CN102105196B - 减轻开敞空间或部分密闭空间蒸气云爆炸的后果的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及减轻由于可燃气体在开放区域中的意外释放引起的开敞空间或部分密闭空间蒸气云爆炸的后果的方法，其中：将能够释放火焰加速抑制产品的装置散布在所述区域中，通过所述可燃气体释放检测器、或者通过操作人员、或者通过正靠近的火焰或者通过爆炸本身、或者通过它们的任意组合产生信号，所述信号激活所述火焰加速抑制产品在所述区域中且以如下的量的释放，所述量足以使所述可燃云转化为可燃产品、空气和所述火焰加速抑制产品的混合物，以在点燃的情况下防止开敞空间蒸气云爆炸中的火焰加速，而是让所述可燃产品燃烧。在具体实施方式中，所述火焰加速抑制产品的释放通过由所述可燃气体释放检测器或者由操作人员所产生的信号进行，并且在点燃或爆炸开始之前进行。

Description

减轻开敞空间或部分密闭空间蒸气云爆炸的后果的方法
技术领域
本发明是通过延缓(inhibition)来减轻开敞空间或部分密闭空间蒸气云爆炸(unconfined or partially confined vapor cloud explosion)的后果的方法。石油化工厂和炼油厂的特别的危险是大量可燃物质的意外释放，其导致在装置内形成可燃的云。历史证据显示，这样的云的点燃可导致毁灭性的爆炸和装置的完全破坏。这样的事故通常称作“蒸气云爆炸”(VCE)或“开敞空间蒸气云爆炸”并且称作“VCE”。
火焰延缓是指火焰的减弱，即，火焰中总的放热反应速率的降低。该减弱可能导致或者可能不导致熄灭，这取决于火焰存在于其中的流场。
这不同于火抑制(扑灭，supression)、火焰熄灭或火焰消灭，它们通常用于指其中火焰被减弱至其不再能够在有关流场中稳定的程度的情况。火焰猝灭是指表面的热量损失是突然引发因素的火焰熄灭。
延缓可通过化学相互作用(通过延缓剂(inhibitor))或通过冷却(例如使用水)实现。本发明涉及“通过化学相互作用延缓开敞空间蒸气云爆炸中的加速火焰”。该目的是阻碍火焰加速以便降低由VCE产生的最大超压。
背景技术
US7153446提供火或爆炸抑制剂，其具有两个抑制部分，一个部分包括在常温和常压下基本上为液态的爆炸抑制化学物质，另一个部分包括火或爆炸抑制惰性气体；所述化学物质作为悬浮体分散在所述惰性气体中，所述化学物质在如此布置时具有低的环境影响，其大气寿命短，小于30天；所述化学物质包含一种或多种特殊卤代化学品。并不清楚所述火或爆炸抑制剂是在火被引燃之前释放的还是在火被引燃之后释放的。说明书只提及规定空间或容积(volume)例如车辆的内部或航空器内的容积的保护。
EP562756公开了包含全氟己烷的灭火和爆炸抑制剂，其以雾化形式排出，例如通过加压气体以雾化形式排出，该加压气体可例如为至少部分地溶解在全氟己烷中的氮气。从第4页的第23行以后的内容清楚，该抑制剂的排出是通过由于初始爆炸引起的压力升高的检测而触发的。
US7090028公开了使用在环境压力下产生雾的电子超声装置制造极细的微米和亚微米尺寸水雾并且输送该水雾以应用于扑火的方法和设备。由第6栏的第50行以后的内容理解，该雾的输送是在起火之后进行的。
WO99-24120描述了包含水或碱金属盐水溶液和表面活性剂的火或爆炸抑制剂。选择表面活性剂以使其快速起作用，即，使得在向火或爆炸散布水或基于水的溶液(例如，以喷射器或借助于雾化)时，该表面活性剂在所散布的水到达火或爆炸所花的时间(少于50毫秒且优选少于20毫秒)内起作用以产生变低(优选至少低至约25mN/m)的表面张力值。该火或爆炸抑制剂是在火被引燃之后释放的。
