RU2062194C1 - Composition of gas-free thermite fuel - Google Patents
Composition of gas-free thermite fuel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2062194C1 RU2062194C1 RU94023026A RU94023026A RU2062194C1 RU 2062194 C1 RU2062194 C1 RU 2062194C1 RU 94023026 A RU94023026 A RU 94023026A RU 94023026 A RU94023026 A RU 94023026A RU 2062194 C1 RU2062194 C1 RU 2062194C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- thermite
- composition
- during burning
- aluminum
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к экологически чистому термитному топливу, не потребляющему при горении кислород и не выделяющему при горении газообразных и твердых выбросов, и предназначено в качестве топлива для отопления помещений в случае аварии в отопительной сети или отсутствия последней, а также для получения электрической энергии в специальных объектах. The invention relates to a power system, in particular to environmentally friendly thermite fuel that does not consume oxygen during combustion and does not emit gaseous and solid emissions during combustion, and is intended as fuel for heating rooms in the event of an accident in the heating network or the absence of the latter, as well as for electrical energy in special facilities.
К термитному топливу предъявляются следующие требования:
1. максимально возможное тепловыделение с единицы объема;
2. сохранение формы и размеров при горении термитного топливного элемента, состоящего из 10 термитных шашек, высота каждой составляет 40-50 мм;
3. отсутствие газообразных и твердых выбросов при горении;
4. выход на стационарный режим горения термитного топливного элемента должен составлять не более 10 с;
5. термитный элемент не должен разрушаться при падении образующей на бетонный пол с высоты 1 м;
6. термитное топливо должно сохранять свойства и форму в течение 10 лет при хранении в помещении при температуре от 5 до 35oC и относительной влажности 80% (оценить этот параметр позволяет методика испытаний при повышенных температурах форсированное старение).The following requirements apply to thermite fuel:
1. the maximum possible heat dissipation per unit volume;
2. maintaining the shape and size when burning a thermite fuel cell, consisting of 10 termite blocks, each height is 40-50 mm;
3. lack of gaseous and solid emissions during combustion;
4. The exit to the stationary combustion regime of a thermite fuel cell should be no more than 10 s;
5. the termite element should not collapse when the generatrix falls onto the concrete floor from a height of 1 m;
6. termite fuel must retain its properties and shape for 10 years when stored indoors at a temperature of 5 to 35 o C and a relative humidity of 80% (this parameter can be evaluated by the forced aging test procedure at elevated temperatures).
Известен состав термитной смеси, содержащей железную окалину, порошок магния, натриевое жидкое стекло и политетрафторэтилен. The known composition of the thermite mixture containing iron oxide, magnesium powder, sodium liquid glass and polytetrafluoroethylene.
Недостатком состава является изменение формы при горении, невозможность получения прочного топливного элемента в виде шашки высотой 40-50 мм и внешним диаметром 80 мм, который сохранял бы форму и размеры при горении и хранении, а также образование продуктов сгорания органического связующего (политетрафторэтилена). The disadvantage of this composition is a change in shape during combustion, the inability to obtain a durable fuel cell in the form of a checker 40-50 mm high and an external diameter of 80 mm, which would retain its shape and dimensions during combustion and storage, as well as the formation of combustion products of an organic binder (polytetrafluoroethylene).
Наиболее близким к изобретению по составу является алюминиевый термит, содержащий следующие компоненты, мас. алюминий 20-22; окись-закись железа 60-63, окись алюминия 15-20 (авт.св. СССР N475234, МКИ В 23 К 23/00, В 23 К 19/00, 1975 /2/ прототип). Closest to the invention in composition is an aluminum termite containing the following components, wt. aluminum 20-22; iron oxide 60-63, aluminum oxide 15-20 (ed. St. USSR N475234, MKI 23 K 23/00, 23 K 19/00, 1975/2 / prototype).
