RU2633653C2 - Installation for determining hazard indicators of initiated autoignition of solid dispersed substances and materials - Google Patents

Installation for determining hazard indicators of initiated autoignition of solid dispersed substances and materials Download PDF

Info

Publication number
RU2633653C2
RU2633653C2 RU2016100495A RU2016100495A RU2633653C2 RU 2633653 C2 RU2633653 C2 RU 2633653C2 RU 2016100495 A RU2016100495 A RU 2016100495A RU 2016100495 A RU2016100495 A RU 2016100495A RU 2633653 C2 RU2633653 C2 RU 2633653C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chamber
sample
heating
temperature
initiator
Prior art date
Application number
RU2016100495A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016100495A (en
Inventor
Владимир Александрович Маловечко
Дмитрий Олегович Бурмаков
Михаил Теодозиевич Пелех
Original Assignee
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский университет Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский университет Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий" filed Critical Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский университет Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий"
Priority to RU2016100495A priority Critical patent/RU2633653C2/en
Publication of RU2016100495A publication Critical patent/RU2016100495A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2633653C2 publication Critical patent/RU2633653C2/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/50—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating flash-point; by investigating explosibility
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/56—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating moisture content
    • G01N25/58—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating moisture content by measuring changes of properties of the material due to heat, cold or expansion

Abstract

FIELD: fire safety.
SUBSTANCE: installation is designed to determine the fire and transport hazard indicators of solid dispersed substances and materials prone to initiated self-heating/autoignition and release of flammable and/or toxic gases. It can be used in solving problems of transport safety, in primary and mining industries, where self-ignitable materials (cargoes) are present. At known installations, it is impossible to obtain information on the correlation between the amount of heating, the intensity and volume of gas emission with the concentration of the initiator in the dispersed material. The installation differs from the known inventions in the fact that it uses a multi-chamber thermostat, into the cylindrical reaction chambers of which samples of the test material with different concentration of the self-ignition initiator are placed, the control and measuring automatic chamber thermostatic system ensures that the experiment is performed at a given temperature, the heat losses of the self-heating mass are compensated through the chamber walls and the heating value is measured. In this case, the gas composition in the layer of dispersed material and in the free space of each chamber are monitored. One of the chambers is a control one and is designed for material sample with an initial (safe) concentration of the initiator. All chambers are provided with diametrically located fittings for sampling their atmosphere along the thermally insulated lines containing the trap filter to determine the gas composition by the gas analyser and return it to the chamber by a microcompressor.
EFFECT: ensuring the development of safe technologies for the production, storage and transportation of materials prone to autoignition and their classification as dangerous cargoes.
4 cl, 4 dwg

Description

Установка предназначена для определения показателей пожарной и транспортной опасности твердых дисперсных веществ и материалов, склонных к инициированному самонагреванию/самовозгоранию и выделению горючих и/или токсичных газов, относится к технике испытания, например, опасных грузов для последующей их классификации и назначения мер безопасности при хранении и транспортировке.The installation is designed to determine the fire and transport hazard indicators of solid dispersed substances and materials that are prone to initiated self-heating / spontaneous combustion and the release of combustible and / or toxic gases, relates to testing techniques, for example, dangerous goods for their subsequent classification and safety measures during storage and transportation.

Установка может быть использована в транспортных технологиях для обеспечения безопасности людей, транспортных средств и оборудования при обработке опасных грузов, а также в сырьевой и добывающей промышленности для продукции, склонной к самовозгоранию и выделению горючих и/или токсичных газов.The installation can be used in transport technologies to ensure the safety of people, vehicles and equipment during the processing of dangerous goods, as well as in the raw materials and mining industries for products prone to spontaneous combustion and the release of combustible and / or toxic gases.

Известен способ контроля кинетических параметров процесса теплового самовозгорания различных партий материала (авторское свидетельство SU 1441287, опубликовано 30.11.1988 г.), в котором для анализируемого материала определяют темп охлаждения образца (m), выдерживают образец в изотермической воздушной среде при нескольких значениях температуры окружающей среды (Токр), измеряют максимальные разогревы (ΔT) при различных температурах (Т=Токр+ΔT) в центре образца и по полученным значениям рассчитывают кинетические параметры процесса самовозгорания (E - энергия активации и C - предэкспонент), используя системы уравнений теплового баланса.A known method of controlling the kinetic parameters of the process of thermal spontaneous combustion of various batches of material (copyright certificate SU 1441287, published 11/30/1988), in which for the analyzed material determine the cooling rate of the sample (m), maintain the sample in isothermal air at several ambient temperatures (T env) measured maximum heating (ΔT) at various temperatures (T = T env + ΔT) in the center of the specimen and the obtained values was calculated kinetic parameters of Autoignition process (E - activation energy and C - pre-exponential factor), using heat balance equations.

