二氧化碳發(fā)生器

MKY-1000型二氧化碳發(fā)生器的原理及操作安全措施編制：郭彥明一、二氧化碳發(fā)生器的抑爆、滅火機(jī)理（一）火區(qū)抑爆機(jī)理：二氧化碳?xì)怏w具有良好的抑爆性，其效果好于氮?dú)?。其原理是在可爆氣體中混入二氧化碳惰性氣體，可以阻礙活化中心的形成，當(dāng)二氧化碳?xì)怏w濃度達(dá)到一定濃度時(shí)，它可大量吸收可爆氣體初期氧化反應(yīng)所生成的熱量，同時(shí)不斷擴(kuò)大氧分子與可燃?xì)怏w分子接觸的阻礙作用，從而使可爆氣體顯示惰爆性。隨著二氧化碳?xì)怏w濃度的增加，混合可爆氣體是下限微有增加，而爆炸上限則迅速減少。當(dāng)二氧化碳?xì)怏w與可爆氣體混合比例達(dá)到一定值時(shí)，即二氧化碳?xì)怏w濃度達(dá)到23%，混合可爆氣體的爆炸上限與下限重合，可爆氣體失去爆炸性。（二）火區(qū)滅火機(jī)理：二氧化碳?xì)怏w滅火主要有兩種作用：1、窒息滅火：火區(qū)內(nèi)灌注二氧化碳?xì)怏w后，隨著二氧化碳?xì)怏w濃度升高氧氣濃度相應(yīng)地降低，當(dāng)氧氣小于11.5%時(shí)，明火即可撲滅，同時(shí)火區(qū)因缺氧而窒息達(dá)到滅火的目的。在火區(qū)內(nèi)，由于著火點(diǎn)的溫度很高，周?chē)鷼怏w通過(guò)輻射吸熱，造成局部氣體密度變小，形成氣體對(duì)流，灌注二氧化碳?xì)怏w后，因二氧化碳密度大，在對(duì)流作用下向著火點(diǎn)流動(dòng)，使得火區(qū)周?chē)趸細(xì)怏w濃度變大，加快了滅火。2、吸附阻燃：礦井井下空氣如氮?dú)?、二氧化碳、氧氣、沼氣（瓦斯）、一氧化碳等氣體成分中，燃燒的煤炭對(duì)二氧化碳?xì)怏w的吸附能力最強(qiáng)，優(yōu)先吸附二氧化碳?xì)怏w，從而隔斷了氧氣的供給途徑，有效地阻止煤炭繼續(xù)燃燒，其阻燃效果特別明顯。（三）二氧化碳惰氣滅火的優(yōu)點(diǎn)：1、二氧化碳發(fā)生器滅火適應(yīng)于內(nèi)、外因火災(zāi)，即可撲滅由人為或其他事故引起的火災(zāi)。又可撲滅由自燃引起的火災(zāi)。特別適用撲滅采空區(qū)隱藏火災(zāi)。以灌漿等滅火方法滅火時(shí)，因灌漿恐難以到達(dá)火源位置，從而造成滅火失敗。二氧化碳惰氣滅火就不會(huì)存在以上問(wèn)題。2、二氧化碳發(fā)生器滅火無(wú)污染性：用二氧化碳發(fā)生器滅火也適用于電器設(shè)備和精密、昂貴儀器的火災(zāi)，滅火后不會(huì)對(duì)儀器設(shè)備造成污染性損失。3、用二氧化碳發(fā)生器滅火，適用性很強(qiáng)，它不受災(zāi)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)有無(wú)電源的影響（有電源時(shí)可以使用攪拌機(jī)、上料機(jī)，無(wú)電源時(shí)可以采取人工上料的方法），它在整個(gè)反應(yīng)過(guò)程和滅火過(guò)程中都是吸熱反應(yīng)，從而加大了滅火效果和安全系數(shù)。二、應(yīng)用前的準(zhǔn)備工作除了能夠熟練操作二氧化碳發(fā)生器外，在使用前還要收集礦方各種資料，通過(guò)分析論證作好個(gè)方面的工作，因?yàn)橛枚趸及l(fā)生器滅火不是單一的措施，還需要其它的輔助措施，如火區(qū)外圍的堵漏風(fēng)、漏風(fēng)方向、地質(zhì)情況、輸氣管路的鋪設(shè)、通風(fēng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)等措施，為用二氧化碳發(fā)生器滅火創(chuàng)造條件。準(zhǔn)備工作的內(nèi)容：（一）火災(zāi)礦井技術(shù)資料收集為能夠制定出有效的滅火方案，充分發(fā)揮二氧化碳發(fā)生器滅火的作用，必須對(duì)火災(zāi)礦井技術(shù)資料進(jìn)行詳細(xì)的了解，具體包括：1、地質(zhì)概況：煤的變質(zhì)程度、煤層厚度、煤層傾角、地質(zhì)構(gòu)造等。