К недостаткам состава-прототипа можно отнести то, что отсутствие связующего и недостаточное количество оксида алюминия приводят к тому, что топливный элемент разрушается при падении образующей на бетонный пол с высоты 1 м и не сохраняет формы и размеры при горении термитного элемента высотой 40-50 см, состоящего из 10 термитных шашек. The disadvantages of the prototype composition include the fact that the absence of a binder and an insufficient amount of aluminum oxide leads to the fact that the fuel cell collapses when the generatrix falls onto the concrete floor from a height of 1 m and does not retain the shape and size when burning a termite element with a height of 40-50 cm consisting of 10 termite checkers.
Задачей предполагаемого изобретения является повышение прочности термитного элемента и сохранение формы и размеров термитного элемента высотой 40-50 см при горении при достаточном тепловыделении с единицы объема и обеспечение отсутствия газообразных и твердых выбросов. The objective of the proposed invention is to increase the strength of the termite element and preserve the shape and size of the termite element with a height of 40-50 cm when burning with sufficient heat from a unit volume and ensuring the absence of gaseous and solid emissions.
Сущность заявляемого состава термитного топлива заключается в том, что в алюминиевый термит, содержащий алюминий, окись-закись железа, окись алюминия, дополнительно вводят металлофосфоросодержащее связующее при выбранном соотношении входящих в его состав компонентов (в мас.). The essence of the claimed composition of termite fuel is that in an aluminum termite containing aluminum, iron oxide, aluminum oxide, an additional metal-phosphorus-containing binder is added at a selected ratio of its constituent components (in wt.).
Использование в термитном составе металлофосфоросодержащего связующего совместно с порошком алюминия, железной окалиной (окись-закись железа) и глиноземом (окись алюминия) при выбранном соотношении компонентов придает ему новые свойства, а именно приводит к отверждению смеси, следствием чего является повышение прочности термитного элемента и сохранение формы и размеров при горении. The use of a metal-phosphorus-containing binder in the thermite composition together with aluminum powder, iron oxide (iron oxide) and alumina (aluminum oxide) at a selected ratio of components gives it new properties, namely, leads to curing of the mixture, which leads to an increase in the strength of the termite element and preservation shape and size when burning.
Механизм отверждения можно описать следующим образом: кислотно-основное взаимодействие алюминия и оксида алюминия с фосфорной кислотой, входящей в состав связующего; удаление свободной воды, концентрирование связки; образование водородных связей в системе связка-термитное топливо; термическая поликонденсация связки, приводящая к образованию полимерных гомологов с различной степенью поликонденсации; взаимодействие образовавшихся продуктов поликонденсации с активным заполнителем; разрушение ветвистой структуры фосфатов с образованием конечных мономерных продуктов реакции в виде различных форм ортофосфата алюминия. При температурах горения термитного топлива 1800-1900oC половина образующихся фосфатов алюминия разлагается с образованием оксида фосфора (V), который взаимодействует с специально введенным в рецептуру термитного топлива избыточным количеством алюминия. Алюминий восстанавливает оксид фосфора (V) до фосфора. Восстановленный фосфор хорошо растворяется в железе с образованием термически стойких фосфидов, имеющих температуру разложения 2200oC.The curing mechanism can be described as follows: the acid-base interaction of aluminum and aluminum oxide with phosphoric acid, which is part of the binder; removal of free water, concentration of the ligament; hydrogen bonding in a bonded-thermite fuel system; thermal polycondensation of the binder, leading to the formation of polymer homologs with varying degrees of polycondensation; the interaction of the resulting polycondensation products with an active filler; the destruction of the branch structure of phosphates with the formation of the final monomeric reaction products in the form of various forms of aluminum orthophosphate. At the combustion temperatures of the thermite fuel 1800-1900 o C, half of the formed aluminum phosphates decomposes with the formation of phosphorus oxide (V), which interacts with excess aluminum specially introduced into the formulation of thermite fuel. Aluminum reduces phosphorus (V) oxide to phosphorus. Reduced phosphorus is well soluble in iron with the formation of thermally stable phosphides having a decomposition temperature of 2200 o C.
