DE102009057441B4 - Use of an agent for extinguishing and inerting inorganic fires - Google Patents
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Abstract
Verwendung eines Mittels zum Löschen und Inertisieren von anorganischen Brandstoffen BS, das ein Löschmittel LM und einen Zusatz Z aus der Gruppe der Kohlenwasserstoffe und der sauerstoffhaltigen Kohlenwasserstoffverbindungen umfasst, wobei der Sauerstoffindex des Zusatzes OIZ größer als der Sauerstoffindex des anorganischen Brandstoffes OIBS ist und das Verhältnis α aus Konzentration des Löschmittels cLM zur Konzentration des Zusatzes cZ größer als die totale Inertisierung Itat ist, wobei der anorganische Brandstoff aus der Gruppe Metalle, Wasserstoff, CS2, Kohlenstoff, Schwefel, anorganische Schwefelverbindungen, Phosphor, anorganische Phosphorverbindungen und Hydride, unter Ausschluss von Si-Hydriden, ausgewählt wird und das Löschmittel ein Inertgas, Wasser, ein Halon, ein Halogenketon oder ein Gemisch der vorgenannten Löschmittel ist.Use of an agent for extinguishing and inerting inorganic fuels BS, which comprises an extinguishing agent LM and an additive Z from the group of hydrocarbons and oxygen-containing hydrocarbon compounds, the oxygen index of the additive OIZ being greater than the oxygen index of the inorganic combustible OIBS and the ratio α from the concentration of the extinguishing agent cLM to the concentration of the additive cZ is greater than the total inertization Itat, the inorganic fuel from the group of metals, hydrogen, CS2, carbon, sulfur, inorganic sulfur compounds, phosphorus, inorganic phosphorus compounds and hydrides, with the exclusion of Si Hydrides is selected and the extinguishing agent is an inert gas, water, a halon, a halogen ketone or a mixture of the aforementioned extinguishing agents.
Description
Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Mittels zum Löschen und Inertisieren von anorganischen Brandstoffen.The invention relates to the use of an agent for extinguishing and inerting inorganic fires.
Die Herstellung, Verarbeitung und Lagerung anorganischer Brandstoffe sowie anderweitiger Umgang, wie z. B. der Transport dieser Stoffe ist mit teilweise hoher Gefährdung verbunden. Eine Reihe von Verbindungen sind zumindest, wenn sie in größerer Ausdehnung brennen, nicht oder nur sehr schwer löschbar. Aus diesem Grunde wurde versucht, neue Löschmittel zur Löschung von anorganischen Brandstoffen bereitzustellen.The production, processing and storage of inorganic fires and other handling, such. B. the transport of these substances is associated with sometimes high risk. A number of compounds are at least, if they burn to a greater extent, not or only very difficult extinguishable. For this reason, attempts have been made to provide new extinguishing agents for extinguishing inorganic fires.
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Dieses Löschmittel wirkt vorrangig durch die Bildung einer Deckschicht. Bekanntlich besitzen nur geschlossene Deckschichten eine ausreichende Löschwirkung. Sobald das Feuer an einer Stelle die Deckschicht durchbricht, ist auch die Schutzwirkung der übrigen Deckschicht aufgehoben. Für gasförmige Brandstoffe sind Deckschichten außerdem nicht geeignet.This extinguishing agent acts primarily by the formation of a cover layer. As is known, only closed cover layers have a sufficient extinguishing effect. As soon as the fire breaks through the top layer at one point, the protective effect of the remaining top layer is also abolished. For gaseous fires, topcoats are also not suitable.
Generell besteht ein weiteres Problem darin, dass Chlorsilane als schwer löschbare Substanzen für die herkömmlichen Löschmittel eine sehr hohe Löschkonzentration und eine große Löschmittelmenge erfordern. Die aus der Literatur bekannten Löschkonzentrationen sind mit diesen Löschmitteln außerhalb geschlossener Behälter nicht erreichbar. Dies bedeutet, dass diese Löschmittel außerhalb geschlossener Behälter unwirksam sind.In general, another problem is that chlorosilanes, as difficult-to-extinguish substances for the conventional extinguishing agents, require a very high extinguishing concentration and a large amount of extinguishing agent. The extinguishing concentrations known from the literature can not be reached with these extinguishing agents outside closed containers. This means that these extinguishing agents are ineffective outside closed containers.
