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文章出处:责任编辑:人气:-发表时间:2023-06-05 11:34:32【 】

氮气在煤矿防火灭火中的应用


氮气

除了在大学实验室和工业生产中广泛应用外,高纯氮在煤矿生产安全保护中发挥着更重要的作用。
注氮灭火的本质是向目标氧化区或火灾区注入一定流量的氮气,使其含氧量降至10%或3%以下,达到防火、灭火和抑制气体爆炸的目的。
1.消除气体爆炸的危险
当煤矿目标发生火灾时,最大的危险是其内部混合气体的爆炸。根据混合气体爆炸三角形,如果混合气体的含氧量低于12%,就有可能减少爆炸。然而,混合气体爆炸的极限不仅取决于这种气体在空气中的百分比,还部分取决于混合气体的温度和压力。温度和压力的增加扩大了这一极限,反之亦然。如果混合气体被加热到300℃,氧气含量为9%,则可能发生爆炸。
2.冷却功率
对于有内部火灾的仪表,其温度高于外部温度。使用氮气灭火时,无论使用液氮还是氮气,氮气的温度都低于火灾区域内的气体温度。此外,氮气注入火区后的流动范围较大,对目标有显著的冷却作用。
3.防止煤的自然发热和自燃
煤自燃的三个要素是:煤有自燃的倾向;随着持续的氧气供应,热量往往会积聚。煤矿生产区氧化区的泄漏风量不足以带走碳氧化产生的热量,当煤处于自然加热状态时,煤的温度逐渐升高。当温度达到煤的临界温度以上时,快速氧化和团聚加速,产生大量热量,并迅速提高煤的温度。当煤的点火温度达到时,它就会点火燃烧并进入自燃状态。通过向工作面靶材的氧化区注入一定流量的氮气,降低了氧化区中的氧含量以干扰碳自燃的因素,并将氧含量降低到碳自燃的临界值以下,从而达到防止碳自燃的目的。
煤矿灭火采用压翼吸附制氮设备,主要有三种:(1)地面固体制氮设备:氮气纯度98%,生产能力200-2000m3/h;(2) 地面移动式制氮设备,氮纯度98%,生产能力200-1200m3/h;(3) 地下移动式制氮设备,氮纯度98%,生产能力200-800m3/h。
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