В качестве металлофосфатного связующего можно использовать:
-алюмохромфосфатное АХФС ТУ-6-18-166-83 состава (мас.): алюминия в пересчете на оксид алюминия 6,5-9,0; хрома в пересчете на оксид хрома 3,5-4,5; соединений фосфора в пересчете на оксид фосфора (V) 35-39;
-магнийалюмофосфатное состава (мас. ): алюминия в пересчете на оксид алюминия 4,6-6,0; магния в пересчете на оксид магния 4,5-5,5; соединений фосфора в пересчете на оксид (V) 38-41;
-алюмофосфатное состава (мас.): алюминия в пересчете на оксид алюминия 6,0-9,5; соединений фосфора в пересчете на оксид фосфора (V) 30-47;
-боралюмофосфатное состава (мас.): алюминия в пересчете на оксид алюминия 6,0-9,5; соединений фосфора в пересчете на оксид фосфора (V) 30-47; соединений бора в пересчете на оксид бора 0,8-1,0.As metallophosphate binder, you can use:
-alumochromophosphate AHFS TU-6-18-166-83 composition (wt.): aluminum in terms of aluminum oxide 6.5-9.0; chromium in terms of chromium oxide 3.5-4.5; phosphorus compounds in terms of phosphorus oxide (V) 35-39;
- magnesium-aluminum phosphate composition (wt.): aluminum in terms of aluminum oxide 4.6-6.0; magnesium in terms of magnesium oxide 4.5-5.5; phosphorus compounds in terms of oxide (V) 38-41;
-aluminophosphate composition (wt.): aluminum in terms of alumina 6.0-9.5; phosphorus compounds in terms of phosphorus oxide (V) 30-47;
-boralumophosphate composition (wt.): aluminum in terms of alumina 6.0-9.5; phosphorus compounds in terms of phosphorus oxide (V) 30-47; boron compounds in terms of boron oxide 0.8-1.0.
Термитный состав используется в качестве экологически чистого топлива с температурой горения до 1800oC. В теплогенераторе термитное топливо применяется в форме шашек различного размера в зависимости от конструкции теплогенератора. Основным требованием в составу является сохранение формы при горении, так как если происходит растекание образовавшихся шлаков, то затрудняется использование теплогенератора. Конструкция теплогенератора рассчитана на определенную конфигурацию термитного топливного элемента.The termite composition is used as an environmentally friendly fuel with a combustion temperature of up to 1800 o C. In the heat generator, thermite fuel is used in the form of checkers of various sizes depending on the design of the heat generator. The main requirement in the composition is the preservation of shape during combustion, since if the spreading of the resulting slag occurs, it is difficult to use a heat generator. The design of the heat generator is designed for a specific configuration of a thermite fuel cell.
Отработанное термитное топливо состоящее из оксида алюминия, железа с небольшим количествами фосфидов железа и оксидов железа можно использовать после предварительного измельчения в качестве компонентов для получения огнеупоров и жаропрочных бетонов. Spent thermite fuel consisting of aluminum oxide, iron with small amounts of iron phosphides and iron oxides can be used after preliminary grinding as components for refractories and heat-resistant concrete.
Результаты сравнительных испытаний предлагаемого состава (табл.1) и состава-прототипа, проведенных в лабораторных условиях, представлены в табл. 2. Характеристики составов определялись по разработанным и утвержденным в отрасли методикам. The results of comparative tests of the proposed composition (table 1) and the composition of the prototype, carried out in laboratory conditions, are presented in table. 2. The characteristics of the compositions were determined according to methods developed and approved in the industry.
Снижение содержания в термитном составе металлофосфатного связующего приводит к тому, что при горении термитного элемента, состоящего из 10 термитных шашек, форма элемента не сохраняется (шашки расплываются). The decrease in the content in the termite composition of the metal phosphate binder leads to the fact that during the burning of the termite element, consisting of 10 termite blocks, the shape of the element is not preserved (the blocks are blurred).
Следствием увеличения концентрации металлофосфатного связующего является повышение времени зажигания до 13-15 c, которое не должно превышать 10 с. The consequence of the increase in the concentration of the metal phosphate binder is an increase in the ignition time to 13-15 s, which should not exceed 10 s.