WO98-47572描述了用于在受保护的区域内抑制爆炸的爆炸抑制设备，包括用于容纳爆炸抑制材料并且具有通常通过易碎装置封闭的出口的容纳装置、压力源、安置在所述容纳装置内以定位在所述容纳装置中的爆炸抑制材料中的压力分布装置，在所述压力源被激活时，其对所述分布装置加压，从而所述分布装置对所述抑制材料加压并破坏所述易碎装置以使所述抑制材料通过所述出口排出。当在所述区域中检测到爆炸时，所述材料被排到所述区域中并且抑制爆炸。所述爆炸抑制材料为粉末例如磷酸一铵或碳酸氢钠。
US2003-0000951提供了使部分密闭的操作区域中的蒸气云爆炸的严重性减小的方法，包括在所述区域中放置足量的多孔的高表面积-体积比的防护材料以减小由可燃蒸气云的点燃所导致的压力影响。根据优选实施方式，所述防护材料为金属网或箔材料。实施例涉及防止含有戊烷的鼓的爆炸。防护材料为膨胀(延展，expanded)铝箔，其具有20～80μm的厚度、30～50kg/m3的密度且具有低的体积变化(displacement)(1～2%)。将以卷排列的所述膨胀铝箔插入到鼓中。
US5495893公开了爆燃抑制系统，其特别适用于涉及可燃气体的爆燃。该系统中的爆燃抑制剂典型地为水，该水作为具有不超过约80微米的Sauter平均直径的微滴流分散在可燃气体中。所述系统可包括可燃物质检测器以检测可燃物质例如可燃气体在开始爆燃之前的潜在爆炸浓度。通过检测限定区域中的可燃物质的浓度，传感装置能够检测该限定区域中在爆燃实际发生之前有益于爆燃的发生的条件。因此，散布装置能够在爆燃出现之前将液滴流散布在该限定区域中并且由此减小在该限定区域中发生爆燃的可能性。
以上所有这些现有技术都没有涉及开敞空间蒸气云爆炸。
US5096679涉及减轻污染气体的环境释放的影响的系统。更具体地，US5096679涉及控制释放到环境中的污染气体云的散布的系统。具体地，US5096679涉及将污染气体云扩散和/或中和从而使其对周围环境的危险更小的系统。为了详细阐述该方面，该现有技术涉及具有多个流体效应装置(fluid effect device)的系统，所述流体效应装置能够使污染气体云扩散、稀释和转向，并且还能够以化学方式改变所述污染气体以使其为环境安全的。还提供了减轻污染气体释放的影响的方法。该现有技术主要涉及化学品例如氟化氢的释放。其提及将碳酸钙引入到氟化氢的云中，以这种方式引起化学反应，由此形成氟化钙，该氟化钙为可容易被地面环境吸收的无毒无机沉淀物。
US5096679涉及不可燃污染物在环境中的释放，但没有提及减轻开敞空间或部分密闭空间蒸气云爆炸的后果的方法。
所有的现有技术都涉及用以防止爆炸的灭火剂或火焰抑制。VCE的毁灭潜力来自于火焰通过未燃的云的加速。火焰速度越高，超压越高。在一些情况下，爆燃可经历DDT(爆燃转爆轰)。本发明由在云中引入将避免火焰的加速的产品(或混合物)组成。这不是灭火剂，也不是火焰抑制。结果是可燃云被转变为可燃产品、空气和火焰加速抑制产品(flame acceleration suppressionproduct)的混合物。在点燃的情况下，将最大的潜在影响从VCE减小为“差的”燃烧的闪燃(“bad”burning flash fire)。其意味着在点燃的情况下，可燃气体燃烧而不爆炸。优点是可燃气体消失。本发明涉及可燃物质在开放的空气中的释放。
发明内容
本发明涉及减轻由于可燃气体在开放区域中的意外释放引起的开敞空间或部分密闭空间蒸气云爆炸的后果的方法，其中：
-将能够释放火焰加速抑制产品的装置散布在所述区域中，
-通过所述可燃气体释放检测器、或者通过操作人员、或者通过正靠近的火焰或者通过爆炸本身、或者通过它们的任意组合产生信号，
-所述信号激活所述火焰加速抑制产品在所述区域中并且以如下的量的释放，所述量足以使所述可燃云转化为可燃产品、空气和所述火焰加速抑制产品的混合物，以在点燃的情况下防止开敞空间蒸气云爆炸中的火焰加速，而是让所述可燃产品燃烧。
在具体实施方式中，本发明涉及减轻由于可燃气体在区域中的意外释放引起的(开敞空间或部分密闭空间)蒸气云爆炸的后果的方法，其中：
-将一个或多个含有火焰加速抑制产品的容器散布在所述区域中，
