CN116785636A - 基于溴化物扑灭氢火焰的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于消防技术领域，具体涉及一种基于溴化物扑灭氢火焰的系统和方法。该系统包括，存储器，其内存放有溴化物粉末；气体储罐，其内存放有高压惰性气体；喷嘴，通过管道连通所述存储器和气体储罐；探测器，用于监测氢火焰；控制器，接受所述探测器信号，并控制所述管道的通断。本发明方法和系统基于固态粉末，没有压力储存和密闭空间限制，操作更加简单方便；同时，溴化物粉末反应迅速，可以快速扑灭火焰，并且还具有预防效果。
Description
技术领域
本发明属于消防技术领域，具体涉及一种基于溴化物扑灭氢火焰的系统和方法。
背景技术
氢火焰是一种非常危险的火灾形式，由于氢气具有很高的易燃性和爆炸性，在发生泄漏或者其它意外情况时，很容易引起火灾和爆炸事故。因此，预防和快速扑灭氢火焰已经成为了一个非常重要的技术问题。
现有技术中，消防安全领域通常使用气体灭火系统，例如二氧化碳灭火系统和惰性气体灭火系统等，虽然可以有效地扑灭火焰，但其也存在着一定的缺点。其中最主要的缺点就是这些灭火系统需要大量的压力储存和密闭空间，而且在使用时也容易对人体造成伤害。
发明内容
本发明旨在提高消防安全性，有效地扑灭氢火焰事故，提供了基于溴化物扑灭氢火焰的系统和方法，能够预防氢火焰事故的发生、快速扑灭氢火焰、增加消防安全性。
本发明的第一方面提供了溴化物在扑灭氢火焰中的应用，所述溴化物选自溴化铵、溴化钾、溴化锂和溴酸钾中的一种或多种。
进一步的，采用溴化物扑灭氢火焰的同时，向氢火焰喷出惰性气体。所述惰性气体选自氮气、二氧化碳和氦气中的一种或多种，优选为氮气。
具体的，惰性气体具有很高的稳定性和不易与其他物质反应的特点。在氢气燃烧时，如果加入适量的惰性气体，可以有效地降低氢气燃烧的温度和浓度，从而减缓火焰传播速度。当惰性气体被引入燃烧区域时，它会占据部分空间并稀释氧气、氢气等可燃气体的浓度，从而降低燃烧的速率和温度。
本发明的第二方面提供了一种基于溴化物扑灭氢火焰的系统，包括
存储器，其内存放有溴化物粉末；
气体储罐，其内存放有高压惰性气体；
喷嘴，通过管道连通所述存储器和气体储罐；
探测器，用于监测氢火焰；
控制器，接受所述探测器信号，并控制所述管道的通断。
具体的，所述存储器、气体储罐和喷嘴共同构成溴化物粉末喷射装置。探测器用于监测燃料电池、电解槽等用氢设备发生的氢火焰，当探测器检测到氢气火焰时，控制器控制管道打开，高压惰性气体夹带溴化物粉末，通过喷嘴快速喷射到火焰区域，溴化物粉末通过吸热反应吸附氢气分子，并生成氢溴酸和水,达到扑灭氢火焰，从而有效扑灭氢火灾的发生。
本发明采用溴化物粉末扑灭氢火焰，从化学反应方面来看，溴化物可与氢气发生反应生成氢溴酸和水。该反应是一个放热反应，可以消耗氢气的能量并将其转化为热能。因此，当溴化物粉末投入火源时，它会与氢气迅速发生反应，产生大量热能，将火源周围的氢气全部消耗掉，从而有效地灭火。从物理方面来看，溴化物粉末在投入火源后会迅速膨胀，并形成一个覆盖在火源上的灭火盖，隔绝了氧气和火源之间的联系，从而避免了氧气的供应和火势的继续蔓延，起到了物理灭火的作用。综上，溴化物粉末可以通过化学反应消耗氢气的能量并将其转化为热能，以及通过物理灭火隔绝氧气和火源之间的联系来达到灭火的效果，反应迅速，可以快速扑灭火焰。
进一步的，所述基于溴化物扑灭氢火焰的系统为可携带装置。
进一步的，所述溴化物粉末选自溴化铵、溴化钾、溴化锂和溴酸钾中的一种或多种。