Zur Löschung von chlorhaltigen Siliziumorganoverbindungen wurde ein Löschmittelgemisch entwickelt, das aus 97% Siliziumtetrachlorid und 0,1 bis 3% Hexachlordisilan besteht und in der
Nachteilig ist an allen vorgenannten Mitteln die enorm große erforderliche Menge an Löschmittel, die den Löschprozess letztendlich so unökonomisch macht, dass er technisch nicht mehr realisierbar ist.A disadvantage of all the aforementioned means the enormously large required amount of extinguishing agent, which makes the extinguishing process ultimately so uneconomical that it is technically no longer feasible.
Ferner wurde versucht, die Löscheffektivität von Kohlendioxid durch Zugabe von Halonen zu erhöhen. So wird in der
Aus der
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein kostengünstiges Mittel zur Verwendung zum Löschen und Inertisieren von anorganischen Brandstoffen bereitzustellen, das auch bei sparsamem Einsatz wirkungsvoll ist und auch außerhalb geschlossener Behälter eingesetzt werden kann.The object of the invention is to provide a cost-effective means for use in extinguishing and inerting of inorganic fires, which is effective even with economical use and can also be used outside closed containers.
Diese Aufgabe wird durch ein Mittel gelöst, das ein gasförmiges oder flüssiges Löschmittel und einen Zusatz aus der Gruppe der Kohlenwasserstoffe und der sauerstoffhaltigen Kohlenwasserstoffverbindungen umfasst, wobei der Sauerstoffindex des Zusatzes OIZ größer als der Sauerstoffindex des anorganischen Brandstoffes OIBS ist und das Verhältnis α aus Konzentration des Löschmittels cLM zur Konzentration des Zusatzes cZ größer als die totale Inertisierung Itot ist.This object is achieved by an agent comprising a gaseous or liquid extinguishing agent and an additive from the group of hydrocarbons and oxygen-containing hydrocarbon compounds, wherein the oxygen index of the additive OI Z is greater than the oxygen index of the inorganic firing OI BS and the ratio α Concentration of the extinguishing agent c LM to the concentration of the additive c Z greater than the total inerting I tot .
Überraschenderweise zeigte sich, dass die genannten Zusätze, die ja selbst organische Brandstoffe darstellen, die Löscheffektivität beim Löschen von anorganischen Brandstoffen unter bestimmten Bedingungen wesentlich erhöhen. Es wird vermutet, dass die Verbesserung der Löscheffektivität von der Veränderung des Verbrennungsmechanismus durch die Zusätze herrührt.Surprisingly, it has been found that the additives mentioned, which themselves constitute organic fuels, substantially increase the extinguishing effectiveness in extinguishing inorganic fires under certain conditions. It is believed that the improvement in extinguishing effectiveness stems from the change in the combustion mechanism due to the additives.
Das Mittel wirkt zunächst in bekannter Weise, indem es die Konzentration der reagierenden Stoffe, also der brennbaren Stoffe und des Sauerstoffs, in der Flamme senkt.The agent acts initially in a known manner, by lowering the concentration of the reacting substances, ie the combustible substances and the oxygen in the flame.
Durch den Zusatz von Kohlenwasserstoffen bzw. sauerstoffhaltigen Kohlenwasserstoffverbindungen wird nun der Sauerstoffindex OI erstaunlicherweise so weit erhöht, dass bereits mit verhältnismäßig geringen Mengen an Löschmitteln anorganische Brandstoffe in kurzer Zeit gelöscht werden können. Dadurch ist ein sparsamer Einsatz des Mittels möglich.By the addition of hydrocarbons or oxygen-containing hydrocarbon compounds, the oxygen index OI is now surprisingly increased so much that even with relatively small amounts of extinguishing agents, inorganic fires can be extinguished in a short time. As a result, an economical use of the agent is possible.
Als Löschmittel können Inertgase, Wassernebel oder Wasserdampf, Halone oder Halogenketone oder deren Gemisch eingesetzt werden.Suitable extinguishing agents are inert gases, water mist or steam, halons or haloketones or mixtures thereof.
Als Inertgas haben sich insbesondere Stickstoff, Kohlendioxid, Argon, Helium und SF6 bewährt. Als Halone kann beispielsweise der umweltfreundliche nicht ozonschädigende Halogenkohlenwasserstoff Heptafluorpropan und als Halogenketon kann beispielsweise CF3-CF2-C(O)-CF(CF3)2 eingesetzt werden.Nitrogen, carbon dioxide, argon, helium and SF 6 have proven to be particularly suitable as inert gas. As halons, for example, the environmentally friendly non-ozone depleting halogenated hydrocarbon heptafluoropropane and as a haloketone example, CF 3 -CF 2 -C (O) -CF (CF 3 ) 2 can be used.
