DE19502548A1 - Detection and neutralisation system for toxic material, e.g. pollutant - Google Patents
Detection and neutralisation system for toxic material, e.g. pollutantInfo
- Publication number
- DE19502548A1 DE19502548A1 DE19502548A DE19502548A DE19502548A1 DE 19502548 A1 DE19502548 A1 DE 19502548A1 DE 19502548 A DE19502548 A DE 19502548A DE 19502548 A DE19502548 A DE 19502548A DE 19502548 A1 DE19502548 A1 DE 19502548A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- agent
- neutralization
- toxic
- reactant
- neutralization medium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 title claims abstract description 81
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 239000000463 material Substances 0.000 title abstract description 7
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 title abstract 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 title abstract 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 title description 3
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 title description 3
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 claims abstract description 26
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 claims abstract description 8
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 claims description 81
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 claims description 79
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 40
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 27
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims description 25
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 21
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 20
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 18
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 17
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 11
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 11
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 claims description 10
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 claims description 10
- NLSCHDZTHVNDCP-UHFFFAOYSA-N caesium nitrate Chemical compound [Cs+].[O-][N+]([O-])=O NLSCHDZTHVNDCP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 8
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 claims description 8
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 7
- 229910001487 potassium perchlorate Inorganic materials 0.000 claims description 7
- AXZAYXJCENRGIM-UHFFFAOYSA-J dipotassium;tetrabromoplatinum(2-) Chemical compound [K+].[K+].[Br-].[Br-].[Br-].[Br-].[Pt+2] AXZAYXJCENRGIM-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 6
- WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N hypochlorite Chemical compound Cl[O-] WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- KMUONIBRACKNSN-UHFFFAOYSA-N potassium dichromate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Cr](=O)(=O)O[Cr]([O-])(=O)=O KMUONIBRACKNSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 235000011118 potassium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 claims description 6
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 231100001245 air toxic agent Toxicity 0.000 claims description 5
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 claims description 5
- 235000011148 calcium chloride Nutrition 0.000 claims description 5
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 5
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 5
- 229930003347 Atropine Natural products 0.000 claims description 4
- RKUNBYITZUJHSG-UHFFFAOYSA-N Hyosciamin-hydrochlorid Natural products CN1C(C2)CCC1CC2OC(=O)C(CO)C1=CC=CC=C1 RKUNBYITZUJHSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RKUNBYITZUJHSG-SPUOUPEWSA-N atropine Chemical compound O([C@H]1C[C@H]2CC[C@@H](C1)N2C)C(=O)C(CO)C1=CC=CC=C1 RKUNBYITZUJHSG-SPUOUPEWSA-N 0.000 claims description 4
- 229960000396 atropine Drugs 0.000 claims description 4
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 4
- 150000002923 oximes Chemical class 0.000 claims description 4
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 claims description 4
- 239000000779 smoke Substances 0.000 claims description 4
- GDDNTTHUKVNJRA-UHFFFAOYSA-N 3-bromo-3,3-difluoroprop-1-ene Chemical compound FC(F)(Br)C=C GDDNTTHUKVNJRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 108010022752 Acetylcholinesterase Proteins 0.000 claims description 3
- 239000004254 Ammonium phosphate Substances 0.000 claims description 3
- -1 CaOCl2) Chemical compound 0.000 claims description 3
- RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N Diethylenetriamine Chemical compound NCCNCCN RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000005708 Sodium hypochlorite Substances 0.000 claims description 3
- 229940022698 acetylcholinesterase Drugs 0.000 claims description 3
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 3
- 229910000148 ammonium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000019289 ammonium phosphates Nutrition 0.000 claims description 3
- MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N diammonium hydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].OP([O-])([O-])=O MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 3
- 230000000269 nucleophilic effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000008188 pellet Substances 0.000 claims description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 3
- VKJKEPKFPUWCAS-UHFFFAOYSA-M potassium chlorate Chemical compound [K+].[O-]Cl(=O)=O VKJKEPKFPUWCAS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- BAZAXWOYCMUHIX-UHFFFAOYSA-M sodium perchlorate Chemical compound [Na+].[O-]Cl(=O)(=O)=O BAZAXWOYCMUHIX-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 229910001488 sodium perchlorate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 claims 2
- 238000002211 ultraviolet spectrum Methods 0.000 claims 2
- 102100033639 Acetylcholinesterase Human genes 0.000 claims 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims 1
- 108010050564 tropinesterase Proteins 0.000 claims 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 abstract description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 34
- 229940008126 aerosol Drugs 0.000 description 30
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 21
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 20
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 19
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 10
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 8
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 6
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 6
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 6
- 235000015110 jellies Nutrition 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000003958 nerve gas Substances 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000004044 response Effects 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 4
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 4
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 3
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- QKSKPIVNLNLAAV-UHFFFAOYSA-N bis(2-chloroethyl) sulfide Chemical compound ClCCSCCCl QKSKPIVNLNLAAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 239000008274 jelly Substances 0.000 description 3
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- 239000003826 tablet Substances 0.000 description 3
- 102000012440 Acetylcholinesterase Human genes 0.000 description 2
- 235000003351 Brassica cretica Nutrition 0.000 description 2
- 235000003343 Brassica rupestris Nutrition 0.000 description 2
- 241000219193 Brassicaceae Species 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M Sodium bicarbonate-14C Chemical compound [Na+].O[14C]([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000000159 acid neutralizing agent Substances 0.000 description 2
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 2
- 229910052925 anhydrite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 2
- 239000002575 chemical warfare agent Substances 0.000 description 2
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000006911 enzymatic reaction Methods 0.000 description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 2
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 2
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 235000010460 mustard Nutrition 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 2
- 239000006187 pill Substances 0.000 description 2
- 235000015320 potassium carbonate Nutrition 0.000 description 2
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 2
- 241000894007 species Species 0.000 description 2
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 2
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 2
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 229910000406 trisodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019801 trisodium phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 239000004604 Blowing Agent Substances 0.000 description 1
- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 1
- 239000000809 air pollutant Substances 0.000 description 1
- 231100001243 air pollutant Toxicity 0.000 description 1
- METKIMKYRPQLGS-UHFFFAOYSA-N atenolol Chemical compound CC(C)NCC(O)COC1=CC=C(CC(N)=O)C=C1 METKIMKYRPQLGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MEVHTHLQPUQANE-UHFFFAOYSA-N aziridine-2,3-dione Chemical compound O=C1NC1=O MEVHTHLQPUQANE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 230000002902 bimodal effect Effects 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 231100000481 chemical toxicant Toxicity 0.000 description 1
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 description 1
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000005474 detonation Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000007580 dry-mixing Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 150000003840 hydrochlorides Chemical class 0.000 description 1
- 239000006193 liquid solution Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 239000011736 potassium bicarbonate Substances 0.000 description 1
- 235000015497 potassium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000028 potassium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- TYJJADVDDVDEDZ-UHFFFAOYSA-M potassium hydrogencarbonate Chemical compound [K+].OC([O-])=O TYJJADVDDVDEDZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 230000000069 prophylactic effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009974 thixotropic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003053 toxin Substances 0.000 description 1
- 231100000765 toxin Toxicity 0.000 description 1
- 108700012359 toxins Proteins 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
- A62D3/00—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances
- A62D3/30—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by reacting with chemical agents
- A62D3/37—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by reacting with chemical agents by reduction, e.g. hydrogenation
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
- A62D3/00—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances
- A62D3/30—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by reacting with chemical agents
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
- A62D3/00—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances
- A62D3/30—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by reacting with chemical agents
- A62D3/38—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by reacting with chemical agents by oxidation; by combustion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
- A62D2101/00—Harmful chemical substances made harmless, or less harmful, by effecting chemical change
- A62D2101/02—Chemical warfare substances, e.g. cholinesterase inhibitors
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
- A62D2203/00—Aspects of processes for making harmful chemical substances harmless, or less harmful, by effecting chemical change in the substances
- A62D2203/04—Combined processes involving two or more non-distinct steps covered by groups A62D3/10 - A62D3/40
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
- A62D2203/00—Aspects of processes for making harmful chemical substances harmless, or less harmful, by effecting chemical change in the substances
- A62D2203/10—Apparatus specially adapted for treating harmful chemical agents; Details thereof
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Toxicology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Systeme zur Detektion und Neutralisation von toxischen Mitteln im allgemeinen, und sie betrifft insbesondere Systeme zur Detektion und Neutralisation von in der Luft befindlichen toxischen Mitteln, und zwar sowohl im Freien als auch in verhältnismäßig begrenzten Räumen. Weiter bezieht sich die vorliegende Erfindung auf Systeme zur in situ Erzeugung und Dissemination von Neutralisationsmitteln in Form sehr fein dispergierter Aerosole.The present invention relates to systems for detection and neutralization of toxic agents in general, and they especially relates to systems for detection and neutralization of airborne toxicants, both outdoors as well as in relatively limited spaces. Continue The present invention relates to in situ systems Generation and dissemination of neutralizing agents in the form very finely dispersed aerosols.
Es sind bereits im Handel erhältliche Systeme zur Detektion von in der Luft befindlichen toxischen Mitteln bekannt, zu denen Nebenprodukte chemischer Verfahren, wie HCl, H₂S, SO₂ und NH₃, und chemische Waffen (chemische Kampfstoffe, die abgekürzt mit CW bezeichnet werden und im Englischen Chemical Warfare Agents heißen), wie Nervengas oder Senfgas, gehören.There are already commercially available systems for the detection of known in the air toxic agents, which include By-products of chemical processes, such as HCl, H₂S, SO₂ and NH₃, and chemical weapons (chemical warfare agents, abbreviated to CW and English Chemical Warfare Agents hot), such as nerve gas or mustard gas, belong.
