RU2022953C1

RU2022953C1 - Exothermic mixture for heating devices

Info

Publication number: RU2022953C1
Authority: RU
Inventors: З.Э. Асматуллов; В.В. Просянюк; И.С. Суворов; И.М. Емельянова; Т.И. Васендина; Г.Е. Кириллов
Original assignee: Научно-исследовательский институт прикладной химии
Priority date: 1991-05-17
Filing date: 1991-05-17
Publication date: 1994-11-15

Abstract

FIELD: heating equipment. SUBSTANCE: exothermic mixture comprises the following ingredients, % by weight: potassium nitrate 3- 10; sodium carboxymethyl/ methyl cellulose or crude lignosulfonate 3-10 and coal for the balance. Alternatively, the mixture may include glycerol 1-3 and potassium perchlorate 2-5. The exothermic mixture is prepared by conventional methods. EFFECT: improved quality. 2 tbl

Description

Изобретение относится к пиротехническим нагревательным составам и предназначено для обогрева сливной арматуры железнодорожных цистерн с целью уменьшения времени выгрузки, а также для подогрева пищи, воды, обогрева палаток, укрытий и т.п. в условиях отсутствия электрической и других видов энергии. The invention relates to pyrotechnic heating compositions and is intended for heating the drain valves of railway tanks in order to reduce unloading time, as well as for heating food, water, heating tents, shelters, etc. in the absence of electrical and other types of energy.

Известные термитные, нагревательные и т.п. составы имеют высокую температуру горения и малое время тепловыделения, их удельная теплота сгорания как правило не превышает 1 ккал/г. Known thermite, heating, etc. the compositions have a high combustion temperature and a short heat release time, their specific heat of combustion as a rule does not exceed 1 kcal / g.

Известны составы для одноразовых горелок с температурой поверхности до 40. ..60^оС [1 и 2], содержащие уголь, соль и другие компоненты. Несмотря на отсутствие пламени, эти устройства обеспечивают незначительную интенсивность нагрева.Known compositions for disposable burners with a surface temperature of up to 40. ..60 ^о С [1 and 2], containing coal, salt and other components. Despite the absence of flame, these devices provide low heating intensity.

Известен также состав для обогрева металлических отливок, содержащий 60-65% угля или кокса, 10-15% песка или шамота, 15-20% декстрина и 0,5-5% железной окалины. Основными недостатками состава являются неспособность к самостоятельному горению при отрицательной и комнатной температуре, трудная воспламеняемость. Also known is a composition for heating metal castings containing 60-65% coal or coke, 10-15% sand or fireclay, 15-20% dextrin and 0.5-5% iron oxide. The main disadvantages of the composition are the inability to burn independently at negative and room temperature, difficult flammability.

Прототипом состава является экзотермический состав, известный по книге Г. М. Жабровой "Тепло без пламени". Л., 1945. Он содержит 5% нитрата калия, 0,5% перманганата калия или двуокиси марганца, 8% крахмала и уголь - остальное. Этот состав не безопасен при применении, так как шлаки его содержат токсичные соединения марганца. Последнее затрудняет утилизацию шлаков. Особую остроту приобретает эта проблема для крупных зарядов. Кроме того, сгорание заряда сопровождается обильным форсовым искрением, что повышает пожарную опасность применения состава. The prototype of the composition is an exothermic composition, known from the book of G. M. Zhabrova "Heat without flame." L., 1945. It contains 5% potassium nitrate, 0.5% potassium permanganate or manganese dioxide, 8% starch and coal - the rest. This composition is not safe to use, since its slags contain toxic manganese compounds. The latter complicates the disposal of slag. This problem is especially acute for large charges. In addition, the charge is accompanied by abundant force sparking, which increases the fire hazard of the composition.

Целью изобретения является повышение безопасности применения состава за счет исключения токсичных веществ в шлаках и уменьшения (исключения) искрения. The aim of the invention is to increase the safety of the composition by eliminating toxic substances in slag and reducing (eliminating) sparking.

Это достигается тем, что состав, включающий уголь, нитрат калия и водорастворимое связующее, в качестве водорастворимого связующего содержит или натрий-карбоксиметилцеллюлозу (НКМЦ), или метилцеллюлозу (МЦ), или лигносульфонат технический (ЛСТ). Безопасность применения обеспечена при следующем соотношении компонентов, мас,%: Нитрат калия 3...10% НКМЦ, или МЦ, или ЛСТ 3...10% Уголь Остальное
С целью полного устранения искр, дыма и неприятного запаха состав дополнительно содержит глицерин в количестве 1...3% и калий хлорнокислый в количестве 2...5%. При содержании водорастворимых связующих менее 3% наблюдается неустойчивое тепловыделение, обусловленное нестабильностью структуры состава. Если связующих более 10%, то процесс горения протекает с недостаточной полнотой, что выражается в проявлении дыма и неравномерности выделения тепла во времени. При содержании нитрата калия менее 3% горение становится неустойчивым и возможно затухание. Введение окислителя более 10% снижает теплотворную способность состава, горение сопровождается выбросом искр, особенно в период разгорания. Глицерин в количествах менее 1% не устраняет эффект искрения. Если его будет более %, то состав не технологичен и физически не стабилен - происходит эксудация при хранении. Хлорат калия в количестве до 2% не оказывает заметного влияния на характер горения состава. Добавка более 5% снижает время тепловыделения, вызывает искрение состава, что повышает пожарную опасность состава.This is achieved by the fact that a composition comprising coal, potassium nitrate and a water-soluble binder, as a water-soluble binder contains either sodium carboxymethyl cellulose (NCCM), or methyl cellulose (MC), or technical lignosulfonate (LST). The safety of use is ensured in the following ratio of components, wt,%: Potassium nitrate 3 ... 10% NKMTS, or MC, or LST 3 ... 10% Coal
In order to completely eliminate sparks, smoke and unpleasant odors, the composition additionally contains glycerin in an amount of 1 ... 3% and potassium perchloride in an amount of 2 ... 5%. When the content of water-soluble binders is less than 3%, an unstable heat release is observed due to the instability of the structure of the composition. If the binder is more than 10%, then the combustion process proceeds with insufficient completeness, which is manifested in the manifestation of smoke and uneven heat generation over time. When the content of potassium nitrate is less than 3%, combustion becomes unstable and attenuation is possible. The introduction of an oxidizing agent of more than 10% reduces the calorific value of the composition, combustion is accompanied by the release of sparks, especially during the period of ignition. Glycerin in amounts of less than 1% does not eliminate the effect of sparking. If it is more than%, then the composition is not technologically advanced and physically unstable - exudation occurs during storage. Potassium chlorate in an amount of up to 2% does not significantly affect the nature of the combustion of the composition. An additive of more than 5% reduces the heat release time, causes sparking of the composition, which increases the fire hazard of the composition.