Mit „Mittel” oder „Mittel zum Löschen und Inertisieren” wird nachfolgend das gesamte zum Löschen (und Inertisieren) eingesetzte Mittel verstanden, das aus dem „herkömmlichen” Löschmittel und dem Zusatz besteht.By "means" or "means for erasing and inerting" is hereinafter understood the entire means used for erasing (and inerting) means consisting of the "conventional" extinguishing agent and the additive.
Als Zusätze sind Kohlenwasserstoffe wie Alkane, Alkene, Alkine, aromatische Kohlenwasserstoffverbindungen oder sauerstoffhaltige Kohlenwasserstoffe wie Alkanole, Ether, Ketone, Aldehyde, Ester, Carbonsäuren oder deren Gemische geeignet. Suitable additives are hydrocarbons such as alkanes, alkenes, alkynes, aromatic hydrocarbon compounds or oxygen-containing hydrocarbons such as alkanols, ethers, ketones, aldehydes, esters, carboxylic acids or mixtures thereof.
Insbesondere werden als Zusätze Methan, Ethan, Propan, Cyclopropan, n-Butan, iso-Butan, Cyclobutan, n-Pentan, iso-Pentan, n-Hexan, iso-Hexan, Benzin, Diesel, Bitumen, Benzol, Toluol, Xylol, Ethylbenzol, kondensierte Aromaten, Polyethylen, Polypropylen, Ethen, Propen, Buten, Butadien, Penten, Methanol, Ethanol, Propanol, iso-Propanol, Butanol, tert.-Butanol, Pentanol, Hexanol, Heptanol oder höhere Alkanole, Phenol, Methyl-tert. Butylether, Aceton, Butanon, Pentanon oder Hexanon, Benzophenon, verwendet.In particular, as additives methane, ethane, propane, cyclopropane, n-butane, iso-butane, cyclobutane, n-pentane, iso-pentane, n-hexane, iso-hexane, gasoline, diesel, bitumen, benzene, toluene, xylene, Ethylbenzene, condensed aromatics, polyethylene, polypropylene, ethene, propene, butene, butadiene, pentene, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, tert-butanol, pentanol, hexanol, heptanol or higher alkanols, phenol, methyl tert , Butyl ether, acetone, butanone, pentanone or hexanone, benzophenone.
Ebenfalls können Alkancarbonsäuren, insbesondere Alkancarbonsäuren mit mehr als 3 Kohlenstoffatomen und Fettsäuren, sowie aromatische Carbonsäuren, weiterhin Carbonsäureester wie beispielsweise Propionsäure-, Buttersäure oder längerkettige Alkancarbonsäureester wie Fettsäureester als Zusätze eingesetzt werden, wobei der Alkoholrest des Esters aus einem linearen oder verzweigten Alkanol, beispielsweise einem der vorgenannten Alkohole, gebildet sein kann.Likewise, alkanecarboxylic acids, in particular alkanecarboxylic acids having more than 3 carbon atoms and fatty acids, and also aromatic carboxylic acids, furthermore carboxylic acid esters such as propionic acid, butyric acid or longer-chain alkanecarboxylic esters such as fatty acid esters can be used as additives, the alcohol radical of the ester being selected from a linear or branched alkanol, for example a the aforementioned alcohols may be formed.
Die Zusätze können dem Löschmittel auch in Form von Emulsionen oder gelöst zugegeben werden.The additives can also be added to the extinguishing agent in the form of emulsions or dissolved.
Der Anteil des Zusatzes in dem Mittel hängt von der Art und dem Aggregatszustand des Zusatzes, dem Löschmittel und dem Brandstoff ab und liegt im Allgemeinen über 0,1% Für gasförmige oder flüssige Löschmittel beträgt der Anteil des Zusatzes in dem Mittel vorzugsweise zwischen 0,5 und 15 Vol.-% in der Gasphase und besonders bevorzugt zwischen 3 und 7 Vol.-%.The proportion of the additive in the composition depends on the type and state of aggregation of the additive, the extinguishing agent and the fuel and is generally above 0.1%. For gaseous or liquid extinguishing agents, the proportion of the additive in the agent is preferably between 0.5 and 15% by volume in the gas phase, and more preferably between 3 and 7% by volume.