Die im Handel erhältlichen Systeme zur Anwendung im Freien haben typische Bereiche von fünf Kilometer, und hierzu gehören das XM21 System von Honeywell, U.S.A., das DataDIS System von Cilas Alcatel, Frankreich, und dergleichen. Innerhalb verhältnismäßig begrenzter Volumina, wie in einem Lagerraum, erfolgt die Detek tion toxischer Mittel mit Systemen, die beispielsweise auf SAW-Vorrichtungen beruhen. Solche Systeme verfügen typischerweise über ein Detektionsvermögen von Konzentrationen von etwa 1 ppm, was ausreichend unterhalb dem Gefahrengrenzwert, der abgekürzt auch als TLV (Threshold Limit Value) bezeichnet wird, von zwischen 5 ppm und 10 ppm für HCl, H₂S und ähnliche saure Substanzen dieser Art und von 0,001 mg/m³ für CW-Mittel liegt. The commercially available systems for outdoor use typical ranges of five kilometers, and this includes the XM21 system from Honeywell, U.S.A., the DataDIS system from Cilas Alcatel, France, and the like. Within relatively limited volumes, as in a storage room, the detek is done tion of toxic agents with systems based, for example, on SAW devices are based. Such systems typically have about a detection capability of concentrations of about 1 ppm, which is sufficiently below the hazard limit, which is abbreviated also called TLV (Threshold Limit Value), by between 5 ppm and 10 ppm for HCl, H₂S and similar acid Substances of this type and from 0.001 mg / m³ for CW agent is.
Bezüglich weiterer Information über die etwas entfernter liegen de Detektion atmosphärischer Pollutantien, in der Luft befindli cher toxischer Mittel und chemischer Waffen wird auf die folgen den Dokumente hingewiesen, deren Inhalt hiermit eingeführt wird: "Studies of DIAL/DISC Remote Sensing Techniques for Chemical Agent Detection", ARSCL-CR-80042, U.S. Army Chemical Systems Laboratory, Aberdeen Proving Ground, MD, Mai 1980, von M.L. Wright und G. Gioumousis, "Comparison of Laser Methods for the Remote Detection of Atmospheric Pollutants", Proceedings of the Institute of Electrical and Electronic Engineers, Band 59, Seite 1644, 1971, von H. Kildal und R. Byer, "Remote Sensing of Air Pollutants by Laser-induced Infrared Florescence-A Review", Analytica Chimica Acta, Band 71, Seite 277, 1974, von J.W. Robinson und J.D. Dake, und "Remote Detection of Chemical Agents by Laser Initiated Non-Resonant Infrared Spectroscopy", ARCSL- CR-82054, U.S. Army Chemical Systems Laboratory, Aberdeen Proving Ground, MD, Juni 1983, von L.S. Bernstein et al.For more information about the more remote lie de detection of atmospheric pollutants, in the air toxic chemicals and chemical weapons will follow the documents, the contents of which are hereby introduced: Studies of DIAL / DISC Remote Sensing Techniques for Chemical Agent Detection, ARSCL-CR-80042, U.S. Army Chemical Systems Laboratory, Aberdeen Proving Ground, MD, May 1980, by M.L. Wright and G. Gioumousis, "Comparison of Laser Methods for the Remote Detection of Atmospheric Pollutants ", Proceedings of the Institute of Electrical and Electronic Engineers, Volume 59, page 1644, 1971, by H. Kildal and R. Byer, "Remote Sensing of Air Pollutants by Laser-induced Infrared Fluorescence-A Review ", Analytica Chimica Acta, Vol. 71, page 277, 1974, by J.W. Robinson and J.D. Dake, and "Remote Detection of Chemical Agents by Laser Initiated Non-Resonant Infrared Spectroscopy ", ARCSL CR-82054, U.S. Pat. Army Chemical Systems Laboratory, Aberdeen Proving Ground, MD, June 1983, by L.S. Bernstein et al.
Es gibt bisher jedoch keine Systeme zur aktiven Neutralisation von in der Luft befindlichen toxischen Mitteln, so daß der Schutz vor solchen Mitteln bis zur heutigen Zeit noch durch hauptsächlich passive Mittel erfolgt, wie unter anderem durch Schutzräume, Schutzkleidung, Dekontaminationsvorrichtungen und dergleichen.However, there are no systems for active neutralization of airborne toxic agents, so that the Protection against such means to this day still through mainly passive means, such as, inter alia Shelters, protective clothing, decontamination devices and like.
Die gegen beispielsweise CW-Mittel verfügbaren aktiven Systeme beruhen hauptsächlich auf einer prophylaktischen Vorbehandlung, wozu unter anderem zum Beispiel Pyridostygminpillen, Oxim tabletten, Oximinjektionen und Atropininjektionen gehören, oder auf einer Freisetzung von Neutralisationsmitteln aus Druckbehäl tern, die herkömmlichen Feuerlöschgeräten ähneln, in Form eines Flüssigkeitssprays, eines feinen Pulvers oder granulierter Mate rialien mittels eines Treibmittels, wie Stickstoff oder Luft. The active systems available against, for example, CW agents are mainly based on prophylactic pretreatment, including, for example, pyridostygmine pills, oxime tablets, oximide injections and injections of atropine, or on a release of neutralizing agents from pressure vessel tern, which are similar to conventional fire extinguishers, in the form of a Liquid sprays, a fine powder or granulated mate by means of a blowing agent, such as nitrogen or air.
Die genaue Zusammensetzung der Neutralisationsmittel ist ab hängig vom zu neutralisierenden toxischen Mittel und beinhaltet typischerweise Alkalihydroxidsalze zur Neutralisation von sauren toxischen Mitteln und von Nervengasen auf Organophosphorbasis sowie Hydrochloride zur Neutralisation von Senfgasen auf Basis von Schwefel oder Stickstoff.The exact composition of the neutralizing agent is from depends on the toxicant to be neutralized and includes typically alkali metal hydroxide salts for the neutralization of acidic toxicants and nerve gases based on organophosphorus as well as hydrochlorides for the neutralization of mustards based gases of sulfur or nitrogen.
Die Wirksamkeit der derzeit verfügbaren und ein Pulver enthal tenden Druckbehälter, das Teilchengrößen von typischerweise im Bereich von etwa 20 µm bis etwa 60 µm aufweist, ist aus mehreren Gründen begrenzt. Erstens ergeben solche große Teilchen ein re lativ niedriges Verhältnis von Oberfläche zu Volumen, woraus ein begrenzte Umwandlungsfähigkeit von toxischen Mitteln in nichttoxische Produkte resultiert, da die gewünschten Reaktionen an der Oberfläche der Teilchen stattfinden. Zweitens läßt sich aus solchen Pulvern nur schwer ein Aerosol herstellen, das sich gleichförmig verteilt und das sicherstellt, daß die pulverförmi gen Teilchen nach einmal erfolgter Bildung während einer gewöhn lich langzeitigen Lagerung bis zur Anwendung in ihrem ursprüng lichen suspendierten Zustand verbleiben, so daß die Gebrauchs dauer des Produkts erhalten bleibt. Dies hat seine Ursache darin, daß feindispergierte Pulver bei der Lagerung stark zu einer Agglomeration oder einem Verbacken neigen, wodurch die Dispersität dieser Pulver stark behindert wird und es dazu kommt, daß die Teilchen, welche den Lagerbehälter noch verlassen können, noch grobkörniger sind und das Neutralisationsvermögen dieser Teilchen pro Gewichtseinheit daher noch weiter erniedrigt wird.The effectiveness of currently available and a powder contained pressure vessel, the particle sizes of typically in the Range of about 20 microns to about 60 microns, is made of several Limited reasons. First, such large particles give a re relatively low ratio of surface to volume, resulting in a limited transmissibility of toxic agents in Non-toxic products results because the desired reactions take place on the surface of the particles. Second, it can be From such powders difficult to produce an aerosol, the uniformly distributed and that ensures that the pulverförmi Particles after a successful education during a gewöhn long-term storage until application in its original form remain suspended state, so that the use duration of the product. This has its cause in that finely dispersed powders strongly on storage agglomeration or caking, causing the Dispersity of these powders is severely hampered and it does comes that the particles, which leave the storage container still can, are even coarser and the neutralization ability Therefore, this particle per unit weight even further lowered becomes.
Es wurden bereits Versuche zur Lösung der Probleme unternommen, die mit der langzeitigen Lagerung feinverteilter Pulver verbun den sind. Hierzu wird beispielsweise hingewiesen auf US-A 4 234 432 (Tarpley), worin eine pulverförmige Zusammensetzung zur Disseminierung beschrieben ist, bei der das Pulver in einem thixotropen Gel enthalten ist, welches die Agglomeration, Sinte rung und Verbackung des Pulvermaterials verhindert. Dieses fein teilige Pulver hat wenigstens eine bimodale Größenverteilung der darin vorhandenen Teilchen und ist in einer gelierten Flüssig keit eingekapselt. Dieses Verfahren ist jedoch verhältnismäßig komplex, da es die Herstellung eines Pulvers mit einer wohldefi nierten Teilchengrößenverteilung erfordert.Attempts have already been made to solve the problems the verbun with the long-term storage finely divided powder verbun they are. Reference is made, for example, to US Pat. No. 4,234,432 (Tarpley), wherein a powdery composition for Dissemination is described in which the powder in one thixotropic gel is included, which is the agglomeration, Sinte tion and caking of the powder material prevented. This fine Particulate powder has at least a bimodal size distribution of contained therein and is in a gelled liquid encapsulated. However, this procedure is proportionate complex, since it is the production of a powder with a well-def Neten particle size distribution requires.
In wenigstens einem Fall wurde der Versuch unternommen, die bei der Lagerung auftretenden Probleme durch Bildung von Lagerungs reaktionsvorläufern anstelle der tatsächlichen Pulver zu umge hen. In der U.S. Statutory Invention (Erfindung nach den Ge setzen Vereinigten Staaten von Amerika) Nr. H349 von Krevitz et al. werden Reagenzzusammensetzungen beschrieben, die im festen Zustand chemisch inert und im geschmolzenen Zustand chemisch aktiv sind. Diese Reagenzzusammensetzungen enthalten eine erste Substanz, wie ein Wachs mit hohem Molekulargewicht oder ein Polymer, und eine zweite Substanz, die in einer festen Matrix aus der ersten Substanz gelöst, dispergiert oder eingekapselt ist. Die zweite Substanz ist eine chemisch hochreaktive Verbin dung, wie eine starke Base oder eine starke Säure. Als Feststof fe sind die Reagenzzusammensetzungen inert. In geschmolzenem Zustand, wenn die zweite Substanz freiliegt, sind die erhaltenen flüssigen Lösungen jedoch hoch reaktiv.In at least one case, the attempt was made at storage problems by formation of storage reaction precursors instead of the actual powder hen. In U.S. Pat. Statutory Invention (invention according to the Ge United States of America) No. H349 by Krevitz et al. Reagent compositions are described in the solid Condition chemically inert and chemically molten are active. These reagent compositions contain a first Substance, such as a high molecular weight wax or a Polymer, and a second substance in a solid matrix dissolved, dispersed or encapsulated from the first substance is. The second substance is a chemically highly reactive verbin such as a strong base or a strong acid. As solids Fe, the reagent compositions are inert. In molten Condition when the second substance is exposed, are the obtained liquid solutions, however, highly reactive.