Примеры конкретного выполнения приведены на серийных компонентах: уголь ОСТ В84-2281-86, ГОСТ 6217-74, ГОСТ 8703-74; нитрат калия ГОСТ 19790-74, НКМЦ ОСТ 6-05-386-80; МЦ ТУ 6-05-1857-78; ЛСТ ТУ 13-0281-036-05-89; глицерин ГОСТ 6824-76; хлорат калия ГОСТ 2713-74. Examples of specific performance are given on serial components: coal OST V84-2281-86, GOST 6217-74, GOST 8703-74; potassium nitrate GOST 19790-74, NKMTS OST 6-05-386-80; MC TU 6-05-1857-78; LST TU 13-0281-036-05-89; glycerin GOST 6824-76; potassium chlorate GOST 2713-74.

Уголь, нитрат калия и хлорат калия применяли в виде порошков, НЦМЦ, МЦ и ЛСТ - в виде водных растворов с концентрацией от 5 до 20% по массе. Составы готовят по технологии, принятой в пиротехническом производстве, на смесителях для лаковых составов. Приготовленные составы можно перерабатывать в заряды необходимой формы и размеров по известной технологии глухого и проходного прессования, экструзией и т.п., т.е. использование состава не требует разработки нового оборудования и переоснащения существующих производств. Coal, potassium nitrate and potassium chlorate were used in the form of powders, NCMC, MC and LST - in the form of aqueous solutions with a concentration of 5 to 20% by weight. The compositions are prepared according to the technology adopted in the pyrotechnic production, on mixers for varnish compositions. The prepared compositions can be processed into charges of the required shape and size according to the known technology of deaf and continuous pressing, extrusion, etc., i.e. the use of the composition does not require the development of new equipment and the re-equipment of existing industries.

Соотношение компонентов в образцах заявленного состава и прототипа дано в табл. 1. The ratio of components in samples of the claimed composition and prototype is given in table. 1.

Характеристики предлагаемого состава и прототипа приведены в табл. 2. The characteristics of the proposed composition and prototype are given in table. 2.

Предлагаемый состав в виде зерен и таблеток (шашек) надежно воспламеняется от серийных средств воспламенения (включая бытовые спички, пламя зажигалки и т.п.), безопасен в обращении и применении. Горение передается в массивных прессованных зарядах, в насыпном виде (как в виде гранул, так и порошка) при начальной температуре от минус 40 до +60^оС и выше.The proposed composition in the form of grains and tablets (checkers) is reliably ignited by serial means of ignition (including household matches, lighter flames, etc.), is safe to handle and use. Combustion is transmitted in massive pressed charges, in bulk (both in the form of granules and powder) at an initial temperature of minus 40 to +60 ^о С and higher.

Состав не образует при сгорании экологически вредных продуктов, содержание токсичных летучих (типа СO), не превышает ПДК в воздухе промышленных зданий, шлаки можно использовать в виде минеральных удобрений. Кроме того, состав не содержит пищевых продуктов. The composition does not form during the combustion of environmentally harmful products, the content of toxic volatile (CO type) does not exceed the MPC in the air of industrial buildings, slag can be used in the form of mineral fertilizers. In addition, the composition does not contain food products.

Известный ранее комплекс характеристик зарядов для нагревательных устройств, обеспечивающий их надежное функционирование, обусловлен предлагаемым соотношением компонентов, которые имеют широкую сырьевую и промышленную базу, находят применение в военной и мирной пиротехнике, строительстве и других отраслях. The previously known set of characteristics of charges for heating devices, ensuring their reliable operation, is due to the proposed ratio of components that have a wide raw material and industrial base, are used in military and peaceful pyrotechnics, construction and other industries.

Claims

1. EXOTERMIC COMPOSITION FOR HEATING DEVICES, including coal, potassium nitrate and a water-soluble binder, characterized in that, in order to increase the safety of use by eliminating toxic substances in slag and reduce sparking, it contains sodium carboxymethyl cellulose, or methyl cellulose, or methyl cellulose technical lignosulfonate in the following ratio of components, wt.%:
Potassium Nitrate 3 - 10
Sodium carboxymethyl cellulose, or methyl cellulose, or technical lignosulfonate 3 - 10
Coal Else
2. The composition according to claim 1, characterized in that, in order to eliminate sparks, smoke and unpleasant odors, it additionally contains 1 to 3% glycerol and 2 to 5% potassium perchlorate.