Um zu gewährleisten, dass das Mittel bei Raumtemperatur an Luft nicht brennbar ist, muss zudem das Verhältnis α der Konzentration des Löschmittels cLM zu der Konzentration des Zusatzes cZ größer als die totale Inertisierung Itot sein.In order to ensure that the agent is not flammable in air at room temperature, moreover, the ratio α of the concentration of the extinguishing agent c LM to the concentration of the additive c Z must be greater than the total inerting I tot .
Die totale Inertisierung Itot ist das minimal mögliche Konzentrationsverhältnis von Inertgas zu Zusatz, bei dem das Gemisch bei beliebiger Verdünnung mit Luft unbrennbar bleibt.The total inerting I tot is the minimum possible concentration ratio of inert gas to additive, in which the mixture remains incombustible at any dilution with air.
Vorzugsweise sollten Löschmittel und Zusatz so ausgewählt werden, dass sie im gleichen Aggregatszustand vorliegen, besonders bevorzugt liegen die Siedetemperaturen für gasförmige Löschmittel und Zusätze im verflüssigten Zustand nicht weit auseinander.Preferably, extinguishing agent and additive should be selected so that they are present in the same state of aggregation, more preferably, the boiling temperatures for gaseous extinguishing agents and additives in the liquefied state are not far apart.
Das Mittel eignet sich zum Löschen und Inertisieren von anorganischen Brandstoffen aus der Gruppe von Metallen, Wasserstoff, CS2, Kohlenstoff, insbesondere heißem Kohlenstoff, Schwefel, anorganischen Schwefelverbindungen, Phosphor, anorganischen Phosphorverbindungen, Hydriden unter Ausschluss von Si-Hydriden und von Germaniumverbindungen, sofern deren Sauerstoffindex OIBS kleiner als der des Zusatzes OIZ ist.The composition is suitable for extinguishing and inerting inorganic fuels from the group of metals, hydrogen, CS 2 , carbon, in particular hot carbon, sulfur, inorganic sulfur compounds, phosphorus, inorganic phosphorus compounds, hydrides with the exclusion of Si hydrides and germanium compounds, if so whose oxygen index OI BS is smaller than that of the additive OI Z.
Auf dem Gebiet der Löschung oder der Inertisierung von Metallen wird das Mittel vorzugsweise für Metalle der 1. und 2. Hauptgruppe, insbesondere von Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca sowie von Aluminium und Eisen eingesetzt. Dennoch ist der Einsatz des Mittels auch bei anderen Metallen möglich. Weiterhin kann das Mittel zum Löschen oder Inertisieren von Metallhydriden und Metallsulfiden verwendet werden.In the field of deletion or inertization of metals, the agent is preferably used for metals of the 1st and 2nd main group, in particular of Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca and of aluminum and iron. Nevertheless, the use of the agent is also possible with other metals. Furthermore, the agent can be used to quench or inertize metal hydrides and metal sulfides.
Der Sauerstoffindex des Brandstoffs OIBS ist temperaturabhängig. Die Ausführungen gelten für Raumtemperatur. Liegt der Sauerstoffindex des anorganischen Brandstoffs OIBS oberhalb dem des Zusatzes OIZ, so wird der Löscheffekt nicht bewirkt. Wenn jedoch der Brandstoff selbst eine deutlich höhere Temperatur als der Zusatz besitzt und dadurch der Sauerstoffindex des Brandstoffes OIBS unter den des Zusatzes OIZ sinkt, kann infolge der höheren Temperatur des Brandstoffes ein wirksamer Löscheffekt erzielt werden.The oxygen index of the fuel OI BS is temperature-dependent. The versions apply for room temperature. If the oxygen index of the inorganic fuel OI BS is above that of the additive OI Z, the extinguishing effect is not effected. However, if the fuel itself has a significantly higher temperature than the additive and thereby the oxygen index of the fuel OI BS drops below that of the additive OI Z , an effective extinguishing effect can be achieved due to the higher temperature of the fuel.
