Способ создания инертной среды при тушении подземных пожаров в горных выработках

1 133334Изобретение относится средствампожаротушения, используемым в горнойпромьипленности, и может применятьсядля тушения подземных пожаров нри по"с,мощи инертных газов.Целью изобретения -является снижение энергозатрат при получении инертных газов.Способ осуществляют следующим образом,Газы для создания инертной средыпри 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 диссоциации,К месту подземного пожара гидратытранспортируют в контейнерах под некоторым избыточным давлением. Приразгерметизации контейнеров давление 25в них резко снижается, приближаяськ атмосферному, и начинается самопроизвольный, распад гидратов с выделением инертных газов в газовую фазу.Объемное, соотношение воды и газа приэтом составляет от 1:150 до 1:300,Разложение гидратов резко ускоряетсяпри их локальном подогреве. При этомзатраты тепла на разложение одногомоля гидратов примерно в 4-5 раз ни 35же по сравнению с затратами теплана испарение жидких инертных газов,Газовые гидраты представляют собой твердые кристаллические вещества, напоминающие внешним видом снег 40нли рыхлый лед и характеризующиесяобщей формулой М пН О (и5,б 7),В этой формуле М - молекула, обращующая гидрат при строго определенныхзначениях температуры и давления.Способностью образовывать гидратыобладают многие газы, органическиежидкости (в основном летучие), атакже их двойнь 1 е и многокомпонентныесмеси.50Процесс образования гидратов протекает интенсивно и начинается с формирования центров кристаллизацииЗарождение 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 капельно 42пленочной воды, сконденсировавшейсяв объеме газа, газовых пузырьков,выделяющихся в объеме воды, капельнодисперсного сжиженого газа, испаряющегося в объеме свободного газа, насыщенного парами воды, контакта вода"металл, где происходит сорбция молекул газа, растворенного в воде, Интенсивное образование центров кристаллизации гидратов на поверхности контакта вода-металл имеет место при таянии льда, образованного в присутствии сжиженного газа.Перечисленные механизмы каждый вотдельности или в различных сочетаниях могут быть использованы для получения гидратов газов в промышленныхмасштабах,Разложение гидратов происходиточень интенсивно при понижении давления в емкости, где они хранятся, илипри повышении температуры до температуры, превышающей ТКоличество выделяющихся газов может быть подсчитано следующим образом. По закону Авогадро моль гидраталюбого компонента содержит 22,4 л газа (при нормальных условиях) в и молей воды, т.е. на один моль воды приходится .22,4/и л газа. Зная п, можноопределить массовые и объемные характеристики компонентов гидратов газов, Характеристика гидратов газови их показатели приведены в таблице.Из данных таблицы видно, что одинобъем гидрата может содержать несколько сотен объемов газа, а на один,объем воды приходится до 17 б,1(СО ) до 300 (аргон) объемов газа.Связь значительного объема газа содним объемом воды при разложениигидратов позволяет их рассматриватькак весьма эффективный и экономичныйисточник для получения инертных газов,используемых при тушении подземныхпожаров. Технология получения такихгазов, как указано выше, предельнопроста,Термодинамическая устойчивостьгидратов обеспечивается благоприятнойгеометрией расположения молекул вполостях каркаса, вследствие чегослабые молекулярные взаимодействияприводят к выигрышу энергии в 2050 кДж/моль при образовании гидратапо сравнению с энергией составляющихкомпонентов в свободном состоянии.Таким образом, по сравнению с гидГаз Показатель Аргон Двуокись углерода Плотность гидрата при 0 Си давлении гидратообразования, т/мЗ 1,200 1,053 Число объемов газа в одномобъеме воды (Т=О С, Р 0,1 МПа)м/мз 300 17 б,1 Число объемов газа в одном объеме гидрата при тех же условиях,и З/мз 223 137,6 Масса газа в единице объемагидрата, кг/м 1 312 271,9 Масса воды в единице объемагидрата, кг/мЗ 788 781, 1 Составитель Н.ГолдобинТехредЛ.Сердюкова Корректор Л,Бескид Редактор Э.Слиган Заказ 3861/5 Тираж 429 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва,Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, гУжгород, ул, Проектная, 4 3 13333444 ратами инетрных газов в чистом" ных выработках, включающий направлевиде энергетически более выгодно ис- ние в выработку инертного газа, полу- пользовать их в гидратном состоянии, чаемого разложением атмосферного возЗатраты на получение инертного га- . духа, о .т л и ч а ю щ и й с я тем, за по предлагаемому способу в несколь- что, с целью снижения энергозатрат, ко раз ниже по сравнению с извест- инертный гаэ в горную выработку наными. правляют в виде гидратов газов илилетучих органических жидкостей, а Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 0 их разложение осуществляют при давлениях, меньших давлений диссоциаСпособ создания инертной среды ции, и(или) температурах, превышаюпри тушении подземных пожаров в гор- щих температуры диссоциации гидратов,