Die obigen Ausführungen zeigen, daß ganz offensichtlich ein Bedarf und ein dringender Wunsch für ein System zur Detektion und Neutralisation von in der Luft befindlichen toxischen Mit teln besteht. Ein solches System sollte sich vorzugsweise direkt zur in situ Neutralisation von in der Luft befindlichen toxi schen Mitteln in der Atmosphäre anwenden lassen, bevor diese Mittel eine Chance haben, den Boden zu erreichen, wie beispiels weise nach einem Unfall in einer Chemieanlage, einem Angriff mit chemischen Waffen oder innerhalb einem relativ begrenzten Volu men, wie in einem Lagerraum. The above remarks show that quite obviously Need and an urgent desire for a detection system and neutralization of airborne toxic compounds exists. Such a system should preferably be direct for the in situ neutralization of airborne toxins in the atmosphere before they are used Means have a chance to reach the bottom, such as after an accident in a chemical plant, an attack with chemical weapons or within a relatively limited Volu like in a storage room.
Es wäre ferner hoch erwünscht, wenn die Antwortzeit eines der artigen Systems und die Neutralisationszeit der toxischen Mittel möglichst kurz wäre, da je nach den herrschenden Wetterbe dingungen sogar relativ geringe Mengen von in der Luft befindli chen toxischen Mitteln innerhalb einer kurzen Zeitdauer über große Flächen disseminiert werden können.It would also be highly desirable if the response time of one of the system and the neutralization time of toxic agents as short as possible, depending on the prevailing Wetterbe even relatively small amounts of air in the air toxic agents within a short period of time large areas can be disseminated.
Weiter besteht ein allgemein anerkannter Bedarf an einem verbes serten System zur Erzeugung und Disseminierung von Neutralisa tionsmitteln zwecks Neutralisation toxischer Mittel. Vorzugs weise sollte dabei das Neutralisationsmittel als Aerosol aus sehr feinen Teilchen disseminiert werden, um hierdurch für ein zur wirksamen Neutralisation eines toxischen Mittels notwendiges hohes Verhältnis von Oberfläche zu Volumen zu sorgen. Feine Teilchen können fließen und über eine verhältnismäßig lange Zeitdauer in der Luft suspendiert bleiben, so daß sie ihre Wirk samkeit gegen in der Luft befindliche toxische Mittel beibehal ten.Furthermore, there is a generally recognized need for a verbes serten system for generating and disseminating Neutralisa for the neutralization of toxic agents. virtue wise should the neutralizing agent as an aerosol very fine particles are disseminated in order for this to happen necessary for the effective neutralization of a toxic agent high surface to volume ratio. Fine Particles can flow and over a relatively long time Period of time remain suspended in the air, so that they are effective maintain its resistance to airborne toxic agents th.
Vorzugsweise wird das Aerosol bei Temperaturen im Bereich von 300°C bis 800°C disseminiert, da ein heißes Aerosol nicht nur unter einer erhöhten Reaktionsgeschwindigkeit neutralisiert, sondern auch eine Geschwindigkeitsdissoziation toxischer Mittel oder wenigstens eine Spaltung ihrer funktionellen Gruppen ver ursacht. In bestimmten Fällen soll die Neutralisation der toxi schen Mittel allerdings nicht von extremen Änderungen des Drucks oder der Temperatur begleitet sein, um zu verhindern, daß Men schen gefährlichen Bedingungen ausgesetzt werden.Preferably, the aerosol is at temperatures in the range of 300 ° C to 800 ° C disseminated as a hot aerosol not only neutralized at an increased reaction rate, but also a velocity dissociation of toxic agents or at least one cleavage of their functional groups ver ursacht. In certain cases, the neutralization of toxi However, this does not depend on extreme changes in pressure or the temperature to prevent Men dangerous conditions.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Detektion und Neutralisation eines in der Luft befindlichen toxischen Mittels, wobei dieses System gekennzeichnet ist durch (a) ein Neutralisa tionsmedium zur Neutralisation wenigstens eines in der Luft befindlichen toxischen Mittels, (b) ein Detektionsmittel zur Analyse einer Wolke zwecks Bestimmung, ob eine solche Wolke wenigstens ein in der Luft befindliches toxisches Mittel ent hält, und (c) ein Steuermittel zur Aktivierung des Neutralisa tionsmediums zwecks Neutralisation des wenigstens einen in der Luft befindlichen toxischen Mittels, sobald dessen Anwesenheit in der Wolke vom Detektionsmittel detektiert ist, wobei das Neutralisationsmedium einen ersten Reaktanten und einen zweiten Reaktanten der Art enthält, daß bei einer Aktivierung des Neutralisationsmediums der erste Reaktant und der zweite Reaktant miteinander unter Bildung wenigstens eines Neutrali sationsmittels reagieren, das mit dem wenigsten einen in der Luft befindlichen toxischen Mittel unter Bildung nichttoxischer Reaktionsprodukte reagiert.The present invention relates to a system for detection and Neutralization of an airborne toxicant, this system being characterized by (a) neutralization tion medium for neutralization of at least one in the air (b) a detection agent for Analysis of a cloud to determine if such a cloud at least one toxic agent in the air ent and (c) a control means for activating neutralisa tion medium for the purpose of neutralization of at least one in the Airborne toxicant as soon as its presence is detected in the cloud by the detection means, wherein the Neutralization medium, a first reactant and a second Reactants of the type contains that upon activation of the Neutralization medium, the first reactant and the second Reactant with each other to form at least one neutral react with the least one in the Air toxic agents to form non-toxic Reaction products reacts.
Das Neutralisationsmedium ist vorzugsweise als eine feste Treibmittelzusammensetzung, die im folgenden abgekürzt auch als SFC (Solid Fuel Composition) bezeichnet wird, geformt, die über eine praktisch unbegrenzte Anzahl an möglichen Kombinationen ihrer Komponenten und Konzentrationen verfügt, solange die Neutralisationsmittel in ausreichenden Mengen erzeugt werden. Die genaue Zusammensetzung und Konzentration an SFC wird ausge wählt unter Berücksichtigung des wahrscheinlich zu neutralisie renden toxischen Mittels, der Kosten, Verfügbarkeit und leichten Anwendbarkeit der verschiedenen geeigneten Komponenten und eines breiten Bereichs sonstiger chemischer, herstellungstechnischer und ökologischer Betrachtungen.The neutralization medium is preferably as a solid Propellant composition, hereinafter abbreviated as SFC (Solid Fuel Composition) is called, shaped over a virtually unlimited number of possible combinations their components and concentrations, as long as the Neutralizing agent can be produced in sufficient quantities. The exact composition and concentration of SFC is eliminated taking into account the likely to neutralize toxic agent, cost, availability and ease Applicability of the various suitable components and a wide range of other chemical, manufacturing technology and ecological considerations.
Vorzugsweise ist ein Reaktant der SFC ein Oxidationsmittel, wie unter anderem Kaliumperchlorat, Kaliumdichromat, Kaliumnitrat, Kaliumchlorat, Natriumperchlorat, Natriumhypochlorit, Cäsiumni trat, Ammoniumperchlorat und dergleichen. Der andere Reaktant der SFC ist vorzugsweise zur Wirkung als Reduktionsmittel be fähigt, und hierbei kann es sich um ein oder mehr verschiedene organische Materialien handeln, wie unter anderem um Kautschuk, polymere Materialien, Epoxyharze, Phenol-Formaldehyd-Harze und dergleichen, oder auch um Phosphor, Schwefel und dergleichen.Preferably, a reactant of the SFC is an oxidizing agent, such as including potassium perchlorate, potassium dichromate, potassium nitrate, Potassium chlorate, sodium perchlorate, sodium hypochlorite, cesium nitrate occurred, ammonium perchlorate and the like. The other reactant the SFC is preferably to act as a reducing agent be capable, and this may be one or more different ones organic materials, such as rubber polymeric materials, epoxy resins, phenol-formaldehyde resins and the like, or also phosphorus, sulfur and the like.
Die feste Treibmittelzusammensetzung (SFC) kann auch einen Füll stoff enthalten, wie unter anderem Kaliumhydroxid, Natriumhydro xid, Natriumbicarbonat, Kaliumchlorid, Ammoniumphosphat oder Hypochlorite, und solche Füllstoffe dienen hauptsächlich als Quelle für Aktivsubstanzen, die zur Neutralisation vieler Arten an toxischen Mitteln verwendet werden, und ferner auch zur Steuerung der Temperatur des Aerosols durch Absorption einer gewissen Menge der bei den Oxidations-Reduktions-Reaktionen auftretenden Wärmetönung, sofern dies notwendig ist. In Ab hängigkeit von der jeweiligen Funktionalität des Neutralisa tionsmediums kann der Füllstoff beispielsweise auch Pyridostyg min, Oxim, Atropin, Acetylcholinesterase, STB (CaCl₂, CaO, CaOCl₂) und DS2 (Diethylentriamin, Ethylenglycol, NaOH) enthal ten.The solid propellant composition (SFC) may also be a filler containing, inter alia, potassium hydroxide, sodium hydro xid, sodium bicarbonate, potassium chloride, ammonium phosphate or Hypochlorites, and such fillers are mainly used as Source of active ingredients used to neutralize many species be used on toxic agents, and also to the Control of the temperature of the aerosol by absorption of a certain amount of in the oxidation-reduction reactions occurring heat of reaction, if necessary. In Ab Dependent on the respective functionality of Neutralisa tion medium, the filler, for example, Pyridostyg min, oxime, atropine, acetylcholinesterase, STB (CaCl₂, CaO, CaOCl₂) and DS2 (diethylenetriamine, ethylene glycol, NaOH) enthal th.