Eine erste bevorzugte Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Mittel zum Löschen der Brandstoffe aus der Klasse Kohlenstoff, Schwefel, Phosphor, der Phosphorverbindungen, der Metalle, Metallhydrid und Metallsulfide mit Inertgas, insbesondere Argon oder N2, oder Halogenketonen als Löschmittel und dem Zusatz aus der Gruppe der Kohlenwasserstoffe oder der sauerstoffhaltigen Kohlenwasserstoffverbindungen.A first preferred embodiment of the invention relates to a means for extinguishing the fires from the class carbon, sulfur, phosphorus, the phosphorus compounds, the metals, metal hydride and metal sulfides with inert gas, in particular argon or N 2 , or haloketones as extinguishing agent and the addition from the group the hydrocarbons or the oxygen-containing hydrocarbon compounds.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform betrifft ein Mittel zum Löschen und Inertisieren von anorganischen Brandstoffen mit Wasser in Form von Nebel oder Dampf und dem Zusatz aus der Klasse der Kohlenwasserstoffe oder der sauerstoffhaltigen Kohlenwasserstoffverbindungen. Dieses Mittel auf der Basis von Wasserdampf oder -nebel eignet sich insbesondere zum Löschen und Inertisieren von Kohlenstoff, Schwefel, Schwefelverbindungen, Phosphor, Phosphorverbindungen, Metallsulfiden, Wasserstoff und CS2. Zum Löschen von Metallen und Metallhydriden ist dieses Mittel nicht geeignet.A further preferred embodiment relates to a means for extinguishing and inerting inorganic fuels with water in the form of mist or steam and the addition of the class of hydrocarbons or oxygen-containing hydrocarbon compounds. This water vapor or mist-based agent is particularly suitable for extinguishing and inerting carbon, Sulfur, sulfur compounds, phosphorus, phosphorus compounds, metal sulfides, hydrogen and CS 2 . For extinguishing metals and metal hydrides, this agent is not suitable.
Eine dritte bevorzugte Ausführungsform betrifft ein Mittel zum Löschen der anorganischen Brandstoffe aus der Gruppe der Metalle, Metallhydride und Metallsulfide mit Löschmitteln aus der Gruppe der Inertgase, der Halogenketone, oder deren Gemisch, denen als Zusatz Kohlenwasserstoffe oder sauerstoffhaltige Kohlenwasserstoffverbindungen zugesetzt sind. Für diese Ausführungsform sind als Kohlenwasserstoffe oder sauerstoffhaltige Kohlenwasserstoffverbindungen insbesondere Methan, Ethan, Propan, Alkanole, Ether, Ketone, Aldehyde, Ester, Carbonsäuren oder deren Gemische geeignet.A third preferred embodiment relates to a means for extinguishing the inorganic flammable substances from the group of metals, metal hydrides and metal sulfides with extinguishing agents from the group of inert gases, the haloketones, or their mixture, which are added as an additive hydrocarbons or oxygen-containing hydrocarbon compounds. For this embodiment, suitable hydrocarbons or oxygen-containing hydrocarbon compounds are in particular methane, ethane, propane, alkanols, ethers, ketones, aldehydes, esters, carboxylic acids or mixtures thereof.
Ein das Löschmittel CO2 und einen gasförmigen Kohlenwasserstoff als Zusatz enthaltendes Mittel kann zudem auch zum Löschen bzw. Inertisieren von Schwefel oder Phosphor oder deren Verbindungen eingesetzt werden.In addition, an agent containing the extinguishing agent CO 2 and a gaseous hydrocarbon as an additive can also be used for extinguishing or inerting sulfur or phosphorus or compounds thereof.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann als Mittel zum Löschen und Inertisieren auch ein mit Inertgas gefüllter Löschschaum, insbesondere ein Mittel- oder Leichtschaum, eingesetzt werden, dem dann als Zusatz ein gasförmiger Kohlenwasserstoff, wie beispielsweise Methan, Ethan, Propan oder Butan zugesetzt ist. Somit werden Inertgas und gasförmige Kohlenwasserstoffverbindung gemeinsam in den Leichtschaumblasen fixiert, und es wird hierdurch ein neues Lösch- und Inertisierungsmittel bereitgestellt.In the context of the present invention, an extinguishing foam filled with inert gas, in particular a medium or high-viscosity foam, can be used as the means for extinguishing and inertizing, to which a gaseous hydrocarbon such as methane, ethane, propane or butane is then added as additive. Thus, inert gas and gaseous hydrocarbon compound are fixed together in the light foam bubbles, and thereby a new quenching and inerting agent is provided.