进一步的，所述存储器的容积为0.75-6L，溴化物粉末的粒径为0.25-20μm；气体储罐内的压力为10-100Mpa。
进一步的，所述探测器为火焰探测器，当火焰燃烧时，会释放出可见光和红外辐射等信号，火焰探测器能够感应这些信号并将其转换成电信号，并发送至控制器。
进一步的，所述惰性气体选自氮气、二氧化碳和氦气中的一种或多种。考虑该系统的经济性，惰性气体优选为氮气。
进一步的，所述喷嘴选自雾化喷嘴、旋风喷嘴和射流喷嘴中的一种或多种。
进一步的，所述喷嘴连通所述存储器和气体储罐的管道上均设有阀门，所述控制器通过控制阀门的闭合控制管道的通断。
本发明的第三方面提供了一种基于溴化物扑灭氢火焰的方法，采用上述系统，包括以下步骤，
S1：向存储器和气体储罐中分别填充溴化物粉末和高压惰性气体；
S2：根据探测器信号，控制喷嘴喷出溴化物粉末和惰性气体扑灭氢火焰。
本发明方法基于固态粉末，没有压力储存和密闭空间限制，操作更加简单方便；同时，溴化物粉末反应迅速，可以快速扑灭火焰，并且还具有预防效果。
进一步的，所述步骤S2中，喷嘴喷出的气流速度10-120m/s。
本发明的技术方案相比现有技术具有以下优点：
高效性：溴化物粉末可以快速扑灭氢火焰，有效地防止火灾事故的发生；
安全性：溴化物粉末是一种无毒、无害的化学物质，对人体和环境没有危害；
经济性：溴化物粉末的成本较低，使用寿命长，可以节约维护和更换成本；
环保性：溴化物粉末不会对环境造成污染，可以有效地保护生态环境；
可靠性：基于溴化物粉末的扑灭氢火焰的方法和系统具有高度的可靠性，可以在各种恶劣环境下正常工作；
该系统可以在氢气使用场所的通风口、进气口、出气口等位置设置喷射装置，覆盖面积广，防护效果好。
附图说明
图1为本发明基于溴化物扑灭氢火焰的系统的结构示意图。
附图标记说明：1-存储器、2-气体储罐、3-喷嘴、4-探测器、5-控制器、6-管道、7-溴化物粉末喷射装置、8-阀门。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1所示，本发明基于溴化物扑灭氢火焰的系统，包括本发明的第二方面提供了一种基于溴化物扑灭氢火焰的系统，包括存储器1、气体储罐2、喷嘴3、探测器4和控制器5。
其中，存储器1内存放有溴化物粉末，如溴化铵、溴化钾、溴化锂和溴酸钾等；气体储罐2内存放有高压惰性气体，如氮气、二氧化碳和氦气等；喷嘴3通过管道6连通存储器1和气体储罐2，用于喷出溴化物粉末和高压惰性气体，科研采用雾化喷嘴、旋风喷嘴或射流喷嘴等；探测器4用于监测氢火焰；控制器5用于接受探测器4信号，并控制管道6的通断。
具体的，存储器1、气体储罐2和喷嘴3共同构成溴化物粉末喷射装置7。在喷嘴3连通存储器1和气体储罐2的管道6上均设有阀门8，控制器5通过控制阀门8的闭合控制管道6的通断。
在使用过程中，探测器3监测周围环境是否有氢火焰的产生，将信号传递给控制器4；控制器4用于接收探测器3的信号，控制气体储罐2和储存器1的阀门8的开启和关闭；从而快速喷射溴化物粉末到氢火焰发生区域。
其中，控制器是基于溴化物粉末快速扑灭氢火焰的方法和系统中的关键组件之一。该控制器基于探测器4的监测结果，自动启动系统，同时控制溴化物粉末的释放和喷射，以快速扑灭氢火焰。此外，控制器还可以与其他安全系统集成，例如火灾报警系统和紧急停机系统，以确保整个系统的安全性和可靠性。控制器还可以记录和报告系统的运行状态和事件，以便进行后续分析和改进。