Die Neutralisationsreaktion ist irreversibel und läuft bei atmosphärischen Bedingungen sowie nach irgendeinem von mehreren Reaktionswegen ab, was vom jeweiligen Neutralisationsmittel und toxischen Mittel abhängt, und diese Neutralisationsreaktion beinhaltet (a) einen nucleophilen Austausch der funktionellen Gruppen, die den Schlüssel der Toxizität der toxischen Mittel darstellen, (b) einen Angriff durch Oxidationsmittel, wie durch aktive Halogene, Peroxide, Hypochlorite und dergleichen, oder (c) enzymatische Reaktionen, die zur Bindung der aktiven Stellen der toxischen Mittel befähigt sind.The neutralization reaction is irreversible and starts atmospheric conditions as well as any of several Reaction paths from what of the respective neutralizing agent and toxic agent, and this neutralization reaction involves (a) a nucleophilic replacement of the functional Groups that hold the key toxicity of toxic agents (b) an attack by oxidants such as active halogens, peroxides, hypochlorites and the like, or (c) enzymatic reactions leading to binding of active sites toxic agents.
Neutralisationsmittel, die Aktivreste einschließen, wie ClO⁻, NH₄⁺, NH₃, Na⁺, K⁺ und dergleichen, sind beispielsweise gegen über vielen Arten an toxischen Mitteln länger wirksam, wobei es zu den folgenden Arten an Neutralisationsreaktionen kommt:Neutralizing agents which include active residues, such as ClO⁻, NH₄⁺, NH₃, Na⁺, K⁺ and the like, for example, against longer effective over many types of toxic agents, it being to the following types of neutralization reactions comes:
- (a) bei sauren Gasen, wie HCl oder H₂S HCl + KOH → KCl + HO(a) with acidic gases, such as HCl or H₂S HCl + KOH → KCl + HO
- (b) bei einem Senfgas auf Basis von Schwefel oder Stickstoff S(CH₂ CH₂Cl)₂ + Ca(OCl)₂ + Ca(OH)₂ → CaSO₄ + CaCl₂ + CO₂ + H₂O(b) for a mustard gas based on sulfur or nitrogen S (CH₂CH₂Cl) ₂ + Ca (OCl) ₂ + Ca (OH) ₂ → CaSO₄ + CaCl₂ + CO₂ + H₂O
- (c) bei einem Nervengas auf Organophosphorbasis P(RO)₂-OF + NaOH → ROH + NaF + Na₃PO₄(c) an organophosphorus nerve gas P (RO) ₂-O + NaOH → ROH + NaF + Na₃PO₄
Ist die feste Treibmittelzusammensetzung (SFC) zur Neutralisa tion saurer Gase ausgelegt, dann kann sie auch eine farbverän dernde Substanz enthalten, so daß sich die Neutralisation des toxischen Mittels anhand einer Veränderung der Farbe erkennen läßt.Is the solid propellant composition (SFC) neutralized tion of acidic gases, then it can also a farbverän containing the substance, so that the neutralization of the Detect toxic agent by a change in color leaves.
Die Antwortzeit eines Systems und die Neutralisationszeit für die toxischen Mittel muß selbstverständlich möglichst gering sein. Die Antwortzeit von der Detektion eines toxischen Mittels bis zur Aktivierung des Neutralisationsmediums beträgt etwa 30 Sekunden, wobei das Neutralisationsmittel vorzugsweise als Aero sol mit 1 µm großen Teilchen freigesetzt wird, was dessen rasche und homogene Dissemination in Konkurrenz zur Dissemination der toxischen Mittel derart erleichtert, daß die Neutralisationszeit einer 5 m³ Wolke an toxischem Mittel etwa 3 Minuten beträgt.The response time of a system and the neutralization time for Of course, the toxic agents must be as low as possible his. The response time from the detection of a toxic agent until activation of the neutralization medium is about 30 Seconds, the neutralizing agent preferably as Aero sol is released with 1 micron sized particles, which is its rapid and homogeneous dissemination in competition with the dissemination of toxic agents so facilitated that the neutralization time a 5 m³ cloud of toxic agent is about 3 minutes.
In Abhängigkeit von der Funktionalität des Systems können ver schiedene Formen an Detektionsmitteln zur Anwendung gelangen. Es kann sich dabei um elektrooptische Detektionsmittel handeln, die einen UV-Laser und/oder einen IR-Laser oder eine Blitzlampe als Strahlenquelle für die abgestrahlte Energie und einen Detektor für die empfangene Energie enthalten. Wahlweise können die De tektionsmittel auch eine SAW-Vorrichtung beinhalten. Die De tektionsmittel können zur Bestimmung der Anwesenheit eines toxi schen Mittels und zusätzlich auch von dessen Konzentration ein gesetzt werden, so daß das Neutralisationsmedium nur oberhalb einer vorbestimmten Konzentration an toxischem Mittel aktiviert wird.Depending on the functionality of the system ver various forms of detection means are used. It may be electro-optical detection means, the a UV laser and / or an IR laser or a flash lamp as Radiation source for the radiated energy and a detector for the received energy. Optionally, the De detection means also include a SAW device. The De can be used to determine the presence of a toxi means and, in addition, its concentration be set so that the neutralization medium only above activated at a predetermined concentration of toxic agent becomes.
Das Gemisch der erfindungsgemäßen festen Treibmittelzusammen setzung (SFC) kann die Form eines Pulvers haben oder in Form einer festen Patrone vorliegen, wie in Form fester Tabletten, Pillen oder Pellets. Ferner kann die feste Treibmittelzusammen setzung (SFC) auch die Form einer Paste oder eines Gelees haben. In all diesen Formen kann die feste Treibmittelzusammensetzung (SFC) so gestaltet sein, daß sich eine maximale Neutralisations wirkung für das toxische Mittel ergibt. Entsprechend gestaltete Patronen, Pulver oder Gelees ermöglichen, daß das Aerosol in die gewünschte Richtung und mit der gewünschten Geschwindigkeit freigesetzt wird. Nach diesen Grundsätzen kann auch die Dichte der Patrone, des Pulvers oder des Gelees so variiert werden, daß sich eine weitere Optimierung der Funktion des Materials der festen Treibmittelzusammensetzung (SFC) ergibt.The mixture of solid propellants of the invention together Substitution (SFC) may take the form of a powder or in the form a solid cartridge, such as in the form of solid tablets, Pills or pellets. Furthermore, the solid propellant may be combined (SFC) also have the form of a paste or a jelly. In all these forms, the solid propellant composition (SFC) be designed so that a maximum neutralization effect on the toxic agent. Designed accordingly Cartridges, powders or jellies allow the aerosol to enter the desired direction and at the desired speed is released. According to these principles, also the density the cartridge, the powder or the jelly are varied so that Another optimization of the function of the material solid propellant composition (SFC).
Systeme für eine Anwendung im Freien können als batterieartig auf dem Boden angeordnete Rauchtopfgeneratoren (Smoke Pot Ground Generators) konfiguriert sein, die in Städten und anderen be wohnten Gebieten aufgestellt sind, so daß diese Systeme als Antwort auf eine Detektion von toxische Mittel enthaltenden Wolken diese toxischen Mittel in situ neutralisieren, bevor sie den Boden erreichen. Wahlweise können derartige Systeme auch als mobile Generatoren ausgestaltet sein, die auf diversen Trans portmitteln angeordnet sein können, wie Motorfahrzeugen, Flug zeugen, Schiffen, Lokomotiven, gepanzerten Fahrzeugen oder See fahrzeugen, welche für eine maximale Manövrierbarkeit sorgen. Schließlich können auch das Neutralisationsmedium enthaltende Granaten mittels Granatwerfern ausgebracht und in der Luft zur Detonation gebracht werden, um hierdurch Soldaten und sonstiges militärisches Personal auf dem Gefechtsfeld zu schützen.Systems for outdoor use may be considered battery-like on the floor arranged smoke pot generators (Smoke Pot Ground Generators) that are used in cities and other inhabited areas, so that these systems as Response to a detection of toxic agents Clouds neutralize these toxic agents in situ before they reach the ground. Optionally, such systems may also be considered be designed mobile generators that are on various trans can be arranged, such as motor vehicles, flight trees, ships, locomotives, armored vehicles or sea vehicles that provide maximum maneuverability. Finally, the neutralization medium containing Grenades discharged by means of grenade launchers and in the air Detonation brought to it by soldiers and others to protect military personnel on the battlefield.
Die Systeme können auch in Lagerräumen, Laboratorien oder ähn lichen Einrichtungen zum Einsatz gelangen, indem das Neutrali sationsmedium beispielsweise oberhalb einer Stelle, an der die toxischen Mittel gelagert werden, angeordnet wird, so daß das System nach Detektion eines Lecks automatisch aktiviert wird, um das toxische Mittel im geschützten Raum (Volumen) zu neutrali sieren. Wahlweise kann auch ein das Neutralisationsmedium ent haltender Behälter in der Nähe eines zu schützenden Bereichs aufbewahrt und dann in das zu schützende Volumen gebracht wer den, wenn bestimmte Bedingungen für seine Anwendung sprechen.The systems can also be used in storage rooms, laboratories or similar facilities are used by the Neutrali For example, above a location at which the be disposed of toxic agent, so that the System is automatically activated after detection of a leak neutralize the toxic agent in the protected space (volume) Sieren. Optionally, a neutralizing ent holding container near a protected area stored and then brought into the volume to be protected who when certain conditions speak for its application.
