (в зави­ симости от количества испаренного йода), четырех­ хлористого углерода — в 2 раза. Повышение взрыво­ предотвращающей эффективности может быть объяс­ нено повышением ингибирующего воздействия йода вследствие увеличения его концентрации в газовой фа­ зе при испарении на спирали. Однако в случае приме­ нения фреона-114В2 происходит смещение пика вос­ пламенения в направлении нижнего предела до 5,75— 6,5% содержания метана в смеси. Вероятно, это связа­ но с увеличением ингибирующего воздействия йода, так как при предотвращении взрыва метано-воздуш­ ных смесей йодом максимальное количество его необ­ ходимо для предотвращения взрыва при содержании 6,5% метана. Угол наклона касательной к переднему фронту кривой необходимого нарастания концентрации флегматнзатора, свидетельствующий о наибольшем ингибирующем эффекте, у смеси с сохранением посто­ янной подачи йода, равной 4 - 1 0 ^2%, составляет около 2Г. Следовательно, при изменении способа подачи сме­ си эффективность ее может быть повышена.

При постоянной концентрации фреона-114В2, рав­ ной 1 ,8 %, определялась концентрация йода, добавля­ емого к фреону с целью создания взрывопредотвраща­ ющей смеси. Эксперименты проводились по методике испытания флегматизаторов при раздельной подаче компонентов смеси. Состав смеси был следующий, %

по объему: 0 2 — 18,9; N2— 17,3; СН4— 8,0; фреон114В2— 1,8; йод — 0,8-10-3.

Эти испытания показали, что при подаче раствора йода совместно с фреоном-114В2 только около 20% поданного количества оказывает флегматизирующее действие. Неполное использование йода создает боль­ шой запас прочности взрывопредотвращающей смеси.

Как видно из результатов экспериментов, смесям C2F4Br-f J 2 и CC1„ + J 2 присуще явление синергизма.

Это хорошо видно из рис. 63, на котором по горизонта­ ли отложены концентрации C2F4Br2 и ССЦ, а по верти­ кали — концентрации J 2, необходимые для нейтрали­ зации взрывчатых свойств метано-воздушных смесей.

Рис. 63. График, отражающий флегматнзирующую эффективность смесей йода с фрсоном-114В2 и четыреххлорнстым углеродом:

Раздельная подача компонентов дает значительно большой эффект и соответствует расчетному значению эффективности смеси C2F4Br2+ J 2 при условии присут­ ствия парообразного йода.

Проведенные исследования позволяют сделать сле­ дующие выводы. Введение йода в галоидоуглеводороды, не содержащие в молекуле водород, повышает их взрывопредотвращающую эффективность. Наиболее эффективной из исследованных является смесь, состоя­ щая из 99,8% фреона-114В2 и 0,2% по массе йода. Минимальная концентрация, предотвращающая взрыв метано-воздушных смесей, равна 1 ,8 % по объему йода в растворе фреона-114В2. Взрывопредотвращающая эффективность смеси фреон-114В2 + йод может быть повышена при раздельном способе подачи компо­ нентов.

§ 5. НЕЙТРАЛИЗАЦИЯ ВЗРЫВЧАТЫХ СВОЙСТВ МЕТАНА СМЕСЯМИ ИНЕРТНЫХ ГАЗОВ

С ГАЛОГЕНСОДЕРЖАЩИМИ УГЛЕВОДОРОДАМИ

Испытания ряда наиболее перспективных для пред­ отвращения взрывов метана галогенсодержащих угле­ водородов, в состав молекул которых входит бром, фтор н хлор, показали, что эффективность их возрас­ тает в следующем порядке: CF2C12 (фреон-12); CC1F3

(фреон-13); C2F4Br2 (фреон-114В2); C2F4Br2+ J 2 (смесь фреона-114В2 с йодом).

Из всех серийно выпускаемых промышленностью флегматизаторов только фреон-114В2 в значительной мере удовлетворяет предъявляемым к флегматизаторам требованиям; у него низкая взрывопредотвращаю­ щая концентрация (2,7% в пике воспламенения); пик воспламенения наиболее удален от нижнего предела и приходится на 8 % метана; ярко выражена огнету­ шащая способность; сравнительно малая токсичность до вступления в реакцию флегматизации при высоких температурах.