Das Löschmittel kann auch erfolgreich zum vorbeugenden Schutz vor Bränden und Explosionen als Inertisierungsmittel verwendet werden.The extinguishing agent can also be used successfully as a preventive protection against fires and explosions as an inerting agent.
In Bezug auf die Löschung bzw. Inertisierung von Kohlenstoff ist zu berücksichtigen, dass der Sauerstoffindex von Kohlenstoff erst bei höheren Temperaturen des Kohlenstoffs so gering ist, dass er unter dem Sauerstoffindex OIZ des Zusatzes liegt; d. h. dass die Mittel teilweise nur zum Löschen von heißem Kohlenstoff eingesetzt werden können.With regard to the extinction or inertization of carbon, it should be borne in mind that the oxygen index of carbon is only so low at higher temperatures of the carbon that it is below the oxygen index OI Z of the additive; ie that the funds can be used partially only for the eradication of hot carbon.
Die Bedingungen beziehen sich auf einen Brand in Luft oder einem Gasgemisch mit einem Sauerstoffgehalt insbesondere bis zu 23 Vol.-%.The conditions relate to a fire in air or a gas mixture with an oxygen content, in particular up to 23 vol .-%.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben.The invention will be described in more detail below with reference to exemplary embodiments.
In den nachfolgenden Ausführungsbeispielen werden als Löschmittel Stickstoff und Kohlendioxid verwendet, denen als Zusatz Methan, Propan und Ethen zugegeben wurde.In the following examples, the extinguishing agents used are nitrogen and carbon dioxide, to which methane, propane and ethene have been added as additives.
I. Totale Inertisierung verschiedener Kombinationen von Zusätzen und LöschmittelnI. Total inertization of various combinations of additives and extinguishing agents
Das minimal mögliche Verhältnis von Löschmittel (bzw. Inertgas) zu Zusatz, bei dem das Gemisch bei beliebiger Verdünnung mit Luft unbrennbar bleibt, nennt man Totale Inertisierung Itot. Es kann dadurch ermittelt werden, dass man prüft, ob das Gemisch an Luft brennbar ist oder es kann aus Inertisierungsdiagrammen abgelesen werden. In der Literatur sind viele Inertisierungsdiagramme veröffentlicht, beispielsweise in Lewis, v. Elbe: „Combustion, Flames and Explosions of Gases”, Academy Pess Inc. New York, London 1961, 2; V. T. Monachov: „Methoden zur Untersuchung der Brandgefährlichkeit von Stoffen”, Staatsverlag der DDR, Berlin 1984, S. 118; W. A. Bondar, W. I. Gorschkow, B. G. Popow, W. N. Werjowkin: „Statische Elektrizität und Brandschutz”, Staatsverlag der DDR, Berlin 1977, S. 106, 161.The minimum possible ratio of extinguishing agent (or inert gas) to additive, in which the mixture remains incombustible at any dilution with air, is called total inerting I tot . It can be determined by checking whether the mixture is combustible in air or it can be read from inerting diagrams. Many inertization diagrams have been published in the literature, for example in Lewis, v. Chem. Elbe: "Combustion, Flames and Explosions of Gases", Academy Pess Inc. New York, London 1961, 2; VT Monachov: "Methods for investigating the fire hazard of substances", Staatsverlag der DDR, Berlin 1984, p. 118; WA Bondar, WI Gorschkow, BG Popov, VN Werjowkin: "Static Electricity and Fire Protection", State Publishing House of the GDR, Berlin 1977, p. 106, 161.
Eine Explosion findet nicht statt bzw. das Mittel ist unbrennbar, wenn die Konzentrationen nicht im Explosionsbereich liegen und diesen auch bei Verdünnung mit Luft nicht schneiden. Der Grenzfall der totalen Inertisierung liegt vor, wenn die Linie des Verdünnungsprozesses die Linie des Explosionsbereichs gerade berührt. Beim Berührungspunkt lassen sich im Inertisierungsdiagramm die Zusatzkonzentration und die Löschmittel- bzw. Inertgaskonzentration ablesen und ins Verhältnis setzen.An explosion does not take place or the agent is incombustible if the concentrations are not within the explosive range and do not cut it even when diluted with air. The limiting case of total inertization is when the line of the dilution process just touches the line of the blast area. At the point of contact, the additional concentration and the extinguishing agent or inert gas concentration can be read off and put into relation in the inertisation diagram.
