[发明专利]一种对环境友好的快速高效抑制氢气爆炸的阻爆材料

说明书

一种对环境友好的快速高效抑制氢气爆炸的阻爆材料。所述阻爆材料由海藻酸钠和硅酸钠组成，涂抹在置于管廊中的多孔隙铁镍合金结构外侧，能够进一步抑制氢气爆炸，降低氢气泄漏以及抑制氢脆氢损伤产生的可能性。所述海藻酸钠为[C₆H₇O₆Na]_n,所述硅酸钠为Na₂SiO₃·9H₂O,Na₂O，含量为阻爆材料的19.3‑22.8％，Na₂O与SiO₂含量之比1.03±0.03。本发明材料涂抹在多孔隙铁镍合金结构外侧，有助于弥补多孔结构在空间上的缺陷，能够在氢气泄漏处直接有力地阻止其燃烧爆炸，可加强阻爆效果，降低了氢气泄漏的可能性。适用于涂抹在输送H₂的管廊、加氢站、储氢容器、存在于有限空间的新能源车等具有氢气泄露的可能性并会产生燃爆危险的场所。

技术领域

本发明专利属于抑制爆炸的安全工程领域，具体涉及一种对环境友好的快速高效抑制氢气爆炸的阻爆材料,尤其适用于输送不稳定且具有爆炸危险性气体的工业管道的阻火阻爆，且形成的涂层有助于防止气体泄漏和氢脆等氢损伤。

背景技术

随着清洁能源的兴起与发展，中国双碳计划的提出与大力实施，氢能一直被视作解决未来人类能源危机的终极能源。氢能相比于传统化石能源蕴藏丰富、热值高，且燃烧过程中不会产生有毒有害或温室气体，真正达到无毒、零排放、零污染。但是氢气无色无味、化学性质极活泼，当空气中氢气含量在4.1%～75.9%内，遇到火花就会发生燃烧爆炸，且所需最小点火能量仅0.019mJ。

目前抑制气体在管道传输过程中爆炸的途径主要有添加惰性物质、防爆材料，防爆隔离等。由于阻爆剂便宜易获得易添加等特点被广泛使用，主要有网状聚氨酯泡沫、网状铝合金MAAS、丙烷、氩气等。其中多孔材料具有比表面积大、比强度高、质量轻、体积小、具有良好的吸波减震性等特点。多孔材料吸附在管壁上形成多孔吸波结构使横波衰减，降低火焰传播速度与温度最终导致爆轰波失效，起到阻爆效果。

海藻酸钠是一种天然无毒的环境友好的高分子材料,价格低廉，成膜性好，凝胶强度高，具有良好的生物降解性和相容性，属于可再生清洁资源。硅酸钠是一种基础无机化工原料，其水溶液价格低廉，成膜性好，产量大。铁镍合金由于其多孔隙结构在结构型和涂覆层吸波材料中应用广泛。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对环境友好的快速高效抑制氢气爆炸的阻爆材料，不仅能够快速高效阻爆，而且本身无污染、对环境友好，具有可靠的本质安全性。此外能有效防止气体泄漏和氢脆等氢损伤的可能性。

本发明的技术方案可以通过以下技术措施来实现上述背景技术中提出的问题：

一种对环境友好的快速高效抑制氢气爆炸的阻爆材料，其特征在于所述阻爆材料由海藻酸钠和硅酸钠组成，涂抹在置于管廊中的多孔隙铁镍合金结构外侧，能够进一步抑制氢气爆炸，降低氢气泄漏以及抑制氢脆氢损伤产生的可能性。

进一步地，所述海藻酸钠为[C₆H₇O₆Na]_n,工业生产的海藻酸钠，符合技术指标GB1976-80。

进一步地，所述硅酸钠为Na₂SiO₃·9H₂O,Na₂O含量为阻爆材料的19.3-22.8%，Na₂O与SiO₂含量之比1.03±0.03，工业生产的硅酸钠符合技术指标GB/T4209-2008。

进一步地，所述抑爆对象氢气是一种密度比空气小，爆炸极限在4.0%～75.6%，泄露与空气混合后极易爆炸的清洁气体。