阻止和/或防止泥炭火灾蔓延的方法技术

阻止和/或防止泥炭火灾蔓延的方法包括：在暴发火灾或可能发生火灾的区域的外围挖掘沟渠；用超强吸水聚合物(共聚物)(SAP)至少部分填充沟渠。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
在某些国家/地区，如俄罗斯、印度尼西亚、芬兰、加拿大、瑞典和挪威，地下泥炭火灾非常普遍。事实上，这些国家/地区有非常大的表面积覆盖着泥炭。例如:加拿大1，100，000平方千米，俄罗斯750，000平方千米，印度尼西亚263，000平方千米。这些泥炭火灾以各种方式开始:-森林火灾蔓延到土壤；-闪电导致植被着火；-用于各种应用时(燃料、焦炭、耕作等)泥炭堆自燃；-在非常干燥的天气内部自燃；-意外火灾或故意纵火，尤其是农业用地着火。这些泥炭火灾通常发生在夏末至秋初，特别是在非常干旱的年份(例如，1972年俄罗斯)。表面泥炭因发酵和自动氧化而干燥并且温度升高。土壤中的泥炭在以下土壤层的厚度存在很大差异:[0011 ]-深层矿质土壤(O至Im)-腐殖层(0.2 至 0.3m)-不易分解的白泥炭(0.8至1.50m)-容易分解的黑泥炭(0.8至4m)-不透水的污泥和沙子在大多数情况下，泥炭厚度为I至5米。鉴于表面积原因，许多城镇和村庄或独立式住宅都建在包含泥炭的区域，通过疏散泥炭层，这些建筑物的房基向下深入到矿质土壤。有时，建筑物也建在未疏散泥炭的泥炭堆上，这是极其危险的。最后，也指望不上城镇及城镇周围的绿色地带，从而导致泥炭火灾蔓延到非常接近住房区域。泥炭火灾极难扑灭。通常来说，需要使用挖掘机挖出沟渠，并在这些沟渠中使用消防水龙带灭火。然而，这些沟渠通常都不够深，因此火灾超越它们蔓延出去。事实上，导致火灾蔓延的是包含大量浙青并因具有渗透性而可以防水的深层土壤。通过使用I至1.50m的长杆移动这些注入管，将加压到2至6bar的水注入浅层火灾。这仅适用于规模较小的浅层火灾。在其他情况下，则尝试引入使用表面活性剂(石油磺酸盐)和阻燃剂(磷酸盐)处理过的最大数量的水。在所有情况下，水都难以蔓延到疏水性底土以完全灭火。在其他情况下，水可以通过断裂带穿过该层，而无需润湿。在最近的2010年，俄罗斯发生了多次巨大泥炭火灾，且在扑灭这些火灾方面并未取得多大的成果。因此，提出的问题是开发阻止泥炭火灾蔓延的方法，以作为在暴发火灾时的补救措施或作为保护城镇和住房的预防措施。此操作必须快速进行且成本应尽可能低，或者永久实施。
技术实现思路
为此， 申请人:已开发了一种方法，通过实施在水中具有高膨胀能力的超强吸水聚合物(共聚物)或SAP来克服所有问题。按照定义，这些聚合物是交联的。它们是共聚物、三元聚物等或这些聚合物的混合，其主要特征是在水介质中具有高膨胀能力。超强吸水聚合物是精细化工行业总所周知的聚合物。它们通常以粉末形式存在。其结构基于三维网络，类似于每个都能变形和吸水的大量小空腔，因此具有吸收大量水进而膨胀的属性。此类共聚物在专利FR2559158中描述，例如:丙烯酸或甲基丙烯酸交联聚合物、多聚糖/丙烯酸或甲基丙烯酸类型的交联接枝聚合物、丙烯酸或甲基丙烯酸/丙烯酰胺/磺化丙烯酰胺类型的交联三元共聚物，以及其碱土或碱金属盐。正如我们已经提到的，这些聚合物的主要特征是在水介质中具有高膨胀能力。他们可以吸收并保持大量的水，数量高达其在液体中质量的100倍或更高。它们尤其适用于农业以保持土壤中的水，适用于婴儿卫生用品以吸收尿液，还适用于其他类似应用。例如，交联聚丙烯酰胺SAP似乎能吸收达到其质量100至250倍的水(具体数量取决于盐度)，是十分有效的热障。换句话说，本专利技术涉及，该方法包括:-在暴发火灾或可能发生火灾的区域的外围挖掘沟渠；-用至少一种超强吸水聚合物(共聚物)(SAP)至少部分填充沟渠；在初始体现中，SAP部分或完全膨胀，即先将它们与水混合，使其在前述水的作用下部分或完全膨胀，然后用于填充沟渠。SAP部分或完全膨胀。事实上，完全膨胀SAP的特征是将三维网络的所有小空腔都充满水以达到饱和，即通过添加额外的水达到SAP不再吸收其他水的级别。因此，本专利技术涉及使用超强吸水聚合物作为热障，即用部分或完全膨胀SAP填充沟渠。鉴于此部分或完全膨胀SAP可包含高达99%的水，因此冠以“固体水”的名称。可以使用挖沟机快速挖掘沟渠(尤其是在松散材料中)，挖掘速度可达到5千米/小时，具体速度取决于沟渠的宽度和深度。这些挖沟机有几种类型:-轮式挖沟机(图1)，最深可达1.20米/1.50米，并且通道非常狭窄，为:10至20厘米。-链式挖沟机(图2、3和4)，在松软地面上能够深入8米。沟渠宽度取决于挖沟机臂的硬度，至少在20到40厘米之间。有些挖沟机可达到I米甚至更宽。