2、通風(fēng)瓦斯等情況：通風(fēng)方式、通風(fēng)方法、最大負(fù)壓、排風(fēng)量、礦井瓦斯等級(jí)、瓦斯涌出量等。3、煤層自燃發(fā)火情況：煤層自燃發(fā)火傾向性、發(fā)火期、歷史火災(zāi)記錄、消防供水系統(tǒng)、灌漿系統(tǒng)等。4、圖紙：通風(fēng)系統(tǒng)圖、工程圖、煤層等高線(xiàn)圖、水文地質(zhì)圖等。（二）火區(qū)通道分析及火源位置判斷只有正確分析火區(qū)漏風(fēng)通道，才能夠掌握火區(qū)的發(fā)展方向、才能有效確定二氧化碳?xì)怏w的注入點(diǎn)和注入量，并選取有代表性地點(diǎn)采集氣樣進(jìn)行分析。火區(qū)漏風(fēng)通道分析方法可參考為：1、發(fā)火條件分析；2、根據(jù)自氧化自熱期檢測(cè)到的數(shù)據(jù)分析；3、火區(qū)發(fā)展方向分析；4、地質(zhì)條件分析；5、風(fēng)量測(cè)定分析。（三）火區(qū)內(nèi)火災(zāi)態(tài)勢(shì)及瓦斯爆炸危險(xiǎn)性分析通過(guò)對(duì)火區(qū)內(nèi)態(tài)勢(shì)及瓦斯爆炸危險(xiǎn)性分析，從而確定使用二氧化碳發(fā)生器滅活的必要性和重要性，同時(shí)及時(shí)確定使用二氧化碳發(fā)生器滅火的時(shí)間和人、材、物的準(zhǔn)備，并在保證安全的前提下合理安排其它滅火工作。其分析方法可參考為：火區(qū)回風(fēng)側(cè)風(fēng)流中各類(lèi)氣體濃度的連續(xù)檢測(cè)分析、多種檢測(cè)手段對(duì)比分析、瓦斯爆炸三角形分析，確定火災(zāi)態(tài)勢(shì)和火區(qū)爆炸危險(xiǎn)性。二、操作安全技術(shù)措施為了保證在發(fā)射二氧化碳工作的安全和順利進(jìn)行，需要根據(jù)滅火現(xiàn)場(chǎng)的情況和二氧化碳發(fā)生器性能制定安全技術(shù)措施。（一）抑爆、滅火時(shí)二氧化碳?xì)怏w注入量總和碳酸氫銨、濃硫酸的用量計(jì)算；（二）產(chǎn)氣量計(jì)算（按硫酸完全反應(yīng)）（三）注入操作前的準(zhǔn)備工作；1、加強(qiáng)火區(qū)的堵漏工作，從而提高惰化效果；2、按以上計(jì)算準(zhǔn)備好足夠的用料，并將用料和二氧化碳發(fā)生器運(yùn)送到指定地點(diǎn)，并將二氧化碳發(fā)生器安裝好。3、鋪設(shè)好由二氧化碳發(fā)生器至火區(qū)的供氣管路，同時(shí)分別連接在兩臺(tái)二氧化碳發(fā)生器的排氣孔上，從而實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)二氧化碳發(fā)生器交替作業(yè)并連續(xù)供氣；4、注氣地點(diǎn)要接好水嘴并保證正常供水，以滿(mǎn)足二氧化碳發(fā)生器正常注水的需要。（四）操作步驟及安全技術(shù)措施1、首先用清水檢查各接頭的密封和接管的通流情況；2、在關(guān)閉硫酸流入閥的前提下可由上下容器的填料口，分別按確定的質(zhì)量填入碳酸氫銨和濃硫酸；3、填料完畢后，關(guān)閉所有閥門(mén)，保證不漏液不漏氣；4、當(dāng)開(kāi)始注氣時(shí)，首先打開(kāi)硫酸流入閥，當(dāng)壓力開(kāi)始上升到0.3MPa時(shí)再打開(kāi)排氣閥，開(kāi)始向采空區(qū)駐入氣體；5、在碳酸氫銨和濃硫酸反應(yīng)終止后，待壓力表的讀數(shù)下降到0.1MPa時(shí)，關(guān)閉排氣閥，打開(kāi)排污閥排出廢料；6、兩臺(tái)二氧化碳發(fā)生器交替工作，以實(shí)現(xiàn)連續(xù)供氣。在每次交替過(guò)程中，必須在確保二氧化碳發(fā)生器出氣口閥門(mén)關(guān)閉后，才能打開(kāi)排污閥門(mén)。排污完畢后，立即按上一步驟打開(kāi)另一臺(tái)二氧化碳發(fā)生器供氣；7、在注氣的過(guò)程中要有專(zhuān)人在回風(fēng)側(cè)測(cè)定火區(qū)內(nèi)的氣體濃度（氧氣、瓦斯、一氧化碳、二氧化碳）；8、為保證產(chǎn)氣質(zhì)量濃硫酸濃