Огнетушащий состав
Владельцы патента RU 2310488:
Федеральное государственное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт противопожарной обороны МЧС России (ФГУ ВНИИПО МЧС России) (RU)
Изобретение относится к комбинированным газовым огнетушащим составам и может применяться при объемном тушении пожаров стационарными установками и при тушении загорании огнетушителями. Состав содержит бромистый этил и добавку, предотвращающую возможность горения смесей бромистого этила с воздухом в виде йодсодержащего фтору глеводорода C1-С3 с 1-2 атомами йода при соотношении компонентов, мас.%: бромистый этил 30-70%; йодсодержащий фторуглеводород С1С3 с 1-2 атомами йода - 70-30%. Состав не разрушает озоновый слой атмосферы Земли, обеспечивает высокую огнетушащую способность и улучшенные эксплуатационные качества. 2 табл.
Изобретение относится к газовым огнетушащим составам и может применяться при объемном тушении пожаров и при тушении загорании огнетушителями.
Достоинством газовых огнетушащих составов является высокая эффективность и быстрота тушения, отсутствие ущерба материалам и оборудованию, находящимся в защищаемом помещении, возможность предупреждения образования взрывоопасных сред.
Известны газовые составы, предназначенные для объемного тушения и флегматизации взрывоопасных сред. Наиболее эффективными газовыми составами для тушения пожаров являются галогенсодержащие углеводороды. По ингибирующей способности галогенсодержащие углеводороды располагаются в следующей уменьшающейся последовательности: RJ>RBr>RCl>RF, где R - углеводородный радикал (А.Н.Баратов, Е.Н.Иванов. "Пожаротушение в химической промышленности". - М.: Химия, 1979 г.).
Наиболее широкое практическое применение для пожаротушения нашли бромсодержащие хладоны 114В2 (тетрафтордибромэтан) и 13В1 (трифторбромметан). Широко использовались также для этих целей газовые огнетушащие составы на основе бромистого этила в смеси с тетрафтордибромэтаном, бромистым метиленом, СО2 и другими добавками.
Бромсодержащие хладоны, а также комбинированные составы на основе бромистого этила и тетрафтордибромэтана были наиболее эффективными газовыми огнетушащими составами и обеспечивали тушение пожаров при общем расходе огнетушащего вещества, равном 0,25-0,30 кг/м3.
В настоящее время выпуск бромсодержащих хладонов прекращен в связи с тем, что они оказывают разрушающее действия на озоновый слой атмосферы Земли. Поэтому бромсодержащие хладоны и содержащие их комбинированные газовые огнетушащие составы не могут использоваться для противопожарной защиты объектов.
В качестве альтернативы этим озоноразрушающим составам у нас в стране предложены вещества, приведенные в табл.1.
| Таблица 1 | ||||
| Огнетушащие свойства альтернативных бромхладонам газовых огнетушащих составов | ||||
| №№ п/п | Условное обозначение огнетушащего состава | Химическая формула | Огнетушащая концентрация | |
| % об. | кг/м3 | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 1. | HFC 23 | CF3Н | 12,7 | 0,365 |
| 2. | HFC 125 | C2F5H | 10,0 | 0,5 |
| 3. | HFC 227 | С3F7Н | 7,8 | 0,53 |
| 4. | Элегаз | SF6 | 12,0 | 0,78 |
| 5. | Перфторциклобутан | C4F8 | 7,5 | 0,64 |
| 6. | Диоксид углерода | CO2 | 30,0 | 0,58 |
| 7. | Хладон 12 В1 | CF3Br | 5,0 | 0,3 |
| 8. | Хладон 114 В2 | С2F4Br2 | 2,5 | 0,25 |
Для сравнения в таблице приведены также огнетушащие свойства бромсодержащих хладонов.
Видно, что озонобезопасные огнетушащие составы по огнетушащей эффективности значительно уступают бромхладонам.
Наиболее эффективными озонобезопасными огнетушащими газами являются йодсодержащие фторуглеводороды. Однако они имеют высокую стоимость, поэтому не находят широкого практического применения.
Известно, что бромистый этил не включен в перечень озоноразрушающих веществ, регулируемых Монреальским протоколом. Однако в чистом виде он не используется в качестве огнетушащего вещества, так как может в определенных условиях образовывать взрывоопасные смеси с воздухом. Так, пределы воспламенения его в смеси с воздухом равны 6,75-11,25% (по объему).