Teilweise sind die Konzentrationen der totalen Inertisierung auch als solche veröffentlicht. Allerdings unterscheiden sich diese Angaben von der exakten Bestimmung über das Inertisierungsdiagramm, da – je nach Autor – unterschiedlich hohe Sicherheitsfaktoren eingerechnet werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist die „totale Inertisierung Itot” exakt aus dem Inertisierungsdiagramm zu bestimmen.In part, the concentrations of total inertization are also published as such. However, this information differs from the exact determination on the inertization diagram, since - depending on the author - different high safety factors are included. In the context of the present invention, the "total inerting I tot " is to be determined exactly from the inertization diagram.
In Tabelle 1 sind für einige Stoffe die bei totaler Inertisierung sicher zu überschreitenden Grenzwerte für die Inertisierung brennbarer Gase und Dämpfe bei 1 bar Gesamtdruck (Literaturwerte) angegeben. (Quelle: Technische Regeln für Betriebssicherheit TRBS 2152 Teil 2, Technische Regeln für Gefahrstoffe TRGS 722, „Vermeidung oder Einschränkung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre (Ausgabe 08/2006). In diesen Werten ist bereits ein Sicherheitsfaktor berücksichtigt.
Damit ergibt sich aus den Literaturwerten, die einen Sicherheitsfaktor beinhalten, als Maximalkonzentration des Zusatzes in dem das betreffende Inertgas CO2 und N2 enthaltenden Mittel: Thus, from the literature values which include a safety factor, the maximum concentration of the additive in the agent containing the relevant inert gas CO 2 and N 2 results:
II. Bestimmung des Sauerstoffindexes (OI) verschiedener BrandstoffeII. Determination of the oxygen index (OI) of various fires
Die Prüfung der gasförmigen Löschmittel erfolgte in einem senkrechten Glasrohr, durch das ein Löschmittel-Luft-Gemisch strömt. Die Prüfung erfolgte in Anlehnung an DIN EN ISO 4589 und ASTM D 2863-06a (Bestimmung des Sauerstoffindexes).The gaseous extinguishing agent was tested in a vertical glass tube through which an extinguishing agent-air mixture flows. The test was carried out in accordance with DIN EN ISO 4589 and ASTM D 2863-06a (determination of the oxygen index).
Als brennbare Stoffe dienten anorganische und organische gasförmige, flüssige und feste Brandstoffe. Die Flüssigkeiten waren in einem kleinen Becher mit einem Durchmesser von 10 mm in der Mitte des Rohres untergebracht. Durch einen Docht gelangten die Stoffe in Kontakt mit dem Umgebungsgas.As combustible substances were inorganic and organic gaseous, liquid and solid fires. The liquids were placed in a small 10 mm diameter cup in the middle of the tube. Through a wick, the substances came in contact with the surrounding gas.
Ist die Konzentration des Gases zeitlich konstant, erfolgt die Zündung der Dämpfe am Docht mittels eines elektrischen Zünders oder einer Wasserstoffflamme.If the concentration of the gas is constant over time, the ignition of the vapors takes place at the wick by means of an electric igniter or a hydrogen flame.
Die zu prüfenden Gase werden durch ein gebogenes Glasrohr in das senkrechte Glasrohr eingeführt.The gases to be tested are introduced through a bent glass tube into the vertical glass tube.
Die Feststoffe wurden in Form einer Schüttung (beim roten Phosphor) oder in Form einer Kerze (beim Schwefel) in der Mitte des Rohres positioniert.The solids were positioned in the form of a bed (in the case of the red phosphor) or in the form of a candle (in the case of sulfur) in the middle of the tube.
In Abhängigkeit von der eingestellten Löschmittelkonzentration verlöscht die Flamme am Docht nach einiger Zeit wieder. Die Löschmittelkonzentrationen, die bestimmte gleiche Brandzeiten bewirken, werden als Löschkonzentrationen definiert. Die daraus umgerechnete Sauerstoffkonzentration ist der Sauerstoffindex.Depending on the set extinguishing agent concentration, the flame extinguishes again on the wick after some time. The extinguishing agent concentrations that cause certain identical burn times are defined as extinguishing concentrations. The converted oxygen concentration is the oxygen index.
Durchführungexecution
Nachfolgend wird die Durchführung am Beispiel Kohlendioxid mit Zusatz Propan näher beschrieben.The implementation is described in more detail below using the example of carbon dioxide with the addition of propane.
