礦用二氧化碳防滅火系統

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1.液态二氧化碳特性

二氧化碳常溫、常壓下是無色略帶酸味的窒息氣體也科,它在不同的壓力、溫度條件下有三種(zh音票ǒng)形态（見二氧化碳的三相圖），在氣姐雜液固三态均不燃燒，不助燃。二氧化碳分子量為44，比重為空氣的1.53倍，密度為1.98kg/m3（0℃，1個大氣壓）。三相點溫度為-56.6℃，壓力為0.52MPa，氣液固三相呈平衡狀态；臨界點溫度為31.3℃，壓力為7.28MPa，氣液兩(liǎng)相形成(chéng)坐兵連續的流體區；升華點溫度為-78.5℃，壓力為1.01MPa。

二氧化碳在低溫加壓下（-20℃、2MPa）或高壓常溫（約8MPa、30℃）下氣體可變為液态，液體氣化過(guò)程中，當溫度降到(dà紙媽o)-78.5℃後(hòu)將(jiāng)形成(chéng)雪花玩機狀的固态幹冰（固體碳酸）。

CO2相對(duì)空氣密度為1.529，密度為1.976kg/m3(0℃、0.1 MPa)，液态CO2的密度随溫度的變化而變化較大，-20℃時(shí)，其密度是1.01kg/L， -37℃時(shí)的密度約為1101kg/m3，汽化熱為137kcal/kg，在溫度15℃和1個大氣壓下，1噸液态二氧化碳體積膨脹約640倍。

二氧化碳的三相圖

2.液态二氧化碳防治煤自燃機理

（1）吸附阻氧

煤的自然發(fā)火是煤與氧的氧化反應過(guò)程，技少氧氣是氧化反應的必要條件，沒(méi)有氧氣，氧化反應就(jiù)無法進中個(jìn)行。試驗結果證明，氧濃度低于8%時(shí)失燃,低于3%時(shí)，氧化反應徹底被(bèi)中止，燃燒現象不能(néng)持討動續進(jìn)行。

向(xiàng)發(fā)火或具有高溫火點的采空區内注入液态CO2立即會(huì)形成(chéng)大量的高濃度CO2，會(huì)使采空區内原有O2濃度相對(duì)減小，氧吸附量會綠她(huì)減少，影響煤的氧化反黑鐵應速率。并且由于CO2比空氣密度大，重于空氣，以及煤書內體對(duì)CO2具有較強吸附作用（吸附量為48L/kg，而煤對(duì)氮氣的吸附量為去火8 L/kg，前者是後(hòu)者的6倍），煤對(duì)氣體吸附強弱順序為CO₂＞CH₄＞N₂。煤吸附CO₂能(néng)力很強，屬于物理吸附，CO₂在煤表面(miàn)的吸附較穩定；煤對(d弟月uì)CO₂優先吸附，且随著(zhe)壓力升高，其選擇性吸商年附能(néng)力增加，很容易替代O2而覆蓋煤體燃燒點表面(miàn)，減少煤體燃燒體表面(mi章大àn)O2濃度，使O₂濃度低于自然發(fā)火的臨界O2濃度，從而防止煤的氧化自燃，或使已形成(chéng)的火災因缺O2而窒息滅火。與此同時(shí)，大量議弟的高濃度CO2的擴散會(huì)必然會(huì)提高采空區内氣體靜壓，進(j請生ìn)而會(huì)降低采空區的漏風量，哥這造成(chéng)氧化自燃帶供氧不足，進工笑(jìn)而阻止氧化反應的進(jìn)程。

（2）吸熱降溫

煤的燃燒過(guò)程實際就(jiù)是文如煤的氧化過(guò)程，其氧化速度與供氧有關系，也數還與溫度有關系。煤炭自燃往往經(和綠jīng)曆三個階段:升溫氧化階段(110-130℃)，加速升溫階段(140-190℃)，急速升溫階段(200℃以上)。如直接噴注液态CO2時(shí)，可使火源明顯降溫，加速熄滅火筆現源。液态CO2噴入火區空間會(huì)瞬間氣化，體積將一兒(jiāng)膨脹640倍左右，需要吸收大量熱，溫度急劇下降到(dào)-78.5℃。1KG液态CO2蒸發(fā)氣化需要吸收577.8×103焦耳／KG的熱量。加之煤對(duì) CO2極易吸附特點，在吸附過(guò)程中將(jiān裡船g)吸附熱轉移給CO2氣體，從而會(huì)遏止燃燒的鍊鎖反應。同時(shí)擴散采空區内的我水CO2氣體也會(huì)吸收氧化反應過(guò)程中所産生的熱量，降低周圍介質的遠個溫度，以減緩煤的升溫速度，促使煤的氧化反應由于聚熱條件的破壞而延緩或終日也止，從而降低火區溫度，加快火區的熄滅。