-所述容器包括一个或多个用防爆膜(rupture disk)封闭的开口和使所述容器内的压力急剧增大的装置，
-通过所述可燃气体释放检测器、或者通过操作人员、或者通过正靠近的火焰或者通过爆炸本身，或者通过它们的任意组合产生信号，
-所述信号激活所述装置以使所述容器内的压力急剧增大，从而使所述防爆膜爆裂和将所述火焰加速抑制产品以如下的量散布在所述区域中，所述量足以使所述可燃云转化为可燃产品、空气和所述火焰加速抑制产品的混合物，以在点燃的情况下防止开敞空间蒸气云爆炸中的火焰加速，而是让所述可燃产品燃烧。
在具体实施方式中，所述火焰加速抑制产品的释放通过由所述可燃气体释放检测器或由操作人员产生的信号进行，并且在点燃或爆炸开始之前进行。
具体实施方式
可燃气体作为原料、产物或副产物运用在许多工业应用中，所述工业应用包括公用事业(utilities)、化学和石化制造厂、炼油厂、冶金工业、酿酒厂、涂料和油漆制造、海上操作(marine operations)、印刷、半导体制造、医药制造、以及气溶胶罐填充操作。此外，可燃气体通过从地上或地下管道系统泄漏或者可燃液体的溢出而释放。本发明对炼油厂和石化工厂高度感兴趣。
可燃气体是在以足够的体积浓度与氧气一起存在时可响应于点火源而爆燃的任何气体或蒸气。爆燃典型地由不利的(负的，negative)可燃气体形成热导致。可燃气体通常在高于该可燃气体的爆炸下限和低于该可燃气体的爆炸上限的浓度下爆燃。在爆燃中，可燃气体或其它可燃物质的燃烧引发化学反应，该化学反应通过传递热和/或自由基给该可燃气体的邻近分子而向外传递(propagate)。自由基是含有不成对电子的原子的任何反应基团，例如OH、H、CH3、R·、ROO·等。热和/或自由基的传递点燃邻近的分子。以这种方式，爆燃在未燃气体中通常以亚音速的速度向外传递或扩展通过可燃气体。由爆燃产生的热通常导致密闭区域中的压力的迅速升高。燃烧是由四个步骤组成的链反应：引发、传递、支化(branching)和终止。
引发步骤导致反应物的初始分解和涉及自由基的形成。引发步骤是缓慢的并且涉及光化学分解的热。在传递步骤期间，反应性中间物质与稳定物质反应以得到链载体自由基。当反应性物质与稳定物质之间的碰撞产生两种反应性物质时，基元反应被认为是链支化的一部分。导致发生爆炸的主要是链支化步骤。在链终止步骤中，反应性物质反应生成稳定物质。
在这四个步骤期间，形成各种自由基如R·、ROO·、H·、OH·......等。链支化步骤是非常重要的，因为其决定燃烧的爆炸特征。延缓剂的主要作用是捕获链载体(主要是H·和OH·)从而降低链支化速率。也存在可降低反应速率的另外的物理作用(例如冷却和吸附)。
在释放之后，火焰加速抑制产品不仅稀释了可用于可燃气体的燃烧的氧气，而且还削弱了自由基传递爆燃的能力。氧气的稀释使可用于与可燃气体反应的氧气的浓度降低并且由此使爆燃的传递速率降低。火焰加速抑制产品通过在燃烧反应中释放的自由基可以和与爆燃邻近的可燃气体分子反应之前与自由基反应而削弱自由基传递爆燃的能力。
在本发明的方法可以用于抑制与可燃气体有关的爆燃的同时，所述方法特别适用于抑制具有约500℃～约2500℃的燃烧温度的可燃气体的爆燃。这样的可燃气体包括乙烯、丙烯、丙烷以及苯、醚、甲烷、乙烷、氢气、丁烷、丙烷、一氧化碳、庚烷、甲醛、乙炔、乙烯、肼、丙酮、二硫化碳、乙酸乙酯、己烷、甲醇、甲乙酮、辛烷、戊烷、甲苯、二甲苯、及其混合物。