Die erfindungsgemäßen Systeme haben insgesamt den Vorteil, daß sie eine rasche und zuverlässige Neutralisation toxischer Mittel ermöglichen, die sich infolge eines Angriffs mit chemischen Waffen in der Luft befinden oder die beispielsweise in einer Herstellungsanlage, einer petrochemischen Anlage und dergleichen zufällig auftreten oder die infolge eines Lecks beispielsweise in einem Lagerraum, Labor und dergleichen in einem verhältnis mäßig kleinem Volumen eingegrenzt sind.The systems according to the invention have the overall advantage that a rapid and reliable neutralization of toxic agents which may be due to an attack with chemical Weapons are in the air or the example in one Manufacturing plant, a petrochemical plant and the like occur accidentally or as a result of a leak, for example in a storage room, laboratory and the like in a ratio moderately small volume are limited.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher be schrieben, wobei diese Beschreibung lediglich als Beispiel zu verstehen ist. In dieser Zeichnung zeigenThe invention will be closer in the following with reference to the drawing this description is given as an example only understand is. In this drawing show
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes System zur Detektion und Neutralisation von in der Luft befindlichen toxi schen Mitteln, Fig. 1 shows an inventive system for the detection and neutralization of airborne toxi rule means,
Fig. 2 eine senkrecht geschnittene Ansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Patrone zur Abgabe eines Aerosols zwecks Neutralisation eines in der Luft befindlichen toxischen Mittels und Fig. 2 is a vertical sectional view of a first embodiment of a cartridge according to the invention for delivering an aerosol for the purpose of neutralizing a toxic agent in the air and
Fig. 3 eine senkrecht geschnittene Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Patrone zur Abgabe eines Aerosols zwecks Neutralisation eines in der Luft befindlichen toxischen Mittels. Fig. 3 is a vertical sectional view of a second embodiment of a cartridge according to the invention for delivering an aerosol for the purpose of neutralizing a toxic agent in the air.
Die vorliegende Erfindung betrifft Systeme zur Detektion und Neutralisation von in der Luft befindlichen toxischen Mitteln sowohl im Freien als auch in verhältnismäßig begrenzten Räumen (Volumina) auf Basis der in situ Erzeugung und Dissemination von Neutralisationsmitteln als ein sehr fein dispergiertes Aerosol aus einer festen Treibmittelzusammensetzung, die im folgenden abgekürzt auch als SFC (Solid Fuel Composition) bezeichnet wird.The present invention relates to systems for detection and Neutralization of airborne toxic agents both outdoors and in relatively limited spaces (Volumes) based on in situ generation and dissemination of Neutralizing agents as a very finely dispersed aerosol from a solid propellant composition, hereinafter also abbreviated as SFC (Solid Fuel Composition).
Die SFC enthält typischerweise wenigstens zwei Reaktanten, wel che miteinander unter Bildung wenigstens eines Neutralisations mittels reagieren, das mit dem toxischen Mittel unter Bildung nichttoxischer, inerter und umweltfreundlicher Reaktionsprodukte reagiert.The SFC typically contains at least two reactants, wel che together to form at least one neutralization by reacting with the toxic agent under formation non-toxic, inert and environmentally friendly reaction products responding.
Die Prinzipien und die Anwendung des erfindungsgemäßen Systems lassen sich unter Bezugnahme auf die Zeichnung und die beglei tende Beschreibung besser verstehen.The principles and application of the system according to the invention can be explained with reference to the drawing and the accompanying better understand this description.
In der Zeichnung zeigt die Fig. 1 ein System zur Detektion und Neutralisation von in der Luft befindlichen toxischen Mitteln, das im allgemeinen mit dem Bezugszeichen 100 bezeichnet wird, wobei dieses System nach der Lehre der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist und arbeitet und im allgemeinen ein De tektionssystem 102 und ein Steuersystem 104 zur Aktivierung eines Neutralisationssystems 106 zwecks Neutralisation von in der Luft befindlichen toxischen Mitteln enthält.In the drawing Fig. 1 shows a system for detection and neutralization of airborne toxicants, which is generally designated by the reference numeral 100 , which system is constructed and operates according to the teachings of the present invention and is generally a De detection system 102 and a control system 104 for activating a neutralization system 106 to neutralize airborne toxic agents.
Je nach der Funktion des Systems 100 können verschiedene Arten an Detektionssystemen 102 angewandt werden. Wird das System 100 beispielsweise im Freien angewandt, dann wird vorzugsweise ein elektrooptisches Detektionssystem 102 verwendet, wie es in US-A 5 281 816 (Jacobson) beschrieben wird, welches einen UV-Laser und/oder einen IR-Laser oder eine Blitzlampe als Strahlenquelle enthält, wobei die abgestrahlte Energie von einer Wolke teilwei se zu einem Detektor reflektiert wird. Eine typische 5 m³ Wolke in einer Höhe von etwa 30 bis 50 m, die H₂S in einer Konzentra tion von 10 ppm als ein saures toxisches Mittel enthält, ver ursacht eine Abschwächung von 60% bis 80% bei einem UV-Signal mit einer Wellenlänge von 0,23 µm in einem Abstand von 100 m. Bei einem System 100, das zur Stationierung in einem verhältnis mäßig begrenztem Raum (Volumen) ausgelegt ist, beruht das De tektionssystem 102 vorzugsweise auf einer SAW-Vorrichtung.Depending on the function of the system 100 , various types of detection systems 102 may be used. For example, when the system 100 is used outdoors, an electro-optic detection system 102 is preferably used, as described in US Pat. No. 5,281,816 (Jacobson), which includes a UV laser and / or an IR laser or a flashlamp as a radiation source contains, wherein the radiated energy is partially reflected by a cloud to a detector. A typical 5 m³ cloud at a height of about 30 to 50 m, which contains H₂S at a concentration of 10 ppm as an acidic toxic agent, causes an attenuation of 60% to 80% with a UV signal having a wavelength of 0.23 μm at a distance of 100 m. In a system 100 designed for deployment in a relatively modest space (volume), the detection system 102 is preferably based on a SAW device.
Das Steuersystem 104 enthält vorzugsweise einen Spektralanalysa tor zur Analyse des vom Detektor empfangenen Signals zwecks Bestimmung der Frage, ob die Wolke toxische Mittel enthält und, falls ja, vorzugsweise in welchen relativen Konzentrationen, so daß das Neutralisationssystem 106 lediglich oberhalb eines vor bestimmten Schwellwerts aktiviert wird, der menschliches Leben gefährdet oder die ordnungsgemäße Funktion einer Belegschaft un terbricht. Eine Zusammenfassung solcher Schwellwerte findet sich in "Dangerous Properties of Hazardous Materials", Chemical Safety Sheets, OSHA und NIOSH (U.S.A.) Regulations von Irwin Sax.The control system 104 preferably includes a spectral analyzer for analyzing the signal received by the detector to determine whether the cloud contains toxicants and, if so, preferably at what relative concentrations so that neutralization system 106 is activated only above a predetermined threshold that endangers human life or interrupts the proper functioning of a workforce. A summary of such thresholds can be found in "Dangerous Properties of Hazardous Materials," Chemical Safety Sheets, OSHA, and NIOSH (USA) Regulations by Irwin Sax.
Das System 100 ist vorzugsweise zur Detektion einer breiten Vielfalt an toxischen Mitteln befähigt, wie unter anderem zur Detektion von Nebenprodukten eines chemischen Verfahrens, bei spielsweise von HCl oder H₂S in einer Konzentration von etwa 5 bis 10 ppm und von ähnlichen sauren toxischen Mitteln, sowie von chemischen Waffen, beispielsweise von Nervengasen auf Organo phosphorbasis und Senfgasen auf Schwefelbasis oder Stickstoff basis in einer Konzentration von etwa 0,1 mg/m³ an toxische Mittel darstellenden chemischen Waffen. Gleichzeitig ist die Antwortzeit des Systems 100 auf ein solches Minimum ausgelegt, daß die Gesamtzeit von der Detektion einer toxische Mittel ent haltenden Wolke bis zur Aktivierung des Neutralisationssystems 106 innerhalb von etwa 30 Sekunden liegt.The system 100 is preferably capable of detecting a wide variety of toxicants, including but not limited to detection of by-products of a chemical process such as HCl or H₂S in a concentration of about 5 to 10 ppm and similar acidic toxicants, as well as chemical weapons, for example, organophosphorus nerve gases and sulfur-based or nitrogen-based mustards at a concentration of about 0.1 mg / m3 of toxic chemical agents. At the same time, the response time of the system 100 is designed to such a minimum that the total time from the detection of a toxicant-containing cloud to the activation of the neutralization system 106 is within about 30 seconds.
Ein besonderes Merkmal des Neutralisationssystems 106 ist, daß ein Neutralisationsmedium bei Detektion toxischer Mittel akti viert und hierdurch ein Neutralisationsmittel in Form eines Aerosols freigesetzt wird, das mit dem toxischen Mittel unter Bildung verschiedener inerter, nichttoxischer und umweltverträg licher Gase, Salze und verschiedener organischer Materialien als Reaktionsprodukte reagiert. Die Neutralisation der toxischen Mittel wird so durchgeführt, daß sie äußerst rasch erfolgt, so daß sich beispielsweise eine 5 m³ Wolke an toxischen Mitteln innerhalb von etwa drei Minuten neutralisieren läßt, da sogar verhältnismäßig geringe Mengen an toxischen Mitteln bei Angrif fen mit chemischen Waffen je nach den herrschenden Wetterbe dingungen innerhalb einer kurzen Zeitdauer über große Flächen disseminiert werden können.A particular feature of the neutralization system 106 is that a neutralization medium is activated upon detection of toxic agents and thereby releases a neutralizing agent in the form of an aerosol containing the toxicant to form various inert, non-toxic and environmentally acceptable gases, salts and various organic materials Reaction products reacts. The neutralization of the toxicants is carried out to be extremely rapid, so that, for example, a 5 m 3 cloud of toxicants can be neutralized within about three minutes, since even relatively small amounts of toxicants are attacked by chemical weapons The prevailing Wetterbe conditions can be disseminated over a short period of time over large areas.
