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碳氢/有机硅/低碳醇三元系泡沫及抑制煤自燃的效果分析

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泡沫灭火剂是常用的火灾扑救方法之一,但常规泡沫灭火剂存在半衰期短,析液、聚并迅速而影响灭火效能的问题,基于火灾化学和活性剂技术,提出碳氢表面活性剂SDS、有机硅表面活性剂LS-99和低碳醇的三元系泡沫体系,并系统探究碳氢/有机硅/低碳醇的复配配比.通过表面张力、发泡高度、稳泡系数的大量测试,发现LS-99的临界胶束浓度为0.0083％.LS-99和SDS二元系在降低表面张力、提升发泡高度和稳泡系数方面具有良好的协同增效作用.在此基础上引入适量浓度的能够延缓泡沫析液、聚并的异丁醇,设计出了性能优良的碳氢/有机硅/低碳醇泡沫灭火剂.LS-99、SDS和异丁醇的质量分数为0.1％时,测试结果表明SDS/LS-99/醇三元系泡沫的发泡倍数可达52.5倍,25％析液时间可达210 s,300 s时的稳泡系数高达0.958,半衰期远超常规泡沫.煤自燃的灭火抑制实验表明,SDS/LS-99/醇三元系泡沫作用下,煤自燃各反应阶段的活化能相较于空气氛围均增大,反应难度增强;最大失重速率下降,反应剧烈程度减弱.初期吸热阶段的吸热量为78.3 J/g,大于空气氛围下煤氧复合的吸热量,吸热增幅高达2.16倍.放热阶段的放热量为1765.4 J/g,相较于空气氛围放热降幅达到15.15％,表明SDS/LS-99/醇三元系泡沫对煤自燃具有良好的灭火效果.
Analysis of ternary foam of hydrocarbon/silicone/low carbon alcohol and the inhibition effect on coal spontaneous combustion

贾海林、陈南、焦振营、程龙、赵万里、潘荣锟

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河南理工大学煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心,河南焦作454000

河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作454000

中国平煤神马集团,炼焦煤资源开发及综合利用国家重点实验室,河南平顶山467099

三元系泡沫 表面活性剂 低碳醇 25％析液时间 稳泡系数 最大失重速率 吸放热量

国家重点研发计划国家自然科学基金教育部创新团队发展支持计划

2018YFC080790051304069IRT_16R22

2022

10.11949/0438-1157.20211218

化工学报
中国化工学会 化学工业出版社

化工学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.26
ISSN：0438-1157
年,卷(期)：2022.73(1)
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