火焰加速抑制产品是捕获自由基并且因此限制支化反应的任意产品。结果是改变了火焰加速和减缓了毁灭性的爆炸。在点燃的情况下，可燃气体将更缓慢地燃烧并且不会以毁灭性的爆炸进行发展。火焰加速抑制产品不应产生对人类或环境的重大危险(例如，毒性)。火焰加速抑制产品可为气体、液体或固体(有利地为粉末形式且优选为干燥粉末形式)。有利地，加速抑制产品通过所述容器中最初含有的载气散布在所述区域中。火焰加速抑制产品有利地为金属化合物，例如，盐。已经测试了若干种产品(盐)和混合物。火焰加速抑制混合物的目的是容许捕获不同类型的自由基。该混合物中的一些化合物捕获H·自由基(氢自由基)或OH·自由基(羟基自由基)，而另一些化合物则捕获例如R·(烷基自由基)、RO·(烷氧基自由基)或ROO·(过氧基自由基)。所述化合物中的一些在与自由基结合的同时释放CO2，并且这产生另外的稀释效果。已经通过独立的机构在SOTRA(挪威)在50m3模块(module)(8m×2.5m×2.5m)中进行了两个系列的实验。第一个系列的29个试验在2008年6月进行和第二个系列的14个实验在2008年9月进行。到目前为止已经获得最高达90%的压力降。在2009年进行另外的试验以改善效力，但是已证实该机制是有效的。在卑尔根大学在20升容器中进行了一系列试验。这些试验可容许开发能够量化不同参数的影响(浓度的影响等)的数学方程。本领域技术人员通过常规实验可以容易地选择合宜的火焰加速抑制产品。使用两种或更多种火焰加速抑制产品的混合物不脱离本发明的范围。待使用的量可在宽的范围内变化并且可为50g/m3～500g/m3，有利地为200～400g/m3。
作为火焰加速抑制产品的实例，可列举碳酸氢钠(NaHCO3)、碳酸氢钾(KHCO3)、氯化钠和碳酸钠。火焰加速抑制产品可与主(primary)抗氧化剂(ROO·和RO·捕获剂)和/或辅助(secondary)抗氧化剂(R·捕获剂)混合。
将含有火焰加速抑制产品的容器散布在待保护的区域中。容器的数量、各容器的位置、各容器中的火焰加速抑制产品的量与火焰加速抑制产品在可燃气体蒸气云中的散布速度和待散布在可燃气体蒸气云中的火焰加速抑制产品的量有关。
关于使所述容器内的压力急剧增大的装置，其可为CO2贮气瓶(cartridge)或爆炸体(explosive)如汽车中的气囊系统。所述CO2或由所述爆炸体产生的气体可为载气。所述装置本身是已知的。
关于用以激活所述装置以使所述容器内的压力急剧增大的信号，该信号和所述装置本身是已知的。
使所述方法成功的重要因素是：
-恰当的激活时刻；
-系统的可靠性；
-覆盖率；
-持久性(persistence)；
-人的安全性；
-火焰加速抑制产品(FASP)的爆炸减缓能力。
理想地，激活必须在最佳时刻进行，即：
在一定时间之后，以使人可撤出所述单元(unit)；
在泄漏出现之后的一定时间，以使得能够形成可燃云；
在点燃时刻之前的足够长的时间，以确保混合可以进行。
只要可能存在VCE的危险，火焰加速抑制产品就必须在所述云中保持空气传播。
实施例
在以下实施例中，火焰加速抑制产品被称作延缓剂或减轻剂(缓和剂，mitigating agent)。
爆炸容器和试验方案配置
在爆炸试验模块中进行实验。所述模块为8.0m长、2.5m高和2.5m宽，因此具有50.0m3的体积。所述模块具有粗制钢格栅，形成比该容器的底部高1.25m的中间层(mezzanine deck)。移除所述模块内的标准物件(障碍物)中的一些以产生试验所需的爆炸负载方案。图1显示爆炸试验之前的模块。
使用x-y-z坐标系描述所述模块内的方位和测量位置，其中将下层底部水平面(lower deck floor level)处的东南角(左前方)定义为原点。也使用指南针方向表示模块的位置和边界方位。前壁面向东并且延缓剂散布系统安装在所述模块的顶部中、在中央和南端之间。
所述模块的底部、顶部和后壁都被封闭。对于大多数试验，爆炸通风(explosion venting)通过所述模块的末端发生(高度密闭)。对于有限次数的(参照)试验，还使用第二种通风方案，其中前壁的中央部分也是敞开的(低度密闭)。用薄的塑料膜覆盖这些通风区域以在气体云制备期间保持爆炸性气体在所述模块内部。使用气动保持系统在适当的位置夹住所述塑料膜并且刚好在点燃前将该塑料膜释放以使其容易地被接着发生的爆炸推到一边。
点火源位于所述模块的南端(左端)附近以使火焰传播距离最大化。
延缓剂散布系统
