二氧化碳发生器

MKY-1000型二氧化碳发生器的原理及操作安全措施编制：郭彦明一、二氧化碳发生器的抑爆、灭火机理（一）火区抑爆机理：二氧化碳气体具有良好的抑爆性，其效果好于氮气。其原理是在可爆气体中混入二氧化碳惰性气体，可以阻碍活化中心的形成，当二氧化碳气体浓度达到一定浓度时，它可大量吸收可爆气体初期氧化反应所生成的热量，同时不断扩大氧分子与可燃气体分子接触的阻碍作用，从而使可爆气体显示惰爆性。随着二氧化碳气体浓度的增加，混合可爆气体是下限微有增加，而爆炸上限则迅速减少。当二氧化碳气体与可爆气体混合比例达到一定值时，即二氧化碳气体浓度达到23%，混合可爆气体的爆炸上限与下限重合，可爆气体失去爆炸性。（二）火区灭火机理：二氧化碳气体灭火主要有两种作用：1、窒息灭火：火区内灌注二氧化碳气体后，随着二氧化碳气体浓度升高氧气浓度相应地降低，当氧气小于11.5%时，明火即可扑灭，同时火区因缺氧而窒息达到灭火的目的。在火区内，由于着火点的温度很高，周围气体通过辐射吸热，造成局部气体密度变小，形成气体对流，灌注二氧化碳气体后，因二氧化碳密度大，在对流作用下向着火点流动，使得火区周围二氧化碳气体浓度变大，加快了灭火。2、吸附阻燃：矿井井下空气如氮气、二氧化碳、氧气、沼气（瓦斯）、一氧化碳等气体成分中，燃烧的煤炭对二氧化碳气体的吸附能力最强，优先吸附二氧化碳气体，从而隔断了氧气的供给途径，有效地阻止煤炭继续燃烧，其阻燃效果特别明显。（三）二氧化碳惰气灭火的优点：1、二氧化碳发生器灭火适应于内、外因火灾，即可扑灭由人为或其他事故引起的火灾。又可扑灭由自燃引起的火灾。特别适用扑灭采空区隐藏火灾。以灌浆等灭火方法灭火时，因灌浆恐难以到达火源位置，从而造成灭火失败。二氧化碳惰气灭火就不会存在以上问题。2、二氧化碳发生器灭火无污染性：用二氧化碳发生器灭火也适用于电器设备和精密、昂贵仪器的火灾，灭火后不会对仪器设备造成污染性损失。3、用二氧化碳发生器灭火，适用性很强，它不受灾区现场有无电源的影响（有电源时可以使用搅拌机、上料机，无电源时可以采取人工上料的方法），它在整个反应过程和灭火过程中都是吸热反应，从而加大了灭火效果和安全系数。二、应用前的准备工作除了能够熟练操作二氧化碳发生器外，在使用前还要收集矿方各种资料，通过分析论证作好个方面的工作，因为用二氧化碳发生器灭火不是单一的措施，还需要其它的辅助措施，如火区外围的堵漏风、漏风方向、地质情况、输气管路的铺设、通风系统的调节等措施，为用二氧化碳发生器灭火创造条件。准备工作的内容：（一）火灾矿井技术资料收集为能够制定出有效的灭火方案，充分发挥二氧化碳发生器灭火的作用，必须对火灾矿井技术资料进行详细的了解，具体包括：1、地质概况：煤的变质程度、煤层厚度、煤层倾角、地质构造等。2、通风瓦斯等情况：通风方式、通风方法、最大负压、排风量、矿井瓦斯等级、瓦斯涌出量等。3、煤层自燃发火情况：煤层自燃发火倾向性、发火期、历史火灾记录、消防供水系统、灌浆系统等。4、图纸：通风系统图、工程图、煤层等高线图、水文地质图等。（二）火区通道分析及火源位置判断只有正确分析火区漏风通道，才能够掌握火区的发展方向、才能有效确定二氧化碳气体的注入点和注入量，并选取有代表性地点采集气样进行分析。火区漏风通道分析方法可参考为：1、发火条件分析；2、根据自氧化自热期检测到的数据分析；3、火区发展方向分析；4、地质条件分析；5、风量测定分析。（三）火区内火灾态势及瓦斯爆炸危险性分析通过对火区内态势及瓦斯爆炸危险性分析，从而确定使用二氧化碳发生器灭活的必要性和重要性，同时及时确定使用二氧化碳发生器灭火的时间和人、材、物的准备，并在保证安全的前提下合理安排其它灭火工作。其分析方法可参考为：火区回风侧风流中各类气体浓度的连续检测分析、多种检测手段对比分析、瓦斯爆炸三角形分析，确定火灾态势和火区爆炸危险性。二、操作安全技术措施为了保证在发射二氧化碳工作的安全和顺利进行，需要根据灭火现场的情况和二氧化碳发生器性能制定安全技术措施。（一）抑爆、灭火时二氧化碳气体注入量总和碳酸氢铵、浓硫酸的用量计算；（二）产气量计算（按硫酸完全反应）（三）注入操作前的准备工作；1、加强火区的堵漏工作，从而提高惰化效果；2、按以上计算准备好足够的用料，并将用料和二氧化碳发生器运送到指定地点，并将二氧化碳发生器安装好。3、铺设好由二氧化碳发生器至火区的供气管路，同时分别连接在两台二氧化碳发生器的排气孔上，从而实现两台二氧化碳发生器交替作业并连续供气；4、注气地点要接好水嘴并保证正常供水，以满足二氧化碳发生器正常注水的需要。（四）操作步骤及安全技术措施1、首先用清水检查各接头的密封和接管的通流情况；2、在关闭硫酸流入阀的前提下可由上下容器的填料口，分别按确定的质量填入碳酸氢铵和浓硫酸；3、填料完毕后，关闭所有阀门，保证不漏液不漏气；4、当开始注气时，首先打开硫酸流入阀，当压力开始上升到0.3MPa时再打开排气阀，开始向采空区驻入气体；5、在碳酸氢铵和浓硫酸反应终止后，待压力表的读数下降到0.1MPa时，关闭排气阀，打开排污阀排出废料；6、两台二氧化碳发生器交替工作，以实现连续供气。在每次交替过程中，必须在确保二氧化碳发生器出气口阀门关闭后，才能打开排污阀门。排污完毕后，立即按上一步骤打开另一台二氧化碳发生器供气；7、在注气的过程中要有专人在回风侧测定火区内的气体浓度（氧气、瓦斯、一氧化碳、二氧化碳）；8、为保证产气质量浓硫酸浓