Известно изобретение «Термостат» (патент РФ №2076350, опубликован 27.03.1997 г.), устройство которого обеспечивает поддержание заданного режима термостатирования при пониженных и при повышенных температурах внешней среды.The invention is known as "Thermostat" (RF patent No. 2076350, published 03/27/1997), the device of which provides the maintenance of a given temperature control mode at low and high ambient temperatures.

Известен также «Двухкамерный термоэлектрический термостат» (патент РФ №2441703, опубликован 10.02.2012 г.), содержащий полупроводниковые термоэлектрические модули, две охлаждаемые камеры и теплообменник, состоящий из радиаторов, обдуваемых воздушным потоком, сформированным вентилятором. Основной технический результат использования такого термостата заключается в получении однородной температуры в камере и увеличении точности ее поддержания, а также в обеспечении автономной работы обеих камер.Also known is the “Two-chamber thermoelectric thermostat” (RF patent No. 2441703, published 02.10.2012), containing semiconductor thermoelectric modules, two chilled chambers and a heat exchanger consisting of radiators blown by an air stream formed by a fan. The main technical result of using such a thermostat is to obtain a uniform temperature in the chamber and increase the accuracy of its maintenance, as well as to ensure the autonomous operation of both chambers.

Прототип изобретения - «Термостат для определения кинетических параметров экзотермических реакций» (авторское свидетельство SU 1706308), который включает герметичный теплоизолированный корпус, реакционную камеру, вентилятор с электрическим приводом для перемещения нагретой газовой среды, обеспечивающей термостатирование в реакционной камере. Внутренняя боковая поверхность полости термостата выполнена в виде замкнутой логарифмической спирали из металлической сетки для равномерного распределения поступающего теплового потока, разделенная перегородкой на зону ввода и стабилизации изотермической среды. Держатель цилиндрической корзины, полностью заполненной образцом дисперсного материала, выполнен в виде штанги. Диаметр корзины равен ее высоте. Реакционная цилиндрическая камера закрыта герметичной крышкой. Воздух или газовая среда с известным содержанием кислорода подсасывается через радиальные отверстия и кольцевой зазор камеры. Корзина закрепляется в держателе на штанге и вводится в реакционную камеру, не соприкасаясь со стенками цилиндра, находясь, таким образом, в воздушной газовой среде при заданной температуре термостатирования.The prototype of the invention is “Thermostat for determining the kinetic parameters of exothermic reactions” (copyright certificate SU 1706308), which includes a sealed thermally insulated body, a reaction chamber, an electric fan for moving a heated gas medium that provides thermostating in the reaction chamber. The inner side surface of the cavity of the thermostat is made in the form of a closed logarithmic spiral of metal mesh for uniform distribution of the incoming heat flux, divided by a partition into the input and stabilization zone of the isothermal medium. The holder of a cylindrical basket, completely filled with a sample of dispersed material, is made in the form of a rod. The diameter of the basket is equal to its height. The reaction cylindrical chamber is closed by a sealed lid. Air or a gaseous medium with a known oxygen content is drawn in through the radial openings and the annular gap of the chamber. The basket is fixed in the holder on the rod and is introduced into the reaction chamber without contacting the walls of the cylinder, thus being in the air gaseous medium at a given temperature of temperature control.