为了将火焰延缓剂和/或其它爆炸减轻剂引入到所述模块中，使用爆炸抑制系统。该系统由Kidde Brand-und Explosionsshutz GmbH,Germany提供并且该系统的典型部件示于图2中。图3显示在试验期间所使用的抑制器(suppressor)容器和伸缩散布喷嘴在实验中被安装和使用时的状态。
将延缓剂或减轻剂加入所述容器，然后使用“高压防爆膜”封闭该容器。然后，向该容器加入氮气至60巴。最后，将具有集成的引爆线和引爆器的“粉末包囊(powder pack capsule)”和垫片(gasket)安装在该防爆膜上并且将该整个系统安装到所述模块顶部上的5"法兰上，如图3中所示的。
在所有试验期间，散布喷嘴的位置都是相同的。将喷嘴安装在模块的顶部中，将延缓剂容器安装在外部、在试验容积的顶上。喷嘴入口的中心的位置坐标为x=3.25m，y=1.25m。
将压力传感器安装在上层(upper deck)的后壁中，在x=2.25m，y=2.50m，z=2.10m处。因此延缓剂试验中的大部分是以预定的相对于点燃时刻的延迟通过力触发所述抑制系统而进行的。这被证明是在目前的试验安排的限制下将减轻/延缓剂适当地引入到模块中的唯一方法。
尽管实现了试验控制和切换系统的令人满意的再现性和计时精确性，但是在点燃单元的激活时间与点火火花实际发生的时间之间观察到小的变化。发现这在约±10ms内变化。延缓剂散布系统的实际激活和着火时间必须由测量的数据获得并且被指出相对于打火花的时间的激活延迟。
火焰延缓剂和减轻剂
虽然本工作的主要目的是试验火焰延缓剂的减轻性质，但是使用纯水(没有延缓剂盐)进行了许多试验以便以喷水提供参照。两次试验仅使用加压的水在延缓剂容器中进行。此外，由于减轻剂的散布是使用由起始压力为60巴表压的氮气驱动的加压容器进行的，因此另一参照条件是仅使用氮气而不使用水或延缓剂盐进行试验的。两次试验仅使用氮气进行。
总体上，在本工作中试验了三种不同的火焰延缓剂化合物。它们都是作为固体进行试验的并且它们中的一种(碳酸氢钾)还以与水的溶液在若干种不同的浓度下进行了试验。这些延缓剂化合物的主要物理性质(在水分含量和粒度分布方面)在表2.1中给出。
表2.1被试验的三种延缓剂化合物的水分含量和粒度分布的筛析结果
量/粒度范围 碳酸氢钾 碳酸氢钠 氯化钠
水分含量(%w/w) 0.09 0.01 0.00
%＜1000μm 100 99.9 99.9
%＜500μm 85.5 98.6 87.8
%＜250μm 23.3 64.4 18.0
%＜125μm 3.1 16.4 0.4
%＜63μm 0.0 6.0 0.0
所述延缓剂化合物都是以所收到/购买的状态进行试验的。然而，在填充到延缓剂容器中之前将团聚物和块状物粉碎。
仪器使用和测量位置
使用在空气中的甲烷和在空气中的丙烷的爆炸性气体混合物进行实验。试验中的大部分是使用丙烷进行的。在试验中使用接近化学计量的混合物(甲烷浓度=约9.5体积%，丙烷=约4.0体积%)。使用红外气体分析仪(Uras10E型)监控混合物的气体浓度。
通过强振荡高电压电火花点燃气体-空气混合物。点火源刚好位于中间层上方并且靠近模块的南端(位置：x=1.00m，y=1.35m和z=1.35m)。
使用与Kistler电荷放大器(5007型和5011型)连接的10个来自Kistler的压电压力传感器(transducer)(7261型)测量爆炸试验期间在试验模块内产生的超压。使用下述数据采集系统测量来自压力传感器的信号。安装压强传感器，其中在顶部使用五个压力传感器(P1、P3、P5、P7和P9)和在后壁中靠近下层处使用五个压力传感器(P2、P4、P6、P8和P10)。压力传感器的坐标在表2.2中给出。
使用特制的基于来自National Instruments的多功能数据采集卡(PCI-6071)和继电器开关卡以及LabView编程平台的试验控制和数据采集应用程序进行实验。