Предложены также озонобезопасные комбинированные огнетушащие составы, содержащие фторсодержащий углеводород и йодсодержащий предельный углеводород (патент РФ №2156630), трифторметан и йодсодержащие фторуглеводороды (патент РФ №2180255), фторсодержащий углеводород и йодфторсодержащий компонент с двумя атомами йода (патент РФ №2225734).
Комбинированные озонобезопасные огнетушащие составы на основе фторсодержащих углеводородов и йодсодержащих добавок имеют более высокую огнетушащую эффективность по сравнению с огнетушащей эффективностью фторсодержащих компонентов. Однако в их состав входят два компонента, имеющих высокую стоимость.
Прототипом заявляемого изобретения являются комбинированные газовые огнетушащие составы "СЖ-Б", на основе бромистого этила и добавки тетрафтордибромэтана, предотвращающей возможность горения смесей паров бромистого этила с воздухом. Они содержат 73-84% бромистого этила и 16-27% тетрафтордибромэтана (В.М.Кучер, Р.М.Цыган. Огнегасительные составы на основе галоидуглеводородов. Информационный материал. - М.: ЦНИИПО МООП СССР, 1968 г.).
Сущность изобретения заключается в том, что в комбинированном составе для тушения пожара, содержащем бромистый этил и добавку, предотвращающую возможность горения его смесей с воздухом в качестве добавки, предотвращающей возможность горения смесей бромистого этила с воздухом, используют йодсодержащий фторуглеводород C1-С3 с 1-2 атомами йода в молекуле, при соотношении компонентов, мас.%:
бромистый этил - 30-70%;
йодсодержащий фторуглеводород С1-С3 с 1-2 атомами йода - 70-30%.
Выбор в качестве компонента предлагаемого огнетушащего состава бромистого этила обусловлен отсутствием у него озоноразрушающей способности, высокой огнетушащей способностью, дешевизной.
Выбор в качестве добавки, предотвращающей возможность горения смесей бромэтила с воздухом, вместо бромсодержащего фторуглеводорода (тетрафтордибромэтана) йодсодержащего фторуглеводорода, обусловлен отсутствием у него озоноразрушающей способности, наиболее высокой среди галогеноуглеводородов огнетушащей эффективностью при тушении углеводородных пламен, хорошей растворимостью и совместимостью с бромистым этилом. Это позволяет повысить огнетушащую эффективность предлагаемой композиции, по сравнению с известными составами, принятыми за прототип, поскольку известно (А.Н.Баратов, Е.Н.Иванов. "Пожаротушение в химической промышленности". - М.: Химия, 1979 г.), что по ингибирующей способности галогеносодержащие углеводороды располагаются в следующей уменьшающейся последовательности: RJ>RBr>RCE>RF (где R - углеводородный радикал). Кроме того, замена в составе-прототипе тетрафтордибромэтана на йодсодержащий фторуглеводород позволяет получить предлагаемый состав, применение которого не ограничивается Монреальским протоколом.
При определении соответствия отличительных признаков предлагаемого изобретения критерию "изобретательский уровень" был проанализирован уровень техники и, в частности, газовые составы для объемного пожаротушения. Используемые в настоящее время у нас в стране неразрушающие озоновый слой Земли газовые огнетушащие составы (табл.1) обеспечивают тушение пожаров при гораздо больших концентрациях, чем огнетушащие концентрации для предлагаемого состава.
Таким образом, отличительные признаки предлагаемого состава являются новыми и отвечают критерию "новизна".
Заявляемый комбинированный газовый состав отвечает требованиям, предъявляемым к современным газовым огнетушащим веществам. Он может быть использован в существующих автоматических установках газового пожаротушения и в газовых огнетушителях.
Приготовление заявляемого состава может производиться либо предварительным смешением компонентов в заданном соотношении, либо на стадии заправки модуля газового пожаротушения или газового огнетушителя огнетушащим веществом последовательным введением в баллон необходимого количества составляющих компонентов.
Примеры заявляемого состава приведены в табл.2. Огнетушащую эффективность составов определяли на установке "цилиндр", представляющей собой герметичную камеру объемом 50 л. Камеру вакууммировали и по парциальным давлениям компонентов создавали в ней заданную концентрацию предлагаемого состава или состава, принятого за прототип. Затем камеру заполняли воздухом до давления, равного атмосферному. В приготовленную таким образом смесь воздуха с огнетушащим составом вносили модельный очаг и определяли время его тушения. За огнетушащую концентрацию принимали концентрацию составов при времени тушения, равном 10 с. В качестве горючего использовали модельные очаги этилового спирта.
Воспламеняемость огнетушащих составов в смеси с воздухом оценивали методом экспериментального определения концентрационных пределов распространения пламени по газо- и паровоздушным смесям в соответствии с ГОСТ 12.1.044-89.
Озоноразрушающую способность огнетушащих составов оценивали по наличию в них озоноразрушающих компонентов, включенных в приложения А, В, С и Е Монреальского протокола
| Таблица 2 | ||||||||||
| № п/п | Состав | Содержание компонентов, % мас. | Свойства составов | |||||||
| C2H5Br | С2F4Br2 | CF3J | C2F5J | C3F7J | C2F4J2 | Cогн., % об. | Воспламеняемость в воздухе | Озоноразрушающая способность | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
| 1. | Прототип | 84 | 16 | - | - | - | - | 4,8 | Воспламеняется | Разрушает |
| 2. | Прототип | 73 | 27 | - | - | - | - | 4,6 | Не воспламеняется | Разрушает |
| 3. | Заявляемый | 70 | - | 30 | - | - | - | 4,6 | Не воспламеняется | Не разрушает |
| 4. | Заявляемый | 70 | - | - | 30 | - | - | 4,7 | Не воспламеняется | Не разрушает |
| 5. | Заявляемый | 70 | - | - | - | 30 | - | 4,3 | Не воспламеняется | Не разрушает |
| 6. | Заявляемый | 70 | - | - | - | - | 30 | 4,0 | Не воспламеняется | Не разрушает |
| 7. | Заявляемый | 50 | - | 50 | - | - | - | 4,2 | Не воспламеняется | Не разрушает |
| 8. | Заявляемый | 50 | - | - | 50 | - | - | 4,3 | Не воспламеняется | Не разрушает |
| 9. | Заявляемый | 50 | - | - | - | 50 | - | 3,6 | Не воспламеняется | Не разрушает |
| 10. | Заявляемый | 50 | - | - | - | - | 50 | 3,1 | Не воспламеняется | Не разрушает |
| 11. | Заявляемый | 30 | - | 70 | - | - | - | 3,8 | Не воспламеняется | Не разрушает |
| 12. | Заявляемый | 30 | - | - | 70 | - | - | 3,7 | Не воспламеняется | Не разрушает |
| 13. | Заявляемый | 30 | - | - | - | 70 | - | 3,0 | Не воспламеняется | Не разрушает |
| 14. | Заявляемый | 30 | - | - | - | - | 70 | 2,2 | Не воспламеняется | Не разрушает |
Из сравнения данных, приведенных в табл.1 и 2, видно, что заявляемый комбинированный состав по огнетушащей эффективности значительно превосходит используемые в настоящее время газовые огнетушащие составы и не хуже состава-прототипа.
Из табл.2 следует, что предлагаемый огнетушащий состав не разрушает озоновый слой атмосферы Земли. Добавление к бромистому этилу йодсодержащего фторуглеводорода в количестве, большем 30% мас., предотвращает возможность воспламенения его паров в смеси с воздухом. Этим обоснована нижняя граница в содержании добавки в предлагаемом составе. Увеличение в предлагаемом комбинированном составе количества йодфторсодержащего компонента приводит к повышению его огнетушащей эффективности. Однако при этом увеличивается также стоимость состава. Поэтому использовать рецептуры, содержащие более 70% йодфторсодержащего компонента, в предлагаемом составе экономически нецелесообразно.
Комбинированный состав для тушения пожара, содержащий бромистый этил и компонент, предотвращающий горение смеси паров бромистого этила с воздухом, отличающийся тем, что в качестве компонента, предотвращающего горение смеси паров бромистого этила с воздухом, он содержит йодсодержащий фторуглеводород C1-С3 с 1-2 атомами йода в молекуле при следующем содержании компонентов, мас.%:
| бромистый этил | 30-70 |
| йодсодержащий фторуглеводород C1-С3 с 1-2 атомами йода | 70-30 |