事实上，沟渠宽度介于20至40厘米之间。为减少超强吸水聚合物的消耗，至少必须达到此宽度。可以通过特定的测试确定宽度。根据土壤的类型(壤土、石质土、石灰石、岩石等)、沟渠的深度和宽度，所用挖沟机的版本型号和额定功率都有极大不同，额定功率范围从50至1，500马力。它们通常用于农业以填埋灌溉管道。这些沟渠可以填充水。遗憾的是，在这种情况下，水将渗流并消失不见，沟渠壁坍塌。就泥炭而言，厚度为20至40厘米的部分或完全膨胀超强吸水聚合物就足以阻止火灾蔓延。一些挖沟机配备传送带，以便移除挖出的材料。就泥炭而言，必须移除这些产品并将它们存放在潮湿的环境中，以避免自燃。在第二种体现中，不提前膨胀SAP即填充到沟渠，但沉到沟渠时应与水分开进行。然后，用在沉放SAP之前或之后添加的水淹没，让其直接在沟渠中完全或部分膨胀。因此，对于浅沟渠(I米)以及孔隙度极低的沟渠壁，可将聚合物沉到沟渠的底部，再用水掩埋。在这种情况下，首选更大的颗粒大小(小于4毫米)，虽然这会延长膨胀时间，但可以更好地分配水。有利的是，从包含以下成分的基团精选聚合物:-通过丙烯酰胺和部分或完全盐化丙烯酸(钠盐形式更宜)的聚合作用获得的交联共聚物；-部分或完全盐化的交联聚丙烯酸(钠盐形式更宜)。在首选体现中，聚合物是丙烯酰胺和部分或完全盐化丙烯酸的交联共聚物，包含40至90mol%的丙烯酰胺以及10至60mol %的部分或完全盐化丙烯酸。在特定体现中，SAP是通过丙烯酰胺和/或部分或完全盐化丙烯酸和/或部分或完全盐化ATBS (2-丙烯酰胺-3- 丁基磺酸)和/或NVP (N-乙烯基吡咯烷酮)的聚合作用获得的三元聚合物。有利的是，ATBS和/或NVP的含量约为IOmol %。其他亲水单体则可用于产生聚合物，但也可使用疏水单体。共聚物与至少一种100至6，OOOppm的交联剂交联，这些交联剂精选自包含丙烯酸(亚甲基双丙烯酰胺)、烯丙基(四烯丙基氯化铵)、乙烯基(二乙烯基苯)、双环氧、金属盐化合物等的基团。这些聚合物在土壤中能稳定好几年。通过与丙烯酸交联剂(100至1，OOOppm更宜)和烯丙基交联剂(1，000至5，OOOppm更宜)双交联可提高稳定性，例如，使用MBA(亚甲基双丙烯酰胺)和四烯丙基氯化铵可将SAP的稳定性延长至5年以上。除此之外，降低的膨胀体积由沟渠中的聚合物填补。对于极酸的环境，可以先混合超强吸水聚合物，再使用10至20%的碳酸钙和碳酸钠使其膨胀。首选碳酸钙，因为它不会降低的SAP膨胀能力。聚合物中还可包含能提高水的灭火能力的化合物。这些化合物可以是磷酸盐(例如铵)、碳酸氢盐(例如钾、尿素)等。但是，溶于水的盐会降低膨胀能力。因此，首选尿素。至于这些沟渠的物理管理，需要建筑平台供车辆通行，以便从本文档来自技高网...

【技术保护点】
阻止和/或防止泥炭火灾蔓延的方法，包括：‑在暴发火灾或可能发生火灾的区域的外围挖掘沟渠；‑用至少一种超强吸水聚合物(共聚物)(SAP)至少部分填充沟渠。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.阻止和/或防止泥炭火灾蔓延的方法，包括: -在暴发火灾或可能发生火灾的区域的外围挖掘沟渠； -用至少一种超强吸水聚合物(共聚物)(SAP)至少部分填充沟渠。2.如权利要求1所述的方法，所述方法中的超强吸水聚合物(共聚物)在填入沟渠之前应先借助水部分或完全膨胀。3.如权利要求1所述的方法，所述方法中的超强吸水聚合物(共聚物)直接沉到沟渠中，然后再借助之前或之后输入的水完全或部分膨胀。4.如前述权利要求的任一项所述的方法，所述方法中的渠道宽度为20至40厘米。5.如前述权利要求的任一项所述的方法，所述方法中的渠道深度可达8米。6.如前述权利要求的任一项所述的方法，所述方法中的超强吸水聚合物(共聚物)精选自包含以下成分的基团: 通过丙烯酰胺和部分或完全盐化丙烯酸(钠盐形式更宜)的聚合作用获得的交联共聚物； 部分或完全盐化的交联聚丙烯酸(钠盐形式更宜)。7.如前述权利要求的任一项所述的方法，所述方法中的超强吸水聚合物(共聚物)由丙烯酸交联剂(100至1，OOOppm更宜)和烯丙基交联剂(1，000至5，OOOppm更宜)双交联获得。8.如权利要求7所述的方法，所述方法中的丙烯酸交联剂为MBA(亚甲基双丙烯酰胺)，烯丙基交联剂为四烯丙基氯化铵。9.如前述权利要求的任一项所述的方法，所述方法中的超强吸水聚合物(共...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷涅·皮什，
申请(专利权)人：SPCM公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR