181499. lajstromszámú szabadalom • Tűzoltó porkeverék és eljárás a hatóanyagok előállítására
3 181499 4 (többnyire C02, NH3) szabadul fel az oltás során. A lángoltó porkeverékek hatékonyságának a jó oltóképességen kívül feltétele a megfelelő folyóképesség, jó stabilitás, kis hidrofóbitás. A jó oltóképesség és megfelelő folyóképesség együttes biztosítása meglehetősen nehéz probléma, mivel az oltóképesség szempontjából a kis, folyóképesség szempontjából a nagy szemcseméret az előnyös. Adalékanyagokkal lehet ugyan a kis méretű részecskék folyóképességét is növelni, ezzel azonban a lángzónában való tartózkodási érték egy adott szinten marad, és a kilövés távolsága aránylag kicsi lesz. A 2 258 256 számú NSzK-beli szabadalmi leírás szerint porlasztva szárítással is előállíthatok karbamid-alkálifémhidrokarbonát adduktumok. Az ott leírt eljárással előállított termékek azonban elég kevés — átlagosan 55—70% — hatóanyagot tartalmaznak. További, nem csekély időigényű (átl. 1—1,5 órás) fluidágyas kezeléssel is csak átlagosan 80—84% - ra emelhető a termékek adduktum-tartalma, a fennmaradó és az el nem reagált kiindulási anyagokat tartalmazza. Ezen eljárás kiindulási anyaga a nátrium, vagy káliumkarbonát, -bikarbónát, szeszkvikarbonát vagy ezek keveréke, vagy nátrium- illetve kálium-hidroxid, valamint karbamid. Az eljárás porlasztva szárítást alkalmaz, melynek során oldószerként előnyösen vizet használnak. A porlasztva szárítóba belépő levegő hőmérsékleté: 300—600 C°, a kilépőé célszerűen 125—150 C°. Az alapoldatba adott esetben szilárd anyagok is adagolhatok: Sí02, homok, fluorid, BaS04, gipsz vagy a reakciókomponensekkel szemben inert tűzoltószerek. (pl. KC1, diciándiamid vagy K2S04). Ezen anyagokat azonban csak a végtermék — azaz tűzoltó porkeverék — kialakítására, a folyóképesség javítására adagolják. Ezt mutatja az is, hogy az előállított terméket csak akkor lehet tűzoltóporkeverékekben alkalmazni, ha a karbamidkoncentráció 5 s% alatt van, ezért a szabad karbamidot oldószerrel extrahálják ki. Más módon a nem átalakított, szabad karbamidot, illetve az egyéb nem kívánatos melléktermékeket (pl. cianátokat) oly módon „távolítják el”, hogy az adduktumot legalább 5 tf% C02-ot és legalább 10 tf% vízgőzt tartalmazó forró levegővel fluidágyon utókezelik. A kezelés 90—140 C°-on történik. Az utókezelés ideje: 30—90 perc. A kapott adduktum összegképlete: MC2N2H203, ahol M nátrium- vagy káliumatom. A találmány célkitűzése olyan eljárás kialakítására lángoltó porkeverékek hatóanyagának előállítására, amely az imént említett hátrányos tulajdonságokat kiküszöböli. A találmány szerint úgy járunk el, hogy a lángoltó hatóanyag előállítására 1—60 m2/g fajlagos felületű, és 100 p-nál kisebb szemcseméretű részecskéken porlasztva szárításos eljárással 200—500 C°-os belépő és 100—200 C°-os kilépő hőmérsékleten hordozóanyag, ammóniumhidrogénkarbonát és/vagy ammóniumkarbonát és oldó- illetve hígítószer jelenlétében az alábbi anyagokat, illetve ezek keverékeit kondenzáltatjuk: a) karbamid, guanidin, diciándiamid, tiokarbamid, melamin, szemikarbazid, b) és alkálifém karbonátok, hidrokarbonátok, alkálifémhidroxidok. Az eljárásban a szilárd hordozóanyagot az a) és b) komponensek összmennyiségére vonatkoztatva 1 : 3 és 1 : 1 közötti súlyarányban alkalmazzuk. A találmány szerint a porlasztva szárítással feldolgozandó oldatba megfelelően megválasztott minőségű és szemcseeloszlású, nagy fajlagos felületű hordozóanyagokat adagolunk, és a kiindulási anyagok közötti reakciókat ezek felületén játszatjuk le. Az ily módon, nagy felületen végzett reakcióval rövidebb tartózkodási idők alatt a kiindulási anyagokra számítva lényegesen magasabb — átlagosan 88—92%-os — konverziófok várható el, mint a már említett NSzK-beli szabadalmi leírás szerint. A találmány szerint így előállított hatóanyagok előnye, hogy csak csekély mértékben tartalmaznak el nem reagált amino-, illetve imino-vegyületeket (lásd alább), ezért utókezelést nem igényelnek. Az említett magas konverziófokot fentiek mellett az is elősegíti, hogy a találmány szerint a feldolgozandó kiindulási anyaghoz ammóniumhidrokarbonátot, illetve ammóniumkarbonátot is adagolunk. Ezen anyagok ugyanis hőbomlások következtében a porlasztó kamrában C02 és NH3 tartalmú vízgőzatmoszférát biztosítanak. Az a) illetve b) csoport anyagai között kondenzációs reakció megy végbe, a reakció során a kiindulási vegyületeknek megfelelő adduktum, illetve víz keletkezik. Meglepő módon azt találtuk, hogy az említett (nagy fajlagos felületet biztosító) szilárd anyagok (hordozók) a fenti reakciót nagymértékben képesek katalizálni. Az említett szilárd (hordozó) anyagok előnye: — jelentős mértékben katalizálják a kondenzációs reakciót, és így a konverzió foka magas lesz, és az előállított termék utókezelést nem igényel; — az előállított lángoltó porkeverékek ballisztikus tulajdonságait a hordozó megfelelő megválasztásával széles határok között lehet változtatni; — a hatóanyag előállítása, illetve annak a tűzoltásra való tényleges felhasználása jóval gazdaságosabb lesz (tűzoltásnál a hatóanyag jelentősebb része veszendőbe megy); — folyóképesség növelő adalék vagy egyáltalán nem, vagy csak nagyon kis mennyiségben szükséges a lángoltó porkeverékben. A reakció során olyan lángoltó hatóanyag keletkezik, mely az alkalmazott hordozót, annak felületén az adduktumot, valamint 5—8% kiindulási anyagot tartalmaz, mely célszerűen valamely b) csoportba tartozó vegyület. A találmány szerinti eljárás további előnye, hogy az előállított tüzoltópor kilövellési távolságát — azonos körülmények mellett — a hordozóanyagnak, illetve közepes szemcseméretének és szemcse-eloszlásának módosításával tág határok között tudjuk változtatni. További előnye a találmány szerinti eljárásnak, hogy a hatóanyag előállítása, illetve annak a tűzoltásra történő tényleges felhasználása jóval gazdaságosabb, mint a hordozóanyagot nem tartalmazó por esetében. Nagy felületű hordozóanyagként alkalmazhatók például a timföldek (alumíniumoxidok, alumíniumoxihidrátok), perlitek, természetes éa mesterséges zeoiitok, bentonitok, azbeszt, kvarchomok, stb. Az eljárás célszerű megvalósításakor az a) és a b) komponensek megfelelő mólarányú keverékeiből (0,7—1,2 : 1—2) az ammóniumhidrogénkarbonát vagy ammóniumkarbonát 10 súly%-ig terjedő bekeverésével telített vizes oldatot készítünk. Ebbe a telített vizes oldatba visszük be a hordozóanyagot 0,5—90%-os mennyiségben a bevitt szárazanyagra nézve, valamint a stabil szuszpenzió előállítása érdekében célszerűen 0,5—2% cellulózétert (például metilcellulózt, karboximetilcellulózt) adunk hozzá. Az így elkészített szuszpenziót használjuk a porlasztó szárító táplálására. A porlasztó szárító üzemeltetési paraméterei: — belépő levegő hőmérséklete: 200—500 C°, — kilépő levegő hőmérséklete: 100—180 C°, — tartózkodási idő: 5—25 perc. A porlasztó szárítóba adagolt szuszpenzió a porlasztófejben apró részecskékre bomlik, és a szárítóba vezetett meleg 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