Такая конструкция термостата не позволяет проводить опыты одновременно с несколькими образцами и измерить значения (скорость и величину) разогрева пробы дисперсного материала под влиянием инициатора. Корзина с образцом нагревается тепловым потоком и находится со всех сторон в газовой среде, что не моделирует положение материала (груза) в реальных условиях хранения или транспортировки, например, в трюме судна. Нет возможности определять объем и скорость выделения газов, значение которых, так же как и значения разогрева, зависят от процентного содержания инициатора самовозгорания и характера его распределения в материале. Невозможно также моделирование процесса естественной или принудительной вентиляции свободного пространства трюма или закрытого склада и активного вентилирования слоя груза.This design of the thermostat does not allow experiments to be carried out simultaneously with several samples and to measure the values (speed and value) of heating a sample of dispersed material under the influence of an initiator. The basket with the sample is heated by heat flow and is located on all sides in a gaseous medium, which does not simulate the position of the material (cargo) in actual storage or transportation conditions, for example, in the hold of a vessel. There is no way to determine the volume and rate of gas evolution, the value of which, as well as the values of heating, depend on the percentage of the spontaneous combustion initiator and the nature of its distribution in the material. It is also impossible to simulate the process of natural or forced ventilation of the free space of a hold or a closed warehouse and active ventilation of the cargo layer.

Недостаток известных установок - отсутствие возможности получения сведений о взаимосвязи величины разогрева, интенсивности и объема выделения газов с концентрацией инициатора при его равномерном или точечным распределении в материале (грузе), склонном к самовозгоранию, при заданной температуре термостатирования.A disadvantage of the known installations is the lack of the possibility of obtaining information about the relationship between the heating value, intensity and volume of gas evolution with the initiator concentration with its uniform or point distribution in the material (cargo), prone to spontaneous combustion, at a given temperature thermostating.

Цель изобретения - обеспечение возможности определения влияния взаимосвязанных показателей опасности (концентрация инициатора и его распределение в материале, динамика и величина разогрева, динамика, компонентный состав и объем газовыделения), которые необходимы для классификации твердых дисперсных материалов (сырьевая продукция, сыпучие грузы), на проявление опасных свойств и последующего назначения безопасного технологического режима их хранения и транспортировки.The purpose of the invention is the ability to determine the influence of interrelated hazard indicators (initiator concentration and its distribution in the material, dynamics and amount of heating, dynamics, component composition and volume of gas evolution), which are necessary for the classification of solid dispersed materials (raw materials, bulk cargoes), on the manifestation hazardous properties and the subsequent appointment of a safe technological regime for their storage and transportation.

Для достижения этой цели предлагается использовать установку, которая содержит термостат с несколькими независимыми теплоизолированными камерами. Одна из камер является контрольной - для исходной пробы образца, остальные камеры являются опытными - для образцов с заданной концентрацией инициатора. В камерах предусмотрены теплоизолированные технологические штуцеры, расположенные попарно диаметрально друг против друга. Штуцеры каждой камеры соединены теплоизолированными циркуляционными линиями, в которые включены: фильтр-ловушка (известна) для конденсата и/или пыли газовоздушного потока, затем газоанализатор (известен). Циркуляция газового потока обеспечивается микрокомпрессором (известен). В схему установки включены электронный самописец (известен) для регистрации периода нагрева, периода и температуры термостатирования, изменения температуры в геометрическом центре образца по сигналам соответствующих термопар (известны) и блок управления (известен), который обеспечивает нагрев и поддержания заданных температурных параметров.To achieve this goal, it is proposed to use a unit that contains a thermostat with several independent heat-insulated chambers. One of the chambers is a control one for the initial sample, the other chambers are experimental for samples with a given initiator concentration. The chambers are provided with thermally insulated technological fittings located diametrically opposed to each other in pairs. The fittings of each chamber are connected by heat-insulated circulation lines, which include: a filter trap (known) for condensate and / or dust from the air flow, then a gas analyzer (known). The circulation of the gas stream is provided by a microcompressor (known). An electronic recorder (known) is included in the setup scheme for recording the heating period, thermostating period and temperature, temperature changes in the geometric center of the sample according to the signals of the corresponding thermocouples (known) and a control unit (known), which provides heating and maintaining the set temperature parameters.

Установка (фиг. 1) содержит «многокамерный термостат» 11, который включает «камеру для контрольного образца» и «камеры для опытных образцов». В рабочем режиме термостата установки температуры (контрольного, опытных образцов и температуры термостатирования) фиксируют посредством термопар, сигналы которых регистрирует «электронный самописец» 12. Заданное значение температуры и ее подержание в камере (слое образца) посредством обогрева стенок камер контролирует блок управления термостатом - «Регулятор-регистратор» 13, который снимает показания термодатчиков и выставленных оператором значений, анализируя данные, включает/выключает нагревательные элементы. Газовый состав свободного объема камер и в слое дисперсного образца определяется «газоанализатором» 14. Периодическая прокачка атмосферы по теплоизолированным каналам через технологические штуцеры для анализа газового состава осуществляется «микрокомпрессором» 15. Для очистки анализируемой атмосферы камер от вероятной пылевой и/или жидкостной составляющей используется «фильтр-ловушка» 16.The installation (Fig. 1) contains a "multi-chamber thermostat" 11, which includes a "camera for a control sample" and "camera for prototypes". In the operating mode of the thermostat, the temperature settings (control, prototypes and thermostating temperature) are fixed by means of thermocouples, the signals of which are recorded by the "electronic recorder" 12. The set value of the temperature and its maintenance in the chamber (layer of the sample) by heating the walls of the cameras are controlled by the thermostat control unit - " Regulator-recorder ”13, which takes readings of temperature sensors and values set by the operator, analyzing the data, turns on / off the heating elements. The gas composition of the free volume of the chambers and in the layer of the dispersed sample is determined by the "gas analyzer" 14. Periodic pumping of the atmosphere through the insulated channels through technological fittings for the analysis of the gas composition is carried out by the "microcompressor" 15. To clean the analyzed atmosphere of the chambers from the possible dust and / or liquid component, use " filter trap "16.

Пример двухкамерного исполнения термостата для установки представлен на фиг. 2 - вид сверху, фиг. 3 - фронтальный разрез А-А и фиг. 4 - разрез Б-Б вида сбоку на одну из камер. Камеры цилиндрической формы, третья часть которых - зона свободного пространства и две третьих части - зона заполнения образцом. Реакционная камера 4 является контрольной и предназначена для образца пробы материала без инициатора. Камера 8 предназначена для испытания опытных образцов материалов с транспортной или заданной концентрацией инициатора. На внешней части цилиндрических реакционных камер расположены нагревательные элементы 9 (на фигурах 3 и 4 показаны в виде проволочной намотки как возможный вариант исполнения). Реакционные камеры 4 и 8 с их нагревателями 9 теплоизолированные материалом 10 объединены в корпусе 1. В камерах и соответственно корпусе предусмотрены расположенные попарно напротив друг друга технологические штуцеры 2, 5 для контрольного отбора атмосферы: 2 - из средней части зоны свободного пространства камеры и 5 - из средней части зоны размещения насыпного слоя образца материала (опасного груза). Реакционные камеры закрыты теплоизолированными крышками 3, в каждой из них предусмотрен канал 6 для ввода датчиков контроля температуры испытуемого образца, подключенных к «электронному самописцу» фиг. 1. Через центр донной части реакционных камер введен термодатчик 7 для контроля и поддержания заданных значений температур посредством «Регулятора-регистратора». Точка контроля температуры термодатчиком 7 - геометрический (теплофизический) центр испытуемого образца.An example of a two-chamber design of a thermostat for installation is shown in FIG. 2 is a plan view, FIG. 3 is a frontal section AA and FIG. 4 - section BB side view of one of the cameras. Chambers of a cylindrical shape, the third part of which is the free space zone and two third parts are the sample filling zone. The reaction chamber 4 is a control and is designed for sample material samples without initiator. Chamber 8 is designed to test prototypes of materials with a transport or predetermined initiator concentration. On the outer part of the cylindrical reaction chambers are located heating elements 9 (in figures 3 and 4 are shown in the form of wire winding as a possible embodiment). Reaction chambers 4 and 8 with their heaters 9 thermally insulated with material 10 are combined in the housing 1. The chambers and the housing, respectively, are provided with technological fittings 2, 5 arranged in pairs opposite each other for control selection of the atmosphere: 2 - from the middle part of the free space of the chamber and 5 - from the middle part of the zone of placement of the bulk layer of a sample of material (hazardous cargo). The reaction chambers are closed by thermally insulated covers 3, in each of them a channel 6 is provided for input of temperature control sensors of the test sample connected to the “electronic recorder” of FIG. 1. A temperature sensor 7 was introduced through the center of the bottom of the reaction chambers to control and maintain the set temperature values through the “Regulator-recorder”. The temperature control point with a temperature sensor 7 is the geometric (thermophysical) center of the test sample.