Die Wirksamkeit des Neutralisationsmittels wird durch dessen Freisetzung als Aerosol mit etwa 1 µm großen Teilchen erleich tert, wodurch für ein leichter dispergierbares und höher wirksa mes Aerosol gesorgt wird als bei den bisher bekannten Aerosolen dieser Art. Die kleinere Teilchengröße sorgt auch für eine weit größere Oberfläche im Verhältnis zum Volumen als bei den bisher bekannten Aerosolen, da mit abnehmender Teilchengröße die Anzahl an Aerosolteilchen pro Volumeneinheit in umgekehrtem Verhältnis zur dritten Potenz des Durchmessers der Teilchen zunimmt, während die Oberfläche der Teilchen direkt proportional ist zur zweiten Potenz des Durchmessers. Die gesamte Oberfläche der Teilchen erhöht sich somit in umgekehrtem Verhältnis zum Durch messer der Teilchen oder in direktem Verhältnis zur Dispersität des Aerosols.The effectiveness of the neutralizing agent is determined by its Release as aerosol with about 1 micron sized particles easier tert, which makes for a more easily dispersible and higher effective with aerosol is provided as in the previously known aerosols this type. The smaller particle size also ensures a far larger surface in relation to the volume than in the past known aerosols, since with decreasing particle size, the number on aerosol particles per unit volume in inverse proportion increases to the third power of the diameter of the particles, while the surface of the particles is directly proportional to second power of the diameter. The entire surface of the Particle thus increases in inverse proportion to the through diameter of the particles or in direct proportion to the dispersity of the aerosol.
Die kleine Teilchengröße des Aerosols ermöglicht dessen rasche und homogene Dissemination in einer derartigen Konkurrenz zur Dissemination der toxischen Mittel, daß im Falle einer Frei setzung toxischer Mittel in die Atmosphäre diese Mittel in situ neutralisiert werden, bevor sie den Boden erreichen und bevor irgendeine Diffusion erfolgen kann. Weiter ist unschwer erkenn bar, daß eine Neutralisation chemischer Mittel hoch oberhalb des Bodens den besonderen Vorteil hat, daß im Bodenbereich weitere Schutzmaßnahmen angewandt werden können.The small particle size of the aerosol allows its rapid and homogeneous dissemination in such a competition Dissemination of toxic agents that in the case of a free release of toxic agents into the atmosphere these agents in situ be neutralized before they reach the bottom and before any diffusion can take place. Next is easily recognizable bar, that a neutralization of chemical agents high above the Soil has the particular advantage that in the ground area more Protective measures can be applied.
Es ist ferner zu beachten, daß die vorliegende Erfindung gegen über den derzeit verfügbaren und Neutralisationsmittel enthal tenden Druckbehältern den besonderen Vorteil hat, daß das Neutralisationsmedium nicht als Aerosol gelagert werden muß, was, wie oben beschrieben, zu einer allmählichen Agglomeration der Teilchen, Schwierigkeiten bei der Verteilung und einer ge ringeren Wirksamkeit führt.It should also be noted that the present invention against over the currently available and neutralizing agent enthal pressure vessels has the particular advantage that the Neutralization medium does not have to be stored as an aerosol, which, as described above, leads to a gradual agglomeration the particle, difficulty in distribution and a ge reduces their effectiveness.
Die feste Treibmittelzusammensetzung (SFC) kann aus einer prak tisch unbegrenzten Anzahl möglicher Kombinationen von Komponen ten und Konzentrationen hergestellt werden, sofern bei ihrer Aktivierung ausreichende Mengen an wirksamen Neutralisations mitteln erzeugt werden. Die genaue Zusammensetzung und Konzen tration der SFC wird ausgewählt unter Berücksichtigung des wahr scheinlich zu neutralisierenden toxischen Mittels, der Kosten, Verfügbarkeit und leichten Anwendbarkeit der verschiedenen ge eigneten Komponenten und eines breiten Bereichs sonstiger chemi scher, herstellungstechnischer und ökologischer Betrachtungen. Zu beachten ist allerdings, daß Kern der erfindungsgemäßen wirk samen Neutralisation einer Wolke aus toxischen Mitteln nicht die genaue Zusammensetzung der SFC ist, sondern die in situ Reaktion von zwei oder mehr Komponenten der SFC unter Bildung eines Aero sols mit sehr feinen festen Teilchen.The solid propellant composition (SFC) may consist of a prak unlimited number of possible combinations of components and concentrations, provided that their Activation sufficient amounts of effective neutralization be generated. The exact composition and Konzen tration of the SFC is selected taking into account the true apparently neutralizing toxic agent, the cost, Availability and ease of use of the various ge suitable components and a wide range of other chemi shear, manufacturing and environmental considerations. It should be noted, however, that the core of the inventive neutralization of a cloud of toxic substances not the exact composition of the SFC is, but the in situ reaction of two or more components of the SFC to form an Aero sols with very fine solid particles.
Vorzugsweise ist ein Reaktant der SFC ein Oxidationsmittel, wie unter anderem Kaliumperchlorat, Kaliumdichromat, Kaliumnitrat, Kaliumchlorat, Natriumperchlorat, Natriumhypochlorit, Cäsiumni trat, Ammoniumperchlorat und dergleichen. Der andere Reaktant der SFC ist vorzugsweise zur Wirkung als Reduktionsmittel be fähigt, und hierbei kann es sich um ein oder mehr verschiedene organische Materialien handeln, wie unter anderem um Kautschuk, polymere Materialien, Epoxyharze, Phenol-Formaldehyd-Harze und dergleichen, oder auch um Phosphor, Schwefel und dergleichen.Preferably, a reactant of the SFC is an oxidizing agent, such as including potassium perchlorate, potassium dichromate, potassium nitrate, Potassium chlorate, sodium perchlorate, sodium hypochlorite, cesium nitrate occurred, ammonium perchlorate and the like. The other reactant the SFC is preferably to act as a reducing agent be capable, and this may be one or more different ones organic materials, such as rubber polymeric materials, epoxy resins, phenol-formaldehyde resins and the like, or also phosphorus, sulfur and the like.
Als Beispiele für typische feste Treibmittelzusammensetzungen (SFC) werden im folgenden 10 mögliche Zusammensetzungen be schrieben, durch welche der Schutzumfang der vorliegenden Erfin dung jedoch in keiner Weise eingeschränkt werden soll.As examples of typical solid propellant compositions (SFC) will be in the following 10 possible compositions be by which the scope of the present invention However, it should not be restricted in any way.
Die feste Treibmittelzusammensetzung (SFC) kann auch einen Füll stoff enthalten, wie unter anderem Kaliumhydroxid, Natriumhydro xid, Natriumbicarbonat, Kaliumchlorid, Ammoniumphosphat oder Hypochlorite, und solche Füllstoffe dienen hauptsächlich als Quelle für Aktivsubstanzen, die zur Neutralisation vieler Arten an toxischen Mitteln verwendet werden, und ferner zur Steuerung der Temperatur des Aerosols durch Absorption einer gewissen Menge der bei den Oxidations-Reduktions-Reaktionen auftretenden Wärmetönung, sofern dies notwendig ist. In Abhängigkeit von der jeweiligen Funktionalität des Neutralisationsmediums kann der Füllstoff beispielsweise auch Pyridostygmin, Oxim, Atropin, Acetylcholinesterase, STB (CaCl₂, CaO, CaOCl₂) und DS2 (Diethy lentriamin, Ethylenglycol, NaOH) enthalten.The solid propellant composition (SFC) may also be a filler containing, inter alia, potassium hydroxide, sodium hydro xid, sodium bicarbonate, potassium chloride, ammonium phosphate or Hypochlorites, and such fillers are mainly used as Source of active ingredients used to neutralize many species be used on toxic agents, and also for control the temperature of the aerosol by absorption of a certain Amount of occurring in the oxidation-reduction reactions Cooling, if necessary. Depending on the respective functionality of the neutralization medium of the Filler, for example, pyridostygmine, oxime, atropine, Acetylcholinesterase, STB (CaCl₂, CaO, CaOCl₂) and DS2 (Diethy lentriamine, ethylene glycol, NaOH).
Die Neutralisationsreaktion ist irreversibel und läuft bei atmosphärischen Bedingungen sowie nach irgendeinem von mehreren Reaktionswegen ab, was vom jeweiligen Neutralisationsmittel und toxischen Mittel abhängt, und diese Neutralisationsreaktion beinhaltet (a) einen nucleophilen Austausch der funktionellen Gruppen, die den Schlüssel der Toxizität der toxischen Mittel darstellen, (b) einen Angriff durch Oxidationsmittel, wie durch aktive Halogene, Peroxide, Hypochlorite und dergleichen, oder (c) enzymatische Reationen, die zur Bindung der aktiven Stellen der toxischen Mittel befähigt sind.The neutralization reaction is irreversible and starts atmospheric conditions as well as any of several Reaction paths from what of the respective neutralizing agent and toxic agent, and this neutralization reaction involves (a) a nucleophilic replacement of the functional Groups that hold the key toxicity of toxic agents (b) an attack by oxidants such as active halogens, peroxides, hypochlorites and the like, or (c) enzymatic reactions leading to binding of active sites toxic agents.
Die Neutralisationsmittel sind natürlich nicht toxisch und ex plosionssicher und beinhalten unter anderem Aktivreste, wie ClO⁻, NH₄⁺, NH₃, Na⁺, K⁺ und dergleichen, welche insgesamt gegenüber vielen Arten an toxischen Mitteln länger wirksam sind, wobei es zu den folgenden Arten an Neutralisationsreaktionen kommt:The neutralizing agents are of course non-toxic and ex pseudo-secure and contain, among other things, active residues, such as ClO⁻, NH₄⁺, NH₃, Na⁺, K⁺ and the like, which total compared many types of toxic agents are more effective, it being to the following types of neutralization reactions comes:
- (a) bei sauren Gasen, wie HCl oder H₂S HCl + KOH → KCl + H₂O(a) with acidic gases, such as HCl or H₂S HCl + KOH → KCl + H₂O
- (b) bei einem Senfgas auf Basis von Schwefel oder Stickstoff S(CH₂CH₂Cl)₂ + Ca(OCl)₂ + Ca(OH)₂ → CaSO₄ + CaCl₂ + CO₂ + H₂O(b) for a mustard gas based on sulfur or nitrogen S (CH₂CH₂Cl) ₂ + Ca (OCl) ₂ + Ca (OH) ₂ → CaSO₄ + CaCl₂ + CO₂ + H₂O
- (c) bei einem Nervengas auf Organophosphorbasis P(RO)₂OF + NaOH → ROH + NaF + Na₃PO₄(c) an organophosphorus nerve gas P (RO) ₂OF + NaOH → ROH + NaF + Na₃PO₄
Ist die feste Treibmittelzusammensetzung (SFC) zur Neutralisa tion saurer Gase ausgelegt, dann kann sie auch eine farbverän dernde Substanz enthalten, so daß sich die Neutralisation des toxischen Mittels anhand einer Veränderung der Farbe erkennen läßt.Is the solid propellant composition (SFC) neutralized tion of acidic gases, then it can also a farbverän containing the substance, so that the neutralization of the Detect toxic agent by a change in color leaves.