（3）惰化降氧

氣化後(hòu)的CO2在沖淡可燃氣與氧的含量過(guò)程中，也使火區空間務老氣體惰化程度不斷增大，從而使混合氣失去可個可爆性。CO2 的惰化作用優于其他惰性氣體。在以氮氣注入的火區阻爆臨界氧濃度為12%，火區内明火被(bèi)熄滅的臨界氧濃度為9.5%；而以CO2注入的火區阻爆臨界氧濃度為14.6%，火區内明火被(bèi)熄滅的臨界氧濃度為11.5%。經(jīng)兩(liǎng)者比較，CO2惰氣的阻燃、阻爆性能(néng)明顯優于氮氣，兩(liǎng)者數資相差2個百分點以上。

3.液态CO2防滅火工藝系統裝備的實際意義 

（1）液态CO2灌注入火區空間會(huì)瞬間體積膨脹氣化，并吸收大那農量熱，使得火區溫度和氧氣濃度降低加快，降紙花溫效果明顯。    

（2）适用範圍廣，液态CO2經(jīng)過(guò)吸收熱量氣化後(h高微òu)，可充擴散充滿任何形狀的燃燒空間，因而便就上于對(duì)礦井采空區深部、高冒窩等人們不便接近的地點進(jìn)行滅火。    

（3）液态CO2灌注火區後(hòu)，能(néng)有效降低煤氧複合速度，迅速抑制燃燒，更亮森有利于防止瓦斯、煤塵爆炸。

（4）損失少，不會(huì)損壞設備和井巷設施，因而滅火後(飛作hòu)恢複工作量少且容易。     

（5）輸送便利。    &n刀河bsp;

（6）滅火用材成(chéng)本低于其他滅火成(chéng)本。

客戶應用：國(guó)家礦山應急救援鶴崗，開(熱學kāi)灤，大同，靖遠，芙蓉隊；

區域礦山應急救援天府，樂平等11個救護隊；

兖礦集團     花是;   &n視腦bsp; 淮南礦業集團

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淄博礦業集團     分個 彬長(cháng)礦業集團

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4、設備特點、參數：

CPW-2.0礦用移動式液态二氧化碳防滅火裝置是總結了大量的井大喝下現場滅火經(jīng)驗，根據井下的工況條件設計銀睡的一套有針對(duì)性、功能(néng)較齊全的兒北煤礦井下防滅火裝置。其主要特點如下：

(1).設備結構合理、緊湊，占地面機姐(miàn)積小。可以多台聯合使用或單獨使用，便于工作面(miàn)擺放。最街短小工作面(miàn)隻需滿足一台設備即可，不需大空間。

(2).設備具備外部保護框架，内部儲罐為保溫發(fā)泡單層圓筒形結構，區别于其他真空粉末絕熱型式雙層容器，更加耐運輸沖擊，井下撞擊。如受撞擊後(hòu)，可避免出現其他雙層容器内部儲罐移位、脫落、開(kāi)裂的情況發(fā)生，确保設備本身安全。

(3).外部保護框架可避免閥門被(bèi)撞壞照河，開(kāi)裂洩露，安全性非常高。避免滅火救援設備本身安全事(shì)故。

(4).設備罐體耐壓壓力高達2.6M讀外pa，裝配最新式安全閥，安全可靠，液體排開場放距離更長(cháng)，液體放淨率≥95%。

(5).設備内液體不經(jīng)氣化，直接注入火區美快。液體直接在火區氣化、膨脹。低溫膨脹吸熱和氣體保留時(shí)間相對(女很duì)純氣态更長(cháng)，頻熱滅火效果更好(hǎo)。

(6).巷道(dào)斷電，斷風仍可使用。

(7).體積小,重量輕，易于罐籠，巷道(dào)運輸。擁鐵厭有外部框架，可以單軌吊運。

(8).液體或氣體純度穩定，設備運行可靠性好(hǎo)。

(9).操作簡單，使用、維護方便，時(shí愛他)間短，速度快。

        很是西科森蘭是陝西煤礦防滅火，陝西煤礦防滅火材料，陝西黃泥灌漿系統的供應商,是國(guó)内知名煤火災害防治和礦山應很劇急救援的專業化企業。

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