Использование установки для проведения испытаний веществ и материалов осуществляется следующим образом. В реакционную камеру 4 (Фиг. 3) «термостата» (Фиг. 1) загружается образец материала (проба груза), не содержащий инициатора, например влаги. При этом фиксируется масса и объем образца, высота слоя материала и свободного объема камеры. В камеру 8 (Фиг. 3) загружается образец исследуемого материала (проба груза), масса которого с учетом влагосодержания и уровня заполнения должны соответствовать массе и высоте слоя материала в камере 4. Крышки 3 (Фиг. 2) закрываются. Через канал 6 крышек 3 устанавливаются и подключаются к «электронному самописцу» (Фиг. 1) термопары контроля температуры свободного пространства камеры, поверхности и геометрического центра слоя испытуемого образца. Оператор потенциометром «Регулятора-регистратора» (Фиг. 1) устанавливает заданные значения параметров нагрева до температуры термостатирования, которая поддерживается в заданном значении и регистрируется в течение всего периода испытаний на разогрев и газовыделение. Нагреватели 9 не включаются, если опыт проводится при температуре помещения, где находится установка. «Электронным самописцем» (Фиг. 1) регистрируются термограммы, в том числе изменение температуры в геометрическом центре каждого образца, по которым вычисляются: скорость нагрева до температуры термостатирования; период термостатирования; динамика и величина разогрева. В ходе опыта «микрокомпрессором» (Фиг. 1) через технологические штуцеры 2 и 5 (Фиг. 2, 3, 4) по теплоизолированным каналам прокачивается газовая среда, находящаяся в свободном объеме реакционных камер и/или в слое испытуемого образца, в режиме циркуляции. Газовый поток проходит через «фильтр-ловушку» (Фиг. 1) для капельной влаги или частиц пыли, затем через камеру датчика «газоанализатора» (Фиг. 1) и возвращается обратно в реакционные камеры 4 и 8 (Фиг. 3) термостата (Фиг. 2) соответственно. Циркуляция потока сохраняется до получения устойчивых значений концентрации контролируемого газа. Газовый анализ проводится периодически на протяжении всего опыта на разогрев.Using the installation for testing substances and materials is as follows. In the reaction chamber 4 (Fig. 3) of the "thermostat" (Fig. 1) is loaded a sample of material (cargo sample) that does not contain an initiator, for example, moisture. In this case, the mass and volume of the sample, the height of the material layer and the free volume of the chamber are recorded. A sample of the test material (load sample) is loaded into the chamber 8 (Fig. 3), the mass of which, taking into account the moisture content and the level of filling, must correspond to the mass and height of the material layer in the chamber 4. The covers 3 (Fig. 2) are closed. Through the channel 6 of the covers 3 are installed and connected to the "electronic recorder" (Fig. 1) thermocouples to control the temperature of the free space of the chamber, the surface and the geometric center of the layer of the test sample. The operator potentiometer "Regulator-registrar" (Fig. 1) sets the set values of the heating parameters to the temperature of thermostating, which is maintained at the set value and is recorded during the entire test period for heating and gas evolution. Heaters 9 do not turn on if the experiment is carried out at the temperature of the room where the installation is located. “Electronic recorder” (Fig. 1) records thermograms, including temperature changes in the geometric center of each sample, which are used to calculate: the heating rate to the temperature of thermostating; thermostating period; dynamics and amount of heating. During the experiment, a "microcompressor" (Fig. 1) through the technological fittings 2 and 5 (Figs. 2, 3, 4) through the insulated channels, a gas medium is pumped in the free volume of the reaction chambers and / or in the layer of the test sample in the circulation mode . The gas stream passes through a "filter trap" (Fig. 1) for drip moisture or dust particles, then through the chamber of the sensor "gas analyzer" (Fig. 1) and returns to the reaction chambers 4 and 8 (Fig. 3) of the thermostat (Fig. . 2) respectively. The circulation of the flow is maintained until a stable concentration of the controlled gas is obtained. Gas analysis is carried out periodically throughout the entire heating test.