喷嘴3和管道4具有耐高温特性，以便在高温环境下使用，可以安装在氢气管道或设备上，以便在氢气泄漏或火灾发生时快速喷射溴化物粉末，从而扑灭氢火焰。同时，喷嘴3材质具有耐腐蚀性能，能够承受溴化物粉末的腐蚀作用；喷嘴的设计能够实现粉末的均匀喷洒，以确保火焰能够被快速扑灭；喷嘴的喷射速度和喷射量能够满足快速扑灭火焰的要求，同时避免过量喷洒造成的浪费。具体的，喷嘴3和管道4的材质可以为不锈钢或铝材质等。
实施例1
采用上述系统对直径为2mm的氢火焰进行扑灭，其中，溴化物为平均粒径10μm的溴化铵，惰性气体为氮气，气流速度为60m/s。氢火焰扑灭时间为1.2s，未出现复燃，溴化物消耗量为10g。
实施例2
采用上述系统对直径为20mm的氢火焰进行扑灭，其中，溴化物为平均粒径10μm的溴化铵，惰性气体为氮气，气流速度为60m/s。氢火焰扑灭时间为28.4s，未出现复燃，溴化物消耗量为1108g。
实施例3-5
在实施例1的基础上，将溴化铵粉末分别替换为溴化钾、溴化锂和溴酸钾，扑灭火焰用时相当，溴化物消耗量相当。
对比例1
在对比例1的基础上，将惰性气体替换成空气，氢火焰扑灭时间为2.7s，未出现复燃，溴化物消耗量为15g。
对比例2
采用市售二氧化碳灭火器对直径为2mm氢火焰进行扑灭，氢火焰扑灭时间为3.7s，未出现复燃。
对比例3
采用市售干粉灭火器对直径为2mm氢火焰进行扑灭，氢火焰扑灭时间为3.1s，未出现复燃。
对比例4
采用市售干粉灭火器对直径为20mm氢火焰进行扑灭，氢火焰扑灭时间为52.3s，3分钟后出现复燃，这可能是由于氢火焰扑灭后还存在余温。
结果显示，本发明方法能够快速扑灭氢火焰，且不会出现复燃。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.溴化物在扑灭氢火焰中的应用，所述溴化物选自溴化铵、溴化钾、溴化锂和溴酸钾中的一种或多种。
2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，采用溴化物扑灭氢火焰的同时，向氢火焰喷出惰性气体。
3.一种基于溴化物扑灭氢火焰的系统，其特征在于，包括，
存储器，其内存放有溴化物粉末；
气体储罐，其内存放有高压惰性气体；
喷嘴，通过管道连通所述存储器和气体储罐；
探测器，用于监测氢火焰；
控制器，接受所述探测器信号，并控制所述管道的通断。
4.如权利要求3所述的基于溴化物扑灭氢火焰的系统，其特征在于，所述溴化物粉末选自溴化铵、溴化钾、溴化锂和溴酸钾中的一种或多种。
5.如权利要求3所述的基于溴化物扑灭氢火焰的系统，其特征在于，所述探测器为火焰探测器。
6.如权利要求3所述的基于溴化物扑灭氢火焰的系统，其特征在于，所述惰性气体选自氮气、二氧化碳和氦气中的一种或多种。
7.如权利要求3所述的基于溴化物扑灭氢火焰的系统，其特征在于，所述喷嘴选自雾化喷嘴、旋风喷嘴和射流喷嘴中的一种或多种。
8.如权利要求3所述的基于溴化物扑灭氢火焰的系统，其特征在于，所述喷嘴连通所述存储器和气体储罐的管道上均设有阀门，所述控制器通过控制阀门的闭合控制管道的通断。
9.一种基于溴化物扑灭氢火焰的方法，其特征在于，采用权利要求3-8中任一项所述的系统，包括以下步骤，
S1：向存储器和气体储罐中分别填充溴化物粉末和高压惰性气体；
S2：根据探测器信号，控制喷嘴喷出溴化物粉末和惰性气体扑灭氢火焰。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，喷嘴喷出的气流速度10-120m/s。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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