Увеличение содержания глинозема по сравнению с прототипом приводит к тому, что снижается температура горения и топливный элемент при горении сохраняет форму и размеры. ТТТ1 The increase in the content of alumina compared with the prototype leads to the fact that the combustion temperature is reduced and the fuel cell retains its shape and size during combustion. TTT1
Claims (1)
Железная окалина 40-45
Глинозем 30-35
Металлофосфатное связующее 7-10Aluminum Powder 15-17
Iron oxide 40-45
Alumina 30-35
Metallophosphate binder 7-10
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94023026A RU2062194C1 (en) | 1994-06-15 | 1994-06-15 | Composition of gas-free thermite fuel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94023026A RU2062194C1 (en) | 1994-06-15 | 1994-06-15 | Composition of gas-free thermite fuel |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94023026A RU94023026A (en) | 1996-02-20 |
RU2062194C1 true RU2062194C1 (en) | 1996-06-20 |
Family
ID=20157350
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94023026A RU2062194C1 (en) | 1994-06-15 | 1994-06-15 | Composition of gas-free thermite fuel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2062194C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2461608C1 (en) * | 2011-06-03 | 2012-09-20 | Ибрагим Мусаевич Абачараев | Metallothermic fuel |
WO2014090633A1 (en) | 2012-12-13 | 2014-06-19 | Wintershall Holding GmbH | Device and method for stimulating and cleaning a fluid-charged bore hole |
US9856725B2 (en) | 2012-12-13 | 2018-01-02 | Elektro-Thermit Gmbh & Co. Kg | Device and method for well stimulation |
-
1994
- 1994-06-15 RU RU94023026A patent/RU2062194C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1779514, кл. В23 К 23/00, 07.12.92. Авторское свидетельство СССР N 475234, кл. В23 К 23/00, 30.06.75. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2461608C1 (en) * | 2011-06-03 | 2012-09-20 | Ибрагим Мусаевич Абачараев | Metallothermic fuel |
WO2014090633A1 (en) | 2012-12-13 | 2014-06-19 | Wintershall Holding GmbH | Device and method for stimulating and cleaning a fluid-charged bore hole |
US9856725B2 (en) | 2012-12-13 | 2018-01-02 | Elektro-Thermit Gmbh & Co. Kg | Device and method for well stimulation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4562735B2 (en) | Manual fire extinguisher | |
US5522320A (en) | Low-toxicity obscuring smoke formulation | |
NO318285B1 (en) | Fire extinguishing method and apparatus | |
CN113350730B (en) | Lithium ion battery extinguishing agent and preparation method and application thereof | |
Montaudo et al. | Intumescent flame retardants for polymers. II. The polypropylene‐ammonium polyphosphate‐polyurea system | |
RU2062194C1 (en) | Composition of gas-free thermite fuel | |
US4032374A (en) | Cinnamic acid containing pyrotechnic smoke composition | |
US2640770A (en) | Igniting composition and method of preparing same | |
CZ293997B6 (en) | Aerosol-forming extinguishing agent and process for producing thereof | |
KR20010023355A (en) | Infrared tracer for ammunition | |
US4417900A (en) | High temperature solid fire starter | |
RU2060743C1 (en) | Chemical composition for generating dispersed fire extinguishing mixture | |
RU2193429C2 (en) | Ecologically clean short-flame and flameless aerosol-forming compositions for fire extinguishing | |
RU2275951C1 (en) | Aqueous solution for fire quenching | |
US4532261A (en) | Filler system for a non-flammable rigid foam and use of the rigid foam as a building material | |
US6402864B1 (en) | Low slag, reduced hazard, high temperature incendiary | |
EP0968157B1 (en) | Composition for generating smoke | |
US5593485A (en) | Extinguishing compositions and process for producing the same | |
RU2286325C2 (en) | Pyrotechnic composition | |
RU2107524C1 (en) | Aerosol flameless fire-extinguishing compound | |
RU2096056C1 (en) | Blowing agent composition for self-actuated powdered fire extinguisher | |
RU2174852C2 (en) | Starting brick composition usable with isolating respirator devices | |
JP3024834B2 (en) | Igniter | |
CN1189386A (en) | Fire-extinguishing compsn. and its prepn. method | |
KR900003897B1 (en) | Composition of ignition for briquet |