Предложенная конструкция установки позволяет получить следующий технический результат: проводить опыты одновременно с несколькими образцами, определять объем и скорость выделения газов при различных значениях процентного содержания инициатора самовозгорания и характера его распределения в материале, а также моделировать процесс естественной или принудительной вентиляции свободного пространства трюма или закрытого склада и активного вентилирования слоя груза, что обеспечивает возможность определения влияния взаимосвязанных показателей опасности (концентрация инициатора и его распределение в материале, динамика и величина разогрева, динамика, компонентный состав и объем газовыделения), которые необходимы для классификации твердых дисперсных материалов, на проявление опасных свойств и последующего назначения безопасного технологического режима их хранения и транспортировки.The proposed installation design allows to obtain the following technical result: to conduct experiments simultaneously with several samples, to determine the volume and rate of gas evolution at various values of the percentage of spontaneous combustion initiator and the nature of its distribution in the material, as well as to simulate the process of natural or forced ventilation of the free space of a hold or a closed warehouse and active ventilation of the cargo layer, which makes it possible to determine the effect of interconnected hazard indicators (initiator concentration and its distribution in the material, dynamics and amount of heating, dynamics, component composition and gas evolution volume), which are necessary for the classification of solid dispersed materials, for the manifestation of hazardous properties and the subsequent designation of a safe technological regime for their storage and transportation.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема установки.In FIG. 1 shows a schematic diagram of the installation.

На фиг. 2 представлен вид сверху на двухкамерный термостат;In FIG. 2 is a top view of a two-chamber thermostat;

На фиг. 3 представлен фронтальный разрез А-А двухкамерного термостата;In FIG. 3 shows a frontal section AA of a two-chamber thermostat;

На фиг. 4 представлен поперечный разрез Б-Б одной камеры двухкамерного термостата.In FIG. 4 shows a cross section BB of one chamber of a two-chamber thermostat.

Обработка данных об изменении состава атмосферы в свободном объеме реакционной камеры и/или в слое образца дисперсного материала с инициатором, динамики и величины его разогрева относительно контрольного образца без инициатора, полученных в ходе опыта, позволит констатировать наиболее опасную концентрацию инициатора, например влагосодержание, а также влияние его распределения в объеме испытуемого образца. По скорости разогрева и его величине, по скорости снижения концентрации кислорода и его минимального значения, по скорости выделения горючих и/или токсичных газов и максимальных их значений испытуемый твердый дисперсный материал характеризуют как:Processing data on changes in the composition of the atmosphere in the free volume of the reaction chamber and / or in the sample layer of a dispersed material with an initiator, the dynamics and values of its heating relative to a control sample without initiator, obtained during the experiment, will allow us to state the most dangerous initiator concentration, for example, moisture content, and the effect of its distribution in the volume of the test sample. According to the heating rate and its value, according to the rate of decrease in oxygen concentration and its minimum value, according to the rate of emission of combustible and / or toxic gases and their maximum values, the tested solid dispersed material is characterized as:

склонный или нет к самонагреванию/самовозгоранию при увлажнении или взаимодействии с другими инициаторами;prone or not to self-heating / spontaneous combustion when wet or interacting with other initiators;

выделяет или нет горючие и/или токсичные газы при увлажнении или взаимодействии с другими инициаторами.emits combustible and / or toxic gases when wet or interacting with other initiators.

Получение численных значений указанных характеристик (показателей опасности) позволит:Obtaining the numerical values of these characteristics (hazard indicators) will allow:

классифицировать материал как пожароопасный или нет, в условиях хранения и транспортировки в случае контакта с вероятными инициаторами;classify the material as fire hazardous or not, in the conditions of storage and transportation in case of contact with probable initiators;

классифицировать материал как экологически опасный или нет, в условиях хранения и транспортировки в случае контакта с вероятными инициаторами;classify the material as environmentally hazardous or not, in the conditions of storage and transportation in case of contact with probable initiators;

для опасных грузов уточнять подкласс опасности, категорию и степень опасности, касательно грузов класса 4 (Международная классификация) и 9.2 (ГОСТ 19433 - вещества опасные навалом при транспортировке водным транспортом).for dangerous goods, specify the hazard subclass, category and degree of danger for goods of class 4 (International Classification) and 9.2 (GOST 19433 - substances dangerous in bulk during transportation by water).

Наличие уточненной классификации опасных грузов позволит разрабатывать и рекомендовать экономически выгодные, безопасные режимы их хранения и транспортировки на различных видах транспорта. Наличие цифровой информации касательно пожарной и экологической опасности также практически и экономически значима для продукции сырьевой и добывающей промышленности, если эта продукция склонна к самовозгоранию и выделению горючих или токсичных газов при увлажнении или контакте с другими инициаторами.The availability of an updated classification of dangerous goods will allow us to develop and recommend cost-effective, safe modes of their storage and transportation on various modes of transport. The availability of digital information regarding fire and environmental hazards is also practically and economically significant for products of the raw materials and mining industries if these products are prone to spontaneous combustion and the release of combustible or toxic gases when wetted or in contact with other initiators.