Еще более эффективной оказалась смесь фреона114В2 с йодом. При том же положении пика воспламе­ нения (8 %) взрывопредотвращающая концентрация этой смеси составляет всего 1,8%. Поэтому были про­ ведены испытания смесей инертных газов с указан­ ными флегматизаторами.

Испытания взрывопредотвращающей смеси угле­ кислого газа с фреоном-114В2 проводились в стеклян­ ной взрывной камере диаметром 170 мм и длиной 500 мм [54]. Испытуемая смесь приготовлялась мето­ дом парциальных давлений и после перемешивания подвергалась воздействию теплового источника вос­ пламенения в течение 70 с.

Для определения оптимального расхода компонен­ тов смеси в каждом цикле испытаний за постоянную

величину принималась конкретная для каждого случая концентрация углекислого газа и определялась необ­ ходимая для предотвращения взрыва концентрация фреона-114В2. Таких циклов было четыре: 15, 10, 5 и 2 % углекислого газа с переменной концентрацией фреона-114В2 (рис. 64).

Рис. 64. Графики взрывопредотпращающнх концентрации смесей углекислого газа и фреона-114B2 (а) н взрывобез­ опасного содержания кислорода (б) для предотвращения взрыва метана:

и1,03 для углекислого газа. Концентрация кислорода

иазота в испытуемых смесях определялась по форму­ лам, учитывающим примеси в исходных продуктах:

Применение смесей с различным содержанием угле­ кислого газа и фреона-114В2 позволяет экономить от 20 до 32% компонентов. С увеличением количества до­ бавки фреона-114В2 и соответственном снижении ко-

Таб.шца I!)

Результаты испытаний изрывопредотвращающих свойств смесей инертных газов и флегматпзаторов

личества углекислого газа пик воспламенения взрыво­ предотвращающей смеси смещается в сторону верхне­ го предела. Если смесь из 15% углекислого газа и 0,4%) фреона-1 14В2 имеет то же положение пика вос­ пламенения, что и при содержании углекислого газа (5,75%о метана), то у смеси из 10% углекислого газа и 0,7% фреона-114В2 пик смещается к 6,5—8%, а для смесей с меньшим содержанием углекислого газа он приходится на 8% метана, что характерно для фрео- па-114В2. Это имеет существенное значение для прак-

.)/

тического применения смесей, поскольку с положением пика воспламенения непосредственно связана необхо­ димая интенсивность запуска смеси в аварийный объ­ ем. Чем больше значение концентрации горючих в пи­ ке воспламенения, тем меньшей может быть интен­ сивность запуска смеси для создания взрывобезопас­ ной атмосферы. Приведенные на рис. 65 кривые дают

взрывопредотвращающей сме­ си, состоящей из 10% углекислого газа и переменного количества флегматизирующей добавки, показали, что расход добавки (фреон-114B2 + J 2) в пике воспламене­ ния такой же, как и у фреона-114В2. Поэтому испыта­ ние добавки с другими концентрациями углекислого газа не проводилось.

Испытания взрывопредотвращающей смеси азота с фреоном-114В2 проводились в стеклянной камере диаметром 197 мм. За постоянную величину состава смеси принимались концентрации 20 и 10%. за пере­ менную— фреон-114В2 для 20% азота и смесь фрео­ на-1 14В2 с йодом для 10% азота.

Как показали испытания (рис. 66), для предотвра­ щения взрыва метана в пике воспламенения к 20%

Рис. 66. Кривые взрывопредотвращающих кон­ центрации смесей азота и фреона-114В2 (а), взрывобезопасных содержаний кислорода (б) для предотвращения взрывов метана:

азота необходимо добавить 1,5% фреона-114В2. Поло­ жение пика воспламенения при этом соответствовало 5%) метана, т. е. не отличалось от положения пика вос­ пламенения метано-воздушно-азотной смеси. Если же содержание азота в смеси снизить до 10%, то для