Zu beachten ist auch, daß alle obigen Reaktionen hoch exotherm sind und typischerweise bei Temperaturen von 300°C bis 800°C ablaufen, wodurch sich die Reaktionsgeschwindigkeiten erhöhen und wodurch es auch zu einer Dissoziation der toxischen Mittel oder wenigstens einer Abspaltung ihrer funktionellen Gruppen kommen kann. Unter bestimmten Umständen, wie beispielsweise in bewohnten Gebieten, darf die Neutralisation der toxischen Mittel jedoch nicht von extremen Veränderungen des Druckes oder der Temperatur begleitet sein, damit die Bevölkerung keinen bedroh lichen oder gefährlichen Zuständen ausgesetzt ist, und in einem solchen Fall muß das Aerosol daher auf Umgebungstemperaturen gekühlt werden.It should also be noted that all the above reactions are highly exothermic are and typically at temperatures of 300 ° C to 800 ° C. run off, thereby increasing the reaction rates and which also causes a dissociation of toxic agents or at least a cleavage of their functional groups can come. Under certain circumstances, such as in inhabited areas, allowed neutralization of toxic agents but not from extreme changes in pressure or pressure Temperature should be accompanied so that the population is not threatened or dangerous conditions, and in one In such case, the aerosol must therefore be at ambient temperatures be cooled.
Eine erfindungsgemäße feste Treibmittelzusammensetzung (SFC) kann in jeder geeigneten Weise hergestellt werden. Zu Beispiels zwecken werden im folgenden drei hierfür geeignete Methoden beschrieben, ohne daß der Schutzumfang der vorliegenden Erfin dung jedoch irgendwie darauf beschränkt sein soll. Bei einem ersten Verfahren erfolgt eine trockene Vermischung der ver schiedenen Komponenten und eine anschließende mechanische Ver pressung zu Pellets oder Tabletten mit der gewünschten Größe und Form, die typischerweise Gewichte von 100 g, 500 g und 1000 g haben. Bei einem zweiten Verfahren werden die verschiedenen Komponenten unter Bildung einer Paste miteinander vermischt, welche dann zwecks Herstellung von Ladungen mit 1000 bis 5000 g in Formen mit geeigneter Größe und Gestalt gegossen wird, worauf das Ganze zwecks Entfernung von eventuellem Lösemittel bei spielsweise durch Erhitzung getrocknet und anschließend gehärtet wird. Bei einem dritten Verfahren werden die Komponenten unter Bildung einer Paste miteinander vermischt, die zugleich auf einem Sieb getrocknet und geschüttelt wird, wodurch ein trocke nes Pulver gebildet wird, mit dem Patronen oder Geschosse ge eigneter Form und Größe gefüllt werden können.A Solid Propellant Composition (SFC) of the Invention can be made in any suitable way. For example The following three methods are suitable for this purpose described without the scope of the present inven However, it should somehow be limited to this. At a first method is a dry mixing of ver different components and a subsequent mechanical Ver squeeze into pellets or tablets of the desired size and size Mold, typically weights of 100 g, 500 g and 1000 g to have. In a second method, the various Components mixed together to form a paste, which then for the production of charges with 1000 to 5000 g is poured into molds of suitable size and shape, on what the whole thing for the purpose of removing any solvent For example, dried by heating and then cured becomes. In a third method, the components become submerged Formation of a paste mixed together, at the same time dried and shaken a sieve, creating a dry powder is formed, with the cartridges or projectiles ge suitable shape and size can be filled.
Eine typische und mit einer festen Treibmittelzusammensetzung (SFC) gefüllte Patrone hat einen Durchmesser von 10 cm, eine Höhe von 7,5 cm und ein Gewicht von etwa 0,5 kg und enthält beispielsweise 41 Gew.-% Kaliumperchlorat, 41 Gew.-% Kalium nitrat, 16 Gew.-% Epoxyharz und 2 Gew.-% Mg, wodurch nach Akti vierung die folgenden gasförmigen Produkte in den angegebenen Massenfraktionen und Gewichten erzeugt werden:A typical and with a solid propellant composition (SFC) filled cartridge has a diameter of 10 cm, one Height of 7.5 cm and a weight of about 0.5 kg and contains For example, 41 wt .-% potassium perchlorate, 41 wt .-% potassium nitrate, 16% by weight of epoxy resin and 2% by weight of Mg, which according to Akti vation the following gaseous products in the specified Mass fractions and weights are generated:
Die kondensierte Phase besteht aus festen Teilchen von K₂CO₃ und KCl. Das Gewichtsverhältnis aus der gasförmigen Phase und der kondensierten Phase beträgt 0,6 zu 0,4. Während des Abkühlvor gangs des Aerosols in der freien Luft treten aus der gasförmigen Phase KCl, KOH, KHCO₃, K₂CO₃ und möglicherweise auch Oxide von Kalium, wie KO und K₂O, in die kondensierte Phase aus festen Teilchen über, welche Durchmesser in der Größenordnung von etwa 1 µm haben.The condensed phase consists of solid particles of K₂CO₃ and KCl. The weight ratio of the gaseous phase and the condensed phase is 0.6 to 0.4. During the cooling down gangs of aerosol in the open air emerge from the gaseous Phase KCl, KOH, KHCO₃, K₂CO₃ and possibly also oxides of Potassium, such as KO and K₂O, in the condensed phase of solid Particles over which have diameters of the order of about 1 μm.
In jeder dieser Formen kann die feste Treibmittelzusammensetzung (SFC) so gestaltet und geformt sein, daß sich ein maximaler Neutralisierungseffekt für das toxische Mittel ergibt. Ent sprechend gestaltete Patronen, Pulver oder Gelees ermöglichen, daß das Aerosol in die gewünschte Richtung und mit der gewünsch ten Geschwindigkeit freigesetzt wird. Nach diesen Grundsätzen kann auch die Dichte der Patrone, des Pulvers oder des Gelees so variiert werden, daß sich eine weitere Optimierung der Funktion des Materials der festen Treibmittelzusammensetzung (SFC) er gibt.In each of these forms, the solid propellant composition (SFC) be designed and shaped so that a maximum Neutralization effect for the toxic agent results. Ent to make intelligently designed cartridges, powders or jellies, that the aerosol in the desired direction and with the desired speed is released. According to these principles also can the density of cartridge, powder or jelly so be varied, that is a further optimization of the function of the solid propellant composition (SFC) material gives.
Im folgenden werden anhand der Fig. 2 und 3 der Zeichnung zwei Konfigurationen für Patronen zur Freisetzung eines Neutra lisationsmittels in Form eines Aerosols beschrieben.In the following two configurations for cartridges for releasing a neutralization agent in the form of an aerosol will be described with reference to FIGS . 2 and 3 of the drawing.
Die Fig. 2 zeigt eine allgemein durch die Bezugsziffer 110 bezeichnete Patrone, die vorzugsweise die Form einer Handgranate hat, in deren Gehäuse 114 eine feste Treibmittelzusammensetzung (SFC) als Ladung 112 angeordnet ist, die über einen Zünder 116 gezündet wird, bei dem es sich um einen chemischen Zünder oder einen elektrischen Zünder handeln kann. Das durch die Anzündung der SFC-Ladung 112 entstehende Aerosol wird dazu gezwungen, daß es einen gewundenen Weg durch die Patrone 110 nimmt, die Sperren in Form von Vorsprüngen 118 aufweist. Der Weg des Aerosols wird an der Außenseite von einem zweiten Gehäuse 120 umgeben, das ein geeignetes Wärmeabsorptionsmedium enthält, wie MAP-ABC 70 Pul ver, Carbonate, Wasser, Ethylenglycol und dergleichen. Das Wär meabsorptionsmedium dient zur Absorption von Wärme aus dem Aero sol und somit zu dessen Abkühlung. Das Kopfteil der Patrone 110 wird von einem weiteren Gehäuse 122 umfaßt, das ein Feuerlösch mittel 124 enthält, durch welches das Aerosol weiter gekühlt wird und das sich mit dem Aerosol vermischen kann. Das erhaltene und die Patrone 110 verlassende Produkt ist ein mit einem trockenen Pulver vermischtes Aerosol. Fig. 2 shows a cartridge, generally indicated by the reference numeral 110 , which is preferably in the form of a hand grenade, in whose housing 114 a solid propellant composition (SFC) is disposed as charge 112 which is ignited by an igniter 116 in which it is can be a chemical detonator or an electric detonator. The aerosol produced by the ignition of the SFC charge 112 is forced to take a tortuous path through the cartridge 110 which has barriers in the form of protrusions 118 . The path of the aerosol is surrounded on the outside by a second housing 120 containing a suitable heat absorbing medium, such as MAP-ABC 70 powder, carbonates, water, ethylene glycol and the like. The heat absorption medium serves to absorb heat from the aero sol and thus to cool it. The head portion of the cartridge 110 is surrounded by another housing 122 containing a fire extinguishing agent 124 through which the aerosol is further cooled and can mix with the aerosol. The resulting product leaving the cartridge 110 is an aerosol mixed with a dry powder.
Die Fig. 3 der Zeichnung zeigt eine ähnliche Patrone wie die Fig. 2, welche hier allgemein durch die Bezugsziffer 126 be zeichnet wird. Hierbei wird eine SFC-Ladung 128 über Zünder 130 aktiviert. Durch Ablenkbleche 132 wird das erzeugte Aerosol zu einem langen Weg gezwungen, bevor es ins Freie gelangen kann. Teile dieses Wegs sind von einem geeigneten Wärmeabsorptions material 134 begrenzt, das zur Abkühlung des Aerosols beiträgt, bevor dieses an die Atmosphäre austritt. Fig. 3 of the drawing shows a similar cartridge as shown in FIG. 2, which is here generally by the reference numeral 126 be distinguished. In this case, an SFC charge 128 is activated via igniter 130 . Baffles 132 force the generated aerosol to a long distance before it can escape. Parts of this path are limited by a suitable heat-absorbing material 134 , which contributes to the cooling of the aerosol before it exits to the atmosphere.