所有试验均使用标准SVHS和数字视频摄像机(Panasonic SVHS和SonyDV摄像机)进行记录的。大部分试验还使用高速数字SLR照相机(Casio)进行记录。
表2.2爆炸压力传感器在模块内部的x、y、z坐标位置(从东南角开始，在下层底部水平面处)
传感器ID x y z
P1 7.85 1.47 2.50
P2 7.85 2.50 0.48
P3 6.15 1.46 2.50
P4 5.85 2.50 0.48
P5 3.85 1.25 2.50
P6 3.85 2.50 0.48
P7 2.36 1.25 2.50
P8 2.15 2.50 0.48
P9 0.13 1.47 2.50
P10 0.13 2.50 0.48
试验程序和爆炸试验方案
抑制/散布系统被激活时的时刻是变化的，因为这被证实是支配延缓剂的减轻行为的因素。
本研究中总共进行了29次试验。这些试验的分类如下：
-3次低度阻塞(congestion)、低度密闭模块配置下的试验(所有的都是参照试验，这些试验都没有使用延缓剂)。
-26次低度阻塞、高度密闭模块配置下的试验(8次参照试验，18次使用延缓剂/减轻剂的试验)。
-2次使用甲烷的试验，27次使用丙烷的试验。
-在18次延缓剂试验中，2次只使用氮气进行，2次只使用水进行，2次使用碳酸氢钾水溶液进行和12次只使用干燥延缓剂盐(没有水)进行。
-在12次使用干燥延缓剂盐的试验中，1次试验是使用氯化钠进行的，2次试验是使用碳酸氢钠进行的和9次试验是使用碳酸氢钾进行的。
试验5～7、15、16、21、27是使用丙烷而未使用延缓剂进行的，
试验8、12是使用丙烷和作为延缓剂的水进行的，
试验9、24、10、13、20、14、17、18、22-23、25是使用丙烷和作为延缓剂的KHCO3进行的，
试验26是使用丙烷和作为延缓剂的NaCl进行的，
试验28～29是使用丙烷和作为延缓剂的Na2CO3进行的，
试验11、19、1～2是在未使用延缓剂的情况下进行的，
试验3～4是使用甲烷且未使用延缓剂进行的。
测量结果的总结
以下表给出测量的试验结果的总结。峰值爆炸压力在表4.1中给出，而相对于点燃火花的时刻的峰值压力的出现时间在表4.2中给出。在所述表中，试验以试验编号(shot number)表示。
表4.1测量的峰值爆炸压力数据的总结
Figure GDA00003214244700111
表4.2峰值爆炸压力到达的时间数据的总结
Figure GDA00003214244700122
上表4.1和4.2清楚地显示，当在可燃气体中引入火焰加速抑制产品时，峰值爆炸压力显著下降且峰值爆炸压力的出现显著变慢。

Claims (7)

1.减轻由于可燃气体在开放区域中的意外释放引起的开敞空间或部分密闭空间蒸气云爆炸的后果的方法，其中：
-将能够释放火焰加速抑制产品的装置散布在所述区域中，
-通过所述可燃气体释放检测器、或者通过操作人员、或者通过正靠近的火焰或者通过爆炸本身、或者通过它们的任意组合产生信号，
-所述信号激活所述火焰加速抑制产品在所述区域中且以如下的量的释放，所述量足以使可燃云转化为可燃产品、空气和所述火焰加速抑制产品的混合物，以在点燃的情况下防止开敞空间蒸气云爆炸中的火焰加速，而是让所述可燃产品燃烧，
其中所述火焰加速抑制产品为粉末形式的固体，所述火焰加速抑制产品选自碳酸氢钠(NaHCO3)、碳酸氢钾(KHCO3)、氯化钠和碳酸钠。
2.权利要求1的方法，其中所述能够释放火焰加速抑制产品的装置是一个或多个散布在所述区域中的含有火焰加速抑制产品的容器，所述容器包括一个或多个用防爆膜封闭的开口和使所述容器内的压力急剧增大的装置，通过所述可燃气体释放检测器、或者通过操作人员、或者通过正靠近的火焰或者通过爆炸本身、或者通过它们的任意组合所产生的信号激活所述装置以使所述容器内的压力急剧增大，从而使所述防爆膜爆裂和使所述火焰加速抑制产品散布在所述区域中。
3.权利要求1的方法，其中所述火焰加速抑制产品的释放通过由所述可燃气体释放检测器或者由操作人员产生的信号进行，并且在点燃或爆炸开始之前进行。
4.权利要求2的方法，其中所述火焰加速抑制产品的释放通过由所述可燃气体释放检测器或者由操作人员产生的信号进行，并且在点燃或爆炸开始之前进行。
5.前述权利要求中任一项的方法，其中将所述火焰加速抑制产品与主抗氧化剂和/或辅助抗氧化剂混合。
6.权利要求1-4中任一项的方法，其中所述火焰加速抑制产品为干燥粉末形式的固体。
7.权利要求5的方法，其中所述火焰加速抑制产品为干燥粉末形式的固体。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2015103053A (ru) * 2012-07-02 2016-08-20 Басф Се Способ для разбавления и/или выведения облаков горючих газов
EP2732852A1 (en) 2012-11-14 2014-05-21 Total Raffinage Marketing Mitigation of vapor cloud explosion by chemical inhibition
CN103558863B (zh) * 2013-10-23 2015-12-30 中盐安徽红四方股份有限公司 一种保险粉四合一釜防爆膜安全方向定位方法
CN105457209B (zh) * 2015-12-21 2018-06-05 徐州中矿消防安全技术装备有限公司 一种处理危险品的消防栓装置
CN108499506B (zh) * 2018-04-14 2020-09-25 同济大学 一种防爆常压反应器及其实现方法
CN113673109A (zh) * 2021-08-24 2021-11-19 中国石油大学(华东) 一种多潜在气体爆炸源耦合的气云爆炸评估方法及系统
CN114738039B (zh) * 2022-04-19 2023-06-23 常州大学 一种聚多巴胺包覆混合粉体改性抑爆材料的制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2029215A (en) * 1978-08-30 1980-03-19 Field Hazaard Co Ltd Prevention of explosions
GB2042866A (en) * 1979-02-02 1980-10-01 Pennwalt Corp Process for reducing grain dust explosibility
CN1140269A (zh) * 1995-07-07 1997-01-15 中国石化洛阳石油化工总厂 一种智能化炼油化工危险源事故预案和应急处理方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2029215A (en) * 1934-09-14 1936-01-28 Harry N Atwood Cellular construction for aircraft pontoons
US2869647A (en) * 1953-04-09 1959-01-20 Graviner Manufacturing Co Means for detecting and suppressing explosions
DE1127812B (de) * 1955-12-27 1962-04-12 Graviner Manufacturing Co Verfahren zum Unterdruecken einer Explosion eines entflammbaren Brennstoffdampf-Luft-Gemisches
US3482637A (en) * 1967-10-20 1969-12-09 Us Interior Process and method for quenching incipient gas-air explosions
US5096679A (en) 1988-04-01 1992-03-17 The Standard Oil Company System to mitigate the effect of an environmental release of a contaminant gas
US5119877A (en) * 1990-07-19 1992-06-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior Explosion suppression system
GB2265309A (en) 1992-03-21 1993-09-29 Graviner Ltd Kidde Fire extinguishing methods using fluorinated hydrocarbons
AU682682B2 (en) 1993-02-16 1997-10-16 Spectrex Inc. Fire extinguishing methods and systems
US5495893A (en) 1994-05-10 1996-03-05 Ada Technologies, Inc. Apparatus and method to control deflagration of gases
GB2324466B (en) 1997-04-24 2001-02-28 Kidde Fire Prot Ltd Explosion suppression arrangements and methods
GB2331457B (en) 1997-11-12 2001-07-04 Graviner Ltd Kidde Fire or explosion suppressants and methods
RU2158150C1 (ru) 1999-11-22 2000-10-27 ГУП Научно-исследовательский институт полимерных материалов Способ локализации и тушения пожаров
WO2002078790A2 (en) 2001-03-29 2002-10-10 Kidde Ip Holdings Limited Fire and explosion suppression agent
US20030000951A1 (en) 2001-05-21 2003-01-02 Clark David G. Method for reducing the severity of vapor cloud explosions
EP1441863B1 (en) 2001-09-19 2006-12-27 Kayyani C. Adiga Fire suppression using water mist with ultrafine size droplets

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2029215A (en) * 1978-08-30 1980-03-19 Field Hazaard Co Ltd Prevention of explosions
GB2042866A (en) * 1979-02-02 1980-10-01 Pennwalt Corp Process for reducing grain dust explosibility
CN1140269A (zh) * 1995-07-07 1997-01-15 中国石化洛阳石油化工总厂 一种智能化炼油化工危险源事故预案和应急处理方法

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