Claims (4)

1. Установка для определения показателей опасности инициированного самовозгорания твердых дисперсных веществ и материалов, включающая термостат, где в термостатируемом реакционном объеме размещен образец в форме цилиндра, высота которого равна его диаметру, средства контроля величины разогрева образца относительно температуры термостатирования и газового состава атмосферы термостатируемого объема, отличающаяся тем, что для определения взаимосвязанных показателей опасности используют многокамерный термостат, в цилиндрические реакционные камеры которого помещаются образцы испытуемого материала с различной концентрацией инициатора самовозгорания, а контрольно-измерительная автоматическая система термостатирования обеспечивает проведение опыта при заданной температуре, компенсацию потерь тепла самонагревающейся массы через стенки камеры и измерение величины разогрева, при этом осуществляется контроль газового состава в слое дисперсного материала и в свободном пространстве камеры.1. Installation for determining hazard indicators of initiated spontaneous combustion of solid dispersed substances and materials, including a thermostat, where a sample in the form of a cylinder, the height of which is equal to its diameter, is placed in a thermostatically controlled reaction volume, means for controlling the amount of heating of the sample relative to the temperature of the temperature control and gas composition of the atmosphere of the temperature controlled volume, characterized in that to determine the interrelated hazard indicators use a multi-chamber thermostat, in cylindrical re whose batch chambers contain samples of the test material with different concentrations of spontaneous ignition initiator, and a control and automatic thermostatic control system provides an experiment at a given temperature, compensation of heat loss of the self-heating mass through the chamber walls and measurement of the heating value, while monitoring the gas composition in the dispersed material layer and in the free space of the camera. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что термостат включает в себя как минимум две реакционные камеры, обеспеченные общей системой сравнительного измерения температуры в теплофизическом (геометрическом) центре образца и температуры термостатирования, одна из которой является контрольной и предназначена для образца пробы материала с исходной (безопасной) концентрацией инициатора.2. Installation according to claim 1, characterized in that the thermostat includes at least two reaction chambers, provided with a common system for comparative measurement of temperature in the thermophysical (geometric) center of the sample and the temperature of temperature control, one of which is a control and is intended for a sample of material sample with the initial (safe) concentration of the initiator. 3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что каждая реакционная камера, для отбора пробы атмосферы на определение газового состава и ее возврата (рециркуляции) при помощи микрокомпрессора, обеспечена технологическими штуцерами, которые расположены попарно напротив друг друга в средней части зоны свободного пространства камеры и в средней части зоны размещения образца исследуемого материала, при этом на линии отбора пробы последовательно установлены пылезащитный, влагопоглощающий фильтр и датчик газоанализатора.3. Installation according to claim 1, characterized in that each reaction chamber, for sampling the atmosphere to determine the gas composition and its return (recirculation) using a microcompressor, is provided with technological fittings that are arranged in pairs opposite each other in the middle of the free zone the chamber and in the middle part of the sample zone of the studied material, while a dustproof, moisture-absorbing filter and a gas analyzer are installed in series on the sampling line. 4. Установка по п. 3, отличающаяся тем, что каждая линия отбора из реакционной камеры пробы атмосферы теплоизолирована.4. Installation according to claim 3, characterized in that each sampling line from the reaction chamber of the atmospheric sample is thermally insulated.
RU2016100495A 2016-01-11 2016-01-11 Installation for determining hazard indicators of initiated autoignition of solid dispersed substances and materials RU2633653C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016100495A RU2633653C2 (en) 2016-01-11 2016-01-11 Installation for determining hazard indicators of initiated autoignition of solid dispersed substances and materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016100495A RU2633653C2 (en) 2016-01-11 2016-01-11 Installation for determining hazard indicators of initiated autoignition of solid dispersed substances and materials

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016100495A RU2016100495A (en) 2017-07-24
RU2633653C2 true RU2633653C2 (en) 2017-10-16

Family

ID=59498425

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016100495A RU2633653C2 (en) 2016-01-11 2016-01-11 Installation for determining hazard indicators of initiated autoignition of solid dispersed substances and materials

