Огнетушащие пылевидные составы Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

(раздел 2. Металлургия

УДК 669.0:658.567:623.423.3.07

A.A. Чернышева

Карагандинский государственный индустриальный университет, г. Темиртау ОГНЕТУШАЩИЕ ПЫЛЕВИДНЫЕ СОСТАВЫ

Радикальным решением экологической и экономической проблемы ликвидации накоплений промышленных отходов является разработка путей их утилизации. В металлургической промышленности отходов производства образуется огромное количество. Большинство крупных металлургических предприятий в своем составе имеют цеха обжига известняка и доломита. Промышленными отходами таких цехов является тонкодисперсная пыль. Эти пылевидные отходы содержат большое количество оксидов и карбонатных соединений кальция и магния, обладающих гигроскопическими и связующими свойствами [1], что позволяет эффективно использовать их в качестве веществ, замедляющих процессы взрыва и горения различных материалов, и для создания огнетушащих порошковых составов. Применяемые стандартные составы дороги, а неиспользованные партии огнетушащих порошков с истекшим сроком годности или собранный порошок после ликвидации пожара лишь частично используются обычно в качестве удобрений. Кроме того, большая часть некондиционного порошка складируется и не находит применения.

По результатам проведенной работы с тонкодисперсной пылью цехов обжига известняка АО «Миттал Стил Темиртау» [2] было выявлено сохранение огнетушащей способности просроченного порошка и возможность применения его в качестве основного компонента порошкового огнетушаще-го средства.

В Карагандинском государственном индустриальном университете разработаны ог-нетушащие порошковые составы на основе просроченного порошка П-2АП и отходов мелкодисперсной пыли. Изготавливаются предлагаемые составы из отходов недефицитного сырья: просроченного огнетушаще-го порошка на основе аммофоса, отсева доломитовой пыли цеха обжига известняка и

пыли извести, осевшей в бункерах аспирационных систем.

Основным компонентом просроченного порошка марки П-2АП является аммофос, массовая доля которого свыше 90 %. На основании термодинамических данных [3] рассчитана величина энтальпии аммофоса, состоящего из соединений moho- и диаммоний фосфатов, таких как NH4H2PO4 и (NH4)2HP04. Как следует из расчетов, реакция разложения аммофоса идет с поглощением тепла (эндотермическая) и на 1 кг аммофоса затрачивается 584,85 кДж тепла.

Термодинамический расчет реакций доломитовой пыли и пыли извести также идет с эндотермическим процессом разложения и деструктуриза-ции.

Полученные расчетные данные хорошо согласуются с термографическими исследованиями мелкодисперсных отходов металлургического производства, проведенными методом ТА [4], представленными на рисунке.

Т, °С

800 700 600 500 400 300 200 100

60 70 80 Время, мин

Термограммы нагрева дисперсных отходов: 1 - доломитовая пыль; 2 - пыль извести; 3 - аммофос

<Раздел 2. Металлургия

При нагреве известковых пылевидных материалов на термограмме наблюдаются два эндотермических эффекта: первый - в интервале температур от 430 до 580 °С и второй - от 720 до 830 °С, которые можно объяснить происходящими термохимическими превращениями. Судя по наличию в порошке до 16 % «потерь при прокаливании», т.е. газообразных веществ, выделяющихся при прокаливании пробы, пыль содержит карбонаты и гидрооксиды кальция и магния.

Температура их разложения, по справочным данным, составляет (°С): для СаСОз - 825; MgC03 • ЗН20 - 165; Mg(OH)2 - 200; MgC03 - более 350; Са(ОН)2 - 580.

Таким образом, первый эндотермический эффект обусловливается диссоциацией гидрооксида кальция по реакции (1) с участием разложения примесей соединений магния:

Са(ОН)2 = СаО + Н20. (1)

Начало первого эндотермического пика при температуре около 420 °С соответствует началу диссоциации карбонатов магния, а второй пик при 750 °С - диссоциации карбонатов кальция по реакции (2). Полученные на термограмме температуры разложения близки к справочным данным.

СаСОз = СаО + С02. (2)

При нагреве проб отсева сырого доломита первый эндоэффект происходит из-за разложения карбоната магния, второй эндоэффект объясняется началом разложения карбоната магния.

Влияние карбонатов и гидрооксидов, кроме

физического поглощения тепла, обусловлено химическим охлаждением реакционной зоны, т.е. эндотермическим эффектом. Кроме того, при указанных реакциях выделяются в газовую среду пары воды и диоксид углерода, которые служат эффективными флегматизаторами горения, что свидетельствует о возможности применения доломитовой пыли и пыли извести в огнетушащих составах.

Вывод. На основании экспериментальных исследований предлагаются огнетушащие порошковые составы многоцелевого назначения на основе просроченного порошка П-2АП и отходов мелкодисперсной пыли металлургического производства, которые могут быть использованы для тушения пожаров тлеющих материалов, легко воспламеняющихся жидкостей и газов.

Список литературы

1. Прохорченко И.В. Классификация металлургических отходов по антипирогенным свойствам. Информационный листок ИЛ № 39-99. Сер. Р.53.01.91. - Караганда, 1999. -4 с.

?. Чернышева A.A., Говоров В.И., Трибунских О.С., Кривенко Т.С. Исследование эксплуатационных свойств просроченных огнетушащих порошков // Научно-технический прогресс в металлургии: Тр. Междунар. науч.-практ. конф., поев. 40-летию КарМетИ. - Темиртау, 2003. -С. 478-480.

3. Равдель A.A., Пономарева A.M. Краткий справочник физико-химических величин // Иван Федоров: Сб. - СПб., 2002.-240 с.

4. Чернышева A.A. Определение температуры воспламенения слоя порошковых (пылевидных) материалов методом ДТА // Безопасность при ЧС: Лаб. практ. - Темиртау, 1996.-С. 61-66.