Die Durchführung erfolgte in der Sauerstoff-Index-Apparatur (Gesamtvolumenstrom = 0,1473 l/s)
unter Zusatz von Kohlendioxidoder
unter Zusatz von Kohlendioxid und Propan The procedure was carried out in the oxygen index apparatus (total volume flow = 0.1473 l / s)
with the addition of carbon dioxide or
with the addition of carbon dioxide and propane
Die Gasflüsse wurden mit Hilfe von Rotametern eingestellt.The gas flows were adjusted by means of rotameters.
Für die Flüssigkeiten wurde die Dochtmethode angewandt. Die Entzündung erfolgte mittels Wasserstoff-Flamme.The wick method was used for the liquids. The ignition took place by means of a hydrogen flame.
Die Gase wurden mit Hilfe einer gebogenen Düse aus Glasrohr (innerer Durchmesser 4 mm) so in die Apparatur eingeleitet, dass die Flammengröße 2–3 cm betrug. Propan wurde mittels Wasserstoffflamme gezündet. Die Zündung des Wasserstoffs erfolgte bei erhöhtem Gasfluss mit einem Gasanzünder oberhalb der Messröhre (Raumluft). Nach der Zündung wurde die Flamme dann sofort auf 2–3 cm heruntergeregelt.The gases were introduced into the apparatus with the aid of a curved glass tube nozzle (inner diameter 4 mm) so that the flame size was 2-3 cm. Propane was ignited by hydrogen flame. The ignition of the hydrogen was carried out at elevated gas flow with a gas lighter above the gauge (room air). After ignition, the flame was then immediately reduced down to 2-3 cm.
Die Feststoffe wurden in einem Metallbecher auf einem Podest aus Edelstahl in die Apparatur hineingestellt. Aus dem Schwefelpulver wurde hierzu zunächst eine Schwefelkerze mit Docht gegossen. Der rote Phosphor wurde direkt als Pulverschüttung in den Metallbecher gefüllt und die Oxidschicht zwischendurch mit einem Draht aufgelockert.The solids were placed in a metal cup on a stainless steel pedestal in the apparatus. For this purpose, a sulfur candle with wick was first cast from the sulfur powder. The red phosphorus was filled directly into the metal cup as a powder bed and the oxide layer was loosened with a wire in between.
Die Zündung erfolgte mittels Wasserstoff-Flamme.Ignition was by means of a hydrogen flame.
BerechnungsgrundlagenCalculation basis
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- V .V.
- – Volumenstrom [ls–2]- volume flow [ls -2 ]
- V .Z V. Z
- – Volumenstrom des Zusatzes [ls–1]- Volume flow of the additive [ls -1 ]
- V .ges. V. ges.
- – Gesamtvolumenstrom [ls–1]- total volume flow [ls -1 ]
Für Kohlenstoffdioxid als Löschmittel gilt dann außerdem For carbon dioxide as an extinguishing agent then also applies
Der Sauerstoffindex (OI) ist der Volumenanteil Sauerstoff am Gesamtvolumenstrom, bei dem die Flamme möglichst genau 3 Minuten brennt.The oxygen index (OI) is the volume fraction of oxygen in the total volume flow at which the flame burns as accurately as possible for 3 minutes.
Für Stickstoff als Löschmittel gilt dann außerdem For nitrogen as extinguishing agent then also applies
III. AusführungsbeispieleIII. embodiments
a) Vergleich des Löscheffekts verschiedener Brandstoffe bei Löschung mit Kohlendioxid oder Kohlendioxid mit Zusatz von Propan (C3H8) a) Comparison of the extinguishing effect of various fires when extinguished with carbon dioxide or carbon dioxide with the addition of propane (C 3 H 8 )
b) Vergleich des Löscheffekts verschiedener Brandstoffe bei Löschung mit Stickstoff oder Stickstoff mit Zusatz von Propan (C3H8) oder Ethen. b) Comparison of the extinguishing effect of various fires when extinguished with nitrogen or nitrogen with the addition of propane (C 3 H 8 ) or ethene.
Die Messungen zeigen eine deutliche Zunahme des Sauerstoffindexes OI beim Zusatz von Kohlenwasserstoffen für die Brandstoffe Natrium, Schwefelkohlenstoff, Schwefel, Phosphor (rot) und Wasserstoff.The measurements show a significant increase in the oxygen index OI when adding hydrocarbons for the fuels sodium, carbon disulfide, sulfur, phosphorus (red) and hydrogen.
Claims (11)
Priority Applications (1)
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