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2633653C2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4384792A (en) * 1979-07-17 1983-05-24 Ruhrgas Aktiengesellschaft Process and apparatus for the combustionless measurement and/or control of the amount of heat fed to gas consumption devices
SU1045099A1 (en) * 1981-12-18 1983-09-30 Московский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Химического Машиностроения Method of determination of trend to thermal spontaneous ignition of hard dispersed and fibrous substances and materials
SU1303922A1 (en) * 1983-01-21 1987-04-15 Московский Институт Химического Машиностроения Method of determining kinetic parameters of reaction in volume of loose material
SU1469414A1 (en) * 1987-04-03 1989-03-30 Высшая инженерная пожарно-техническая школа Thermostatically-controlled apparatus for for determining kinetic parameters of exothermal reactions
RU2274851C2 (en) * 2004-04-12 2006-04-20 Научно-технический центр по разработке прогрессивного оборудования (НТЦ РПО) Device for determining parameters of ignition and burning of solid materials
RU2441703C1 (en) * 2010-07-09 2012-02-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Квант" (ОАО "НПП "Квант") Two chamber thermoelectric thermostat

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4384792A (en) * 1979-07-17 1983-05-24 Ruhrgas Aktiengesellschaft Process and apparatus for the combustionless measurement and/or control of the amount of heat fed to gas consumption devices
SU1045099A1 (en) * 1981-12-18 1983-09-30 Московский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Химического Машиностроения Method of determination of trend to thermal spontaneous ignition of hard dispersed and fibrous substances and materials
SU1303922A1 (en) * 1983-01-21 1987-04-15 Московский Институт Химического Машиностроения Method of determining kinetic parameters of reaction in volume of loose material
SU1469414A1 (en) * 1987-04-03 1989-03-30 Высшая инженерная пожарно-техническая школа Thermostatically-controlled apparatus for for determining kinetic parameters of exothermal reactions
RU2274851C2 (en) * 2004-04-12 2006-04-20 Научно-технический центр по разработке прогрессивного оборудования (НТЦ РПО) Device for determining parameters of ignition and burning of solid materials
RU2441703C1 (en) * 2010-07-09 2012-02-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Квант" (ОАО "НПП "Квант") Two chamber thermoelectric thermostat

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016100495A (en) 2017-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yuan et al. Experimental study on CO and CO2 emissions from spontaneous heating of coals at varying temperatures and O2 concentrations
EP2820410A1 (en) Multiple gas sensor
US10976293B2 (en) Agricultural processing system and method
US4208907A (en) Accelerating rate calorimeter and method of operation
RU2633653C2 (en) Installation for determining hazard indicators of initiated autoignition of solid dispersed substances and materials
US20130058376A1 (en) Method and device for characterizing solid materials, and method and installation for determining a thermodynamic characteristic of probe molecules
Bautista-Anguís et al. Implementation of thermo-responsive polymer coatings for an early warning against critical temperature states of thermo-sensitive electronic devices with metal oxide (MOx) gas sensors
KR101713889B1 (en) Fuel-oil analyzer
US4166385A (en) Non-adiabatic reaction calorimetric technique
JP2003014674A (en) Method for controlling calorimeter installing atmosphere
Lönnermark et al. Use of small scale methods for assessments of risk for self-heating of biomass pellets
El‐Sayed et al. Thermo‐physical and kinetics parameters determination and gases emissions of self‐ignition of sieved rice husk of different sizes on a hot plate
Ha Measurement and prediction of fire and explosion properties of n-ethylanilne
Li et al. Study on the early stage of runaway reaction using Dewar vessels
RU2515333C1 (en) Thermogravimetric plant
Bouffard et al. A new method for testing the self-heating character of sulphide concentrates
Gray et al. The thermal decomposition of hydrated calcium hypochlorite (UN 2880)
RU14083U1 (en) INSTALLATION FOR RESEARCH OF THERMAL DESTRUCTION OF MATERIALS
Haßkerl et al. Application of model-based experimental design for the calibration of online composition measurement by near-infrared spectroscopy
Broeckmann et al. Self-Ignition Behaviour of Growing Dust Layers
Zuo et al. Experimental study on influence function of particle size at low-temperature oxidation of the coal
JP2011043374A (en) Heat stability evaluation method of sample
SU516949A1 (en) Installation for the study of heat and mass transfer in capillary-porous and dispersed materials
Larsson et al. Medium-scale self-heating tests with biomass pellets
Heinonen et al. Towards improved humidity measurements at high temperatures and transient conditions

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190112