Das Neutralisationssystem 106 kann in einer breiten Vielfalt an Formationen ausgestaltet sein, und zwar in Abhängigkeit davon, ob das System 100 im Freien oder in einem geschlossenen Raum zum Einsatz gelangt, und welche Ladung an toxischen Mitteln voraus sichtlich neutralisiert werden muß. Die Entladung des Neutra lisationsmittels erfolgt unabhängig von den aus gebrachten Mit teln vorzugsweise kontinuierlich, um so eine große Grenzfläche mit der Wolke des toxischen Mittels zu bilden.The neutralization system 106 may be configured in a wide variety of formations, depending on whether the system 100 is used outdoors or in a confined space, and which charge of toxic agents must be expected to be neutralized. The discharge of the neutralization agent is carried out independently of the medium, preferably continuously, so as to form a large interface with the cloud of toxic agent.
Zu typischen Konfigurationen des Neutralisationssystems 106 für eine Anwendung im Freien gehören unter anderem batterieartig auf dem Boden angeordnete Rauchtopfgeneratoren (Smoke Pot Ground Ge nerators), durch die sich in Städten und anderen bewohnten Ge bieten mit einer Geschwindigkeit von 1 bis 8 kg/min ein Neutra lisationsmittel erzeugen läßt, mobile Generatoren, durch die sich ein Neutralisationsmittel mit einer Geschwindigkeit von 1 bis 3 kg/min erzeugen läßt und die auf diversen Transportmitteln angeordnet sind, wie Motorfahrzeugen, Flugzeugen, Schiffen, Lokomotiven, gepanzerten Fahrzeugen oder Seefahrzeugen, welche für eine maximale Manövrierbarkeit sorgen, und Granaten, die das Neutralisationsmittel in einer Menge von 0,15 bis 0,45 kg pro Granate liefern und die mittels Granatwerfen ausgebracht werden, um hierdurch Soldaten und sonstiges militärisches Personal auf dem Gefechtsfeld zu schützen.Typical configurations of neutralization system 106 for an outdoor application include, but are not limited to, battery-type ground-mounted smoke pot ground generators that provide a neutra at speeds of 1 to 8 kg / min in cities and other inhabited areas lize generating means, mobile generators, which can produce a neutralizing agent at a rate of 1 to 3 kg / min and which are arranged on various means of transport, such as motor vehicles, aircraft, ships, locomotives, armored vehicles or maritime vehicles, which for a maximum Maneuverability, and grenades that deliver the neutralizer in an amount of 0.15 to 0.45 kg per grenade and that are deployed by means of grenade launching to protect soldiers and other military personnel on the battlefield.
Zu typischen Konfigurationen des Neutralisationssystems 106 für eine Anwendung in geschlossenen Räumen gehören vorzugsweise eine vorherige Positionierung des Neutralisationsmediums, indem die ses beispielsweise oberhalb einer Stelle, an der die toxischen Mittel gelagert werden, angeordnet wird, so daß das Neutralisa tionsmedium nach Detektion eines Lecks automatisch aktiviert wird, um das toxische Mittel im zu schützenden Bereich zu neutralisieren. Wahlweise kann das Neutralisationsmedium auch in der Nähe des zu schützenden Raums (Volumens) gelagert und nur dann in den geschützten Raum (Volumen) verteilt werden, wenn bestimmte Bedingungen für seine Anwendung sprechen.Typical configurations of the neutralization system 106 for an indoor environment preferably include prior positioning of the neutralization medium by placing it above a location where the toxicants are stored, for example, so that the neutralization medium automatically activates upon detection of a leak to neutralize the toxic agent in the area to be protected. Optionally, the neutralization medium can also be stored in the vicinity of the space to be protected (volume) and distributed only in the protected space (volume), if certain conditions speak for its application.
Die Erfindung ist oben zwar anhand einer begrenzten Anzahl an Ausführungsformen beschrieben worden, doch sind selbstverständ lich viele Abwandlungen, Veränderungen und sonstige Anwendungen der Erfindung möglich.The invention is above on the basis of a limited number of Embodiments have been described, but are self-evident many modifications, changes and other applications the invention possible.
Claims (28)
- (a) ein Neutralisationsmedium zur Neutralisation wenigstens eines in der Luft befindlichen toxischen Mittels,
- (b) ein Detektionsmittel zur Analyse einer Wolke zwecks Be stimmung, ob eine solche Wolke wenigstens ein in der Luft befindliches toxisches Mittel enthält, und
- (c) ein Steuermittel zur Aktivierung des Neutralisationsmediums zwecks Neutralisation des wenigstens einen in der Luft befindlichen toxischen Mittels, sobald dessen Anwesenheit vom Detektionsmittel detektiert ist,
- (a) a neutralizing medium for neutralizing at least one toxic agent in the air;
- (b) detection means for analyzing a cloud to determine whether such a cloud contains at least one toxic agent in the air, and
- (c) a control means for activating the neutralization medium to neutralize the at least one toxic agent in the air as soon as its presence is detected by the detection means,
- (a) einen ersten Reaktanten und
- (b) einen zweiten Reaktanten,
- (a) a first reactant and
- (b) a second reactant,
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IL10855194A IL108551A0 (en) | 1994-02-04 | 1994-02-04 | System for detection and neutralization of toxic agents and air-borne toxic agents in particular |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19502548A1 true DE19502548A1 (en) | 1995-08-10 |
Family
ID=11065780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19502548A Withdrawn DE19502548A1 (en) | 1994-02-04 | 1995-01-27 | Detection and neutralisation system for toxic material, e.g. pollutant |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19502548A1 (en) |
| IL (1) | IL108551A0 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6066295A (en) * | 1996-05-31 | 2000-05-23 | Spectral Sciences, Inc. | System and method for remote detection and remediation of airborne and waterborne chemical/biological agents |
| WO2003013698A3 (en) * | 2001-07-31 | 2003-06-26 | Franz-Dietrich Oeste | Tropospheric volume elements enriched with vital elements and/or protective substances |
| AU2002331532B2 (en) * | 2001-07-31 | 2008-06-26 | Franz-Dietrich Oeste | Tropospheric volume elements enriched with vital elements and/or protective substances |
| WO2023108278A1 (en) * | 2021-12-16 | 2023-06-22 | Bell Scott Christopher | Systems and methods for atmospheric dispersion of oxidant for net conversion of atmospheric methane to carbon dioxide |
-
1994
- 1994-02-04 IL IL10855194A patent/IL108551A0/en unknown
-
1995
- 1995-01-27 DE DE19502548A patent/DE19502548A1/en not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6066295A (en) * | 1996-05-31 | 2000-05-23 | Spectral Sciences, Inc. | System and method for remote detection and remediation of airborne and waterborne chemical/biological agents |
| WO2003013698A3 (en) * | 2001-07-31 | 2003-06-26 | Franz-Dietrich Oeste | Tropospheric volume elements enriched with vital elements and/or protective substances |
| AU2002331532B2 (en) * | 2001-07-31 | 2008-06-26 | Franz-Dietrich Oeste | Tropospheric volume elements enriched with vital elements and/or protective substances |
| US7501103B2 (en) | 2001-07-31 | 2009-03-10 | Ernst Ries | Tropospheric volume elements enriched with vital elements and/or protective substances |
| WO2023108278A1 (en) * | 2021-12-16 | 2023-06-22 | Bell Scott Christopher | Systems and methods for atmospheric dispersion of oxidant for net conversion of atmospheric methane to carbon dioxide |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IL108551A0 (en) | 1996-06-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69206399T2 (en) | Fire extinguishing process. | |
| EP0976423B1 (en) | Process and apparatus for extinguishing fires | |
| DE3326884C2 (en) | Process for masking visible and infrared radiation and mist ammunition to carry out this process | |
| DE69724441T2 (en) | FIRE EXTINGUISHING METHOD AND FIRE EXTINGUISHING SYSTEM | |
| DE19636725C2 (en) | Method and device for extinguishing room fires | |
| DE69822786T2 (en) | Chemically active fire suppression composition | |
| DE19634006C2 (en) | Aerosol forming agent for extinguishing fires and process for the production thereof | |
| DE69430426T2 (en) | FIRE-FIGHTING DEVICE AND METHOD | |
| EP1173394B9 (en) | Pyrotechnic active mass for producing an aerosol highly emissive in the infrared spectrum and impenetrable in the visible spectrum | |
| DE69904950T2 (en) | AEROSOL FORMING FIRE EXTINGUISHER | |
| DE69323410T2 (en) | GAS GENERATOR FOR AIRBAGS | |
| DE2908075A1 (en) | COMBUSTION DEVICE | |
| DE3238455A1 (en) | FOGGED BODY | |
| CA2761572A1 (en) | Self-contained non-toxic obscurant grenade and self-contained aerosol dispersing grenade | |
| US5423385A (en) | Fire extinguishing methods and systems | |
| EP0569025B1 (en) | Automatic fire-fighting device | |
| WO1994023800A1 (en) | Composition for preparing a fire-extinguishing gas-aerosol mixture and its use | |
| DE3326883A1 (en) | FOR INFRARED RADIATION AND PERMISSIBLE SMOKE-GENERATING PYROTECHNICAL COMPOSITION AND FUEL AMMUNITION MADE THEREOF | |
| DE19502548A1 (en) | Detection and neutralisation system for toxic material, e.g. pollutant | |
| EP0679618A1 (en) | Pyrotechnical charge for releasing stored gas from a pressure vessel | |
| DE19516818A1 (en) | Gas generation compsn. for use in inflatable safety devices | |
| Kibert et al. | Encapsulated micron aerosol agents (EMAA) | |
| DE19846511A1 (en) | Firework, especially class II rocket or ground firework, contains effects filling of non-explosive, solid, easily combustible powder or granules | |
| Houghton | Emergency characterization of unknown materials | |
| CA2604974A1 (en) | Extremely insensitive detonating substance and method for its manufacture |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |