Огнетушащий раствор и способ тушения пожара с помощью этого раствора

Изобретение относится к пожаротушению и может быть использовано для тушения прежде всего пожаров класса А (твердые горючие вещества и материалы), а также лесных и торфяных пожаров. Огнетушащий раствор готовится на основе буферного раствора, содержащего соли борной и/или фосфорной кислоты, а также карбонаты кальция и/или магния. Изобретение обеспечивает повышение огнетушащей эффективности. 2 н. з.,и 6 з. п. ф-лы.

 

Предлагаемое изобретение относится к пожаротушению и может быть использовано для тушения пожаров класса А (твердые горючие вещества и материалы), а также лесных и торфяных пожаров.

В настоящее время для тушения подстилочно-гумусовых и торфяных пожаров применяются различные пенообразователи и поверхностно-активные вещества (НП-1, ОП-7, ОП-10, некаль, растворы гумусовых веществ, которые содержатся в торфе и экстрагируемые из него растворы щелочи аммиака). Многолетняя практика их применения показала, что наибольшей огнестойкостью отличается торф, обработанный растворами боратов, фосфатно-аммонийных солей, альгинатом натрия и пеной с добавкой диаммоний фосфата или альгината натрия. Однако большинство из этих препаратов эффективны только для тушения торфяных массивов при подаче наземным способом либо создания влажных заградительных полос, кроме того, данные огнетушащие вещества обладают малой химической огнетушащей емкостью и эффективны только в течение короткого времени (до дождя).

Известны составы на основе воды с добавками различного назначения для тушения пожаров.

Например, в патенте РФ №2209645 описан огнегасящий состав, который содержит галоидоуглеводород - бромистый этил, стабилизаторы - талловый пек и гидроксид аммония при следующем соотношении компонентов: бромистый этил 10-20 мас.%, талловый пек 0,1-0,2 мас.%, гидроксид аммония 0,45-1,0 мас.%, вода - остальное.

Недостатком данного состава является малая огнетушащая емкость и небольшая эффективность.

В патенте РФ №2310421 описан способ тушения пожара путем подачи в очаг пожара насыщенной углекислым газом воды. Воду насыщают до массовой концентрации газа 2÷6%, после чего газожидкостную смесь замораживают до температуры -15÷-20°C, формируя брикеты массой 4÷12 кг, которыми накрывают очаг пожара. Данный способ очень сложен в применении и недостаточно эффективен.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому является огнетушащий раствор по патенту РФ №2262367.

Известный раствор содержит молотую глину, молотый асбест, хлорид натрия и воду. Сочетание компонентов в определенном соотношении обеспечивает получение эффективного, недорогого и удобного при эксплуатации водного состава.

Недостатками известного состава являются:

- недостаточная огнетушащая эффективность при тушении лесных и торфяных пожаров;

- возможность подачи только путем сброса (слива);

- неспособность подавить тлеющие очаги горения лесной подстилки и тем более торфяных массивов;

- в силу фракционного состава и структуры огнетушащего раствора невозможность его применения в ранцевых установках пожаротушения;

- сложность получения готового раствора (требуется механизированный способ приготовления).

Задачей, решаемой в данном изобретении, является повышение огнетушащей эффективности, универсальности по способам подачи в очаг пожара и экономичности огнетушащего раствора и способа тушения пожара с его помощью.

С этой целью предлагается огнетушащий раствор готовить на основе солей борной и/или фосфорной кислоты, а также карбонатов кальция и/или магния в чистом виде или в виде горных пород или промышленных отходов, их содержащих, причем pH раствора равно 6,5-10,3.

Флегматизирующее и изолирующее действие этих веществ достигается за счет того, что в результате физико-химических процессов происходит выделение углекислого газа. Кроме этого, при попадании предлагаемого огнетушащего раствора на поверхности образуется прочный наноразмерный защитный слой, состоящий из соединений бора и оксида кальция, который можно разрушить только механически.

Также химическое торможение реакции горения происходит благодаря тому, что большое количество энергии расходуется на разрушение межмолекулярных связей карбонатов кальция и/или магния при их термическом разложении.

Дополнительными отличиями предлагаемого нами огнетушащего раствора являются:

- предпочтительно, pH раствора равно 9-9,5;

- в одном из вариантов, огнетушащий раствор содержит воды 1 м3, тетрабората натрия 10,1 кг, карбоната кальция 1,6 кг;

В предлагаемом способе тушения пожара, включающем распыление огнетушащего раствора над очагом пожара, предлагается использовать раствор, содержащий соли борной и/или фосфорной кислоты, а также карбонаты кальция и/или магния в чистом виде или в виде горных пород или промышленных отходов, их содержащих, причем pH раствора находится в пределах от 6,5 до 10,3.

Дополнительными отличиями способа являются:

- предпочтительно, pH раствора находится в пределах 9-9,5;

- в одном из вариантов, огнетушащий раствор содержит воды 1 м3, тетрабората натрия 10,1 кг, карбоната кальция 1,6 кг;

- подают огнетушащий раствор в очаг пожара путем распыления с помощью специализированной авиатехники;

- подают огнетушащий раствор в очаг пожара путем слива или сброса с помощью специализированной авиатехники.

Предлагаемый огнетушащий раствор и способ его применения обладают следующими преимуществами:

- высокой разбавляющей способностью, поскольку при испарении воды образуется большое количество пара и негорючих газов, образующихся в процессе разложения веществ, входящих в состав раствора;

- химической нейтральностью по отношению к строительным, конструкционным, отделочным и другим материалам;

- универсальностью по способам подачи и возможностью применения для тушения пожаров большинства классов, прежде всего пожаров класса A и B;

- экологической безопасностью, так как в процессе тушения не образуется экосистемных ядов, остаются только карбонаты кальция и/или натрия, являющиеся породообразующими солями.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем. За основу буферного раствора берется вода. Для повышения огнетушащей эффективности ее подвергают химической модификации, а именно создают буферный раствор с использованием, например, тетрабората натрия (буры), чтобы сместить кислотность раствора до создания слабощелочной среды. Создание такой среды необходимо для наилучшего растворения в ней мела (CaCO3), с которым происходит следующее: при смещении кислотности в сторону щелочной среды карбонат кальция переходит в гидрокарбонат кальция, который гораздо лучше растворим в воде.

Состав предлагаемого буферного раствора будет такой: Na2B4O7*10H2O+CaCO3. Данный буферный раствор обладает следующими свойствами: доступность и дешевизна, а также повышенный огнетушащий эффект. При воздействии данным раствором на очаг горения будут происходить сразу несколько реакций: CaHCO3 будет диссоциировать в воде на Ca(OH)2 и H2CO3, который тут же будет разлагаться на H2O и углекислый газ (является ингибитором горения), а Ca(OH)2 под действием температуры разлагается на CaO и воду, затрачивая на это энергию и охлаждая, тем самым, зону горения, что препятствует дальнейшему распространению пожара.

Для того чтобы создать буферный раствор с необходимым уровнем pH, необходимо было рассчитать, при каком значении максимальное количество CaCO3 переходит в CaHCO3.

При изменении pH в растворе слабой двухосновной кислоты равновесия диссоциации кислоты смещаются в ту или иную сторону, при этом изменяются концентрации недиссоциированных молекул H2An и анионов HAn- и An-2.

Если известен pH раствора и концентрация ионов водорода [H+], то оказывается удобным рассчитать доли форм диссоциации двухосновной кислоты a0, a1, a2:

где CH2An, CHAn-1, CAn-2 - концентрации ионов водорода в растворе.

Подставив значения K1 и Kобщ в уравнение материального баланса, получим концентрацию недиссоциированных молекул H2An:

и отсюда найдем

Аналогично найдем

Эти уравнения позволяют рассчитать долю той или иной формы диссоциации двухосновной кислоты при любой концентрации ионов водорода в растворе. Зная эти доли и CH2An, легко рассчитать и концентрации [H2Аn], [НАn-] и [An-2].

Отметим, что в сильнокислых растворах, когда [H+]>K1, a 0=1. Это видно из уравнения для расчета a 0. При повышении pH доля уменьшается и увеличивается доля a 1.

Это условие следует из уравнений для расчета a 0 и a 1. При дальнейшем повышении pH a 0 продолжает уменьшаться, a 1 - увеличиваться и достигает максимума при

При дальнейшем росте pH доля a 1 начинает уменьшаться, а доля a2 - увеличиваться. При pHpK2 наступает равенство: a 1=a 2. Это следует из уравнений для расчета a 1 и a 2. При дальнейшем увеличении pH доля a 1 продолжает уменьшаться, а доля a 2 - повышаться. Таким образом, зная pH в растворе, содержащем двухосновную кислоту, можно определить, какая из форм кислоты преобладает в растворе: недиссоциированная кислота, диссоциированная по I ступени или диссоциированная полностью. Также можно узнать, при каких значениях pH в растворе находятся две формы кислоты в сравнимых концентрациях. Так, при pH от 1 до 5 в растворе преимущественно находится недиссоциированная H2CO3, при pH от 7 до 9 - HCO3, при pH от 11 до 13 - CO3-2.

Сопоставляя результаты несложного расчета мольных долей анионов H C O 3 и C O 3 2 при заданных значениях pH, можно констатировать, что мольная доля H C O 3 максимальна в интервале pH 7-10, а C O 3 2 - при pH более 12.

Согласно проделанным расчетам было определено, что для получения максимально насыщенного раствора CaHCO3, необходимо создать уровень кислотности раствора от 6,5 до 10,3. При соблюдении этих условий будет достигаться максимальный огнетушащий эффект, т.к. энергия, выделяемая очагом пожара, будет расходоваться на разложение большего количества Ca(OH)2.

Таким образом, огнетушащий эффект достигается методом охлаждения (выделяемой в результате нагрева очагом пожара буферного раствора водой), разбавления (выделяемым в результате нагрева очагом пожара буферного раствора углекислым газом), а также химическим торможением реакции горения, т.к. большое количество энергии расходуется на разрушение межмолекулярных связей CaHCO3.

Предлагаемый способ тушения позволяет тушить большие площади пожара с помощью специализированной авиатехники (например: авиалесоохрана: АН-2, МИ-8; МЧС - амфибии и Ил-76ТД) и применяемый состав позволяет повысить огнетушащую эффективность и время тушения в несколько раз при меньшем удельном расходе. Это достигается за счет того, что образовавшийся в воде гидрокарбонат кальция разлагается на наночастицы оксида кальция, при этом на зону горения оказывается охлаждающее действие, происходит в результате физико-химических процессов выделение углекислого газа, тем самым оказывается флегматизирующее и изолирующее действие. Соединения бора оказывают мощное ингибирующее действие. Кроме этого, при попадании предлагаемого огнетушащего раствора на поверхности образуется прочный наноразмерный защитный слой, состоящий из соединений бора и оксида кальция, который можно разрушить только механически.

При применении предлагаемого раствора для тушения лесных массивов и торфяников любым способом подачи в очаги горения сразу начинают работать четыре основных механизма тушения, а именно охлаждение, изоляция, разбавление и ингибирование протекающих реакций. Данные механизмы тушения реализуются благодаря компонентам предлагаемого состава. Кроме того, в связи с тем, что состав имеет высокую степень pH и добавки, ингибирующие процессы гетерогенного горения, он способен проникать за очень короткое время по сравнению с водой в толщу лесной подстилки и/или торфяного массива и ликвидировать и, в дальнейшем, не допускать возникновения гетерогенных очагов горения (очагов тления).

1. Огнетушащий раствор, приготовленный на основе воды, отличающийся тем, что содержит соли борной и/или фосфорной кислоты, а также карбонаты кальция и/или магния в чистом виде или в виде горных пород или промышленных отходов, их содержащих, причем pH раствора находится в пределах от 6,5 до 10,3.

2. Огнетушащий раствор по п.1, отличающийся тем, что pH раствора находится в пределах от 9 до 9,5.

3. Огнетушащий раствор по п.2, отличающийся тем, что содержит воды 1 м3, тетрабората натрия 10,1 кг, карбоната кальция 1,6 кг.

4. Способ тушения пожара, включающий подачу огнетушащего раствора в очаг пожара, отличающийся тем, что огнетушащий раствор содержит соли борной и/или фосфорной кислоты, а также карбонаты кальция и/или магния в чистом виде или в виде горных пород или промышленных отходов, их содержащих, причем pH раствора находится в пределах от 6,5 до 10,3.

5. Способ тушения пожара по п.4, отличающийся тем, что pH раствора находится в пределах от 9 до 9,5.

6. Способ тушения пожара по п.5, отличающийся тем, что содержит воды 1 м3, тетрабората натрия 10,1 кг, карбоната кальция 1,6 кг.

7. Способ тушения пожара по п.6, отличающийся тем, что подают огнетушащий раствор в очаг пожара путем распыления с помощью специализированной авиатехники.

8. Способ тушения пожара по п.6, отличающийся тем, что подают огнетушащий раствор в очаг пожара путем слива или сброса с помощью специализированной авиатехники.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к аэрозолеобразующему составу для тушения пожаров. Состав включает перхлорат натрия, перхлорат калия и порошок магния при следующем содержании компонентов, мас.%: перхлорат натрия - 35,0-42,0; перхлорат калия - 48,0-55,0; порошок магния - 8.0-10.0.
Предлагаемое изобретение относится к пожаротушению и может быть использовано для тушения пожаров класса А (твердые горючие вещества и материалы), а также лесных и торфяных пожаров.

Способ управления детонацией смесей оксида углерода и водорода с воздухом включает смешивание указанных компонентов в присутствии пропилена или изобутилена в качестве ингибитора, выдержку исследуемой смеси до полного перемешивания ее составляющих компонентов, подачу смеси в откачанный до давления 100 Па реактор и секцию инициирования до давления 85 до 90 кПа, заполнение секции инициирования стехиометрической кислородо-водородной гремучей смесью до достижения общего давления в реакторе и в секции инициирования 100 кПа, инициирование детонации в гремучей смеси с последующей регистрацией детонации в исследуемой горючей смеси, при следующем соотношении ее компонентов, в об.%: оксид углерода 10,0-33,0; водород 1,0-22,0; пропилен или изобутилен не менее 2,0; воздух до 100.

Изобретение относится к области пожаротушения, в частности к пенообразующим составам для тушения пожаров классов А и Б, и может найти свое применение при тушении пожаров на транспорте, на предприятиях различных отраслей промышленности.

Изобретение относится к фторированным соединениям, способу их получения, огнетушащим композициям, включающим фторированные соединения, и способам тушения, контролирования или предотвращения пожаров с помощью таких композиций.

Изобретение относится к области получения огнетушащих порошков, а именно к способу получения многоцелевого огнетушащего порошка для тушения пожаров класса A, B, C и E.
Изобретение относится к огнетушащей аэрозольной композиции, предназначенной для тушения огня в пространстве, где находятся точные электроприборы. .
Изобретение относится к области объемного пожаротушения, в частности к разработке аэрозольобразующих огнетушащих составов (АОС) и к средствам объемного пожаротушения, предназначенным для локализации и тушения пожаров.
Изобретение относится к области объемного пожаротушения, в частности к средствам объемного пожаротушения, предназначенным для локализации и тушения пожаров. .
Изобретение относится к строительным материалам, а именно к области огнезащитных материалов, и предназначено для нанесения огнезащитного покрытия на одиночный кабель, пучок кабелей или кабельные линии при строительстве различных зданий и сооружений для обеспечения нераспространения пламени по поверхности кабеля. Огнезащитная композиция включает, в масс.%: меламин - 10,5-25, полифосфат аммония - 10-30, титана двуокись - 0,5-7, пентаэритрит - 10-17, дисперсию сополимера винилацетэтилена - 10-50, пластификатор - 0,5-5, этиленгликоль - 0,5-5 для снижения минимальной температуры пленкообразования, пеногаситель на основе парафина - 0,1-1, гидроксиэтилцеллюлозу - 0,1-0,8 в качестве структурообразующего агента и реологической добавки и воду - остальное. Покрытие на основе полученной огнезащитной композиции не требует снижения токовых нагрузок, не растрескивается и не ухудшает адгезии к поверхности в процессе эксплуатации. Изобретение может использоваться в жилых и промышленных зданиях, машиностроении, на объектах энергетики и атомных электростанциях.
Изобретение относится к способам получения огнетушащих порошковых составов для тушения пожаров классов А, В, С и электроустановок, находящихся под напряжением до 1000 В, в различных отраслях народного хозяйства и в быту. Способ получения огнетушащего порошкового состава включает раздельное измельчение фосфата аммония в присутствии диоксида кремния и полиорганогидридсилоксана при массовом соотношении 90-97, 2,5-5, 0,5-5% и сульфата аммония с последующим их смешением. После стадии измельчения фосфат аммония с размером фракции менее 50 мкм смешивают с добавкой высококонденсированного полифосфата аммония в количестве 1-5% с размером частиц, не превышающим 50 мкм, и сульфатом аммония с размером фракции 50-200 мкм. Измельчение обоих компонентов осуществляют в мельнице с ударно-сдвиговым характером нагружения, при котором количество подведенной энергии к фосфату аммония составляет 105-263 Дж/г, а к сульфату аммония - 13-26 Дж/г. Изобретение обеспечивает способ получения огнетушащего порошка многоцелевого назначения с повышенной огнетушащей способностью, высокими показателями кажущейся насыпной плотности и гидрофобности, а именно способностью к водоотталкиванию. Способ получения позволяет снизить энергозатраты на стадии измельчения компонентов порошка и получить продукт с определенным фракционным составом носителя и тушащей фракции. 1 табл., 3 пр.

Изобретение относится к способу пожаротушения с использованием порошкового огнегасящего агента. Способ заключается в подаче в очаг пожара огнетушащего порошка, представляющего собой микрокапсулы, заполненные нанопорошком огнегасящего вещества, в обычных условиях изолированным от внешней среды. Оболочка микрокапсул выполнена термически разрушаемой. Изобретение обеспечивает повышение огнетушащей эффективности использования термоактивирующихся огнетушащих средств за счет применения в микрокапсулах огнетушащего вещества в виде нанопорошка. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к пенообразующим составам для тушения пожаров классов А и В, предназначенным для получения пены с использованием питьевой, жесткой и морской воды в концентрации 1% (об.). Пенообразующий состав содержит натриевые соли алкилсульфатов первичных высших жирных спиртов фракции C8-C10 и кокоамидопропилгидроксисультон, взятые в массовом соотношении 100:(20÷23), этилцеллозольв и воду. Изобретение обеспечивает повышение устойчивости пены. 1 табл., 11 пр.

Изобретение относится к композиционным средствам пожаротушения, в частности к порошкообразным микрокапсулированным огнегасящим средствам, огнегасящим материалам и покрытиям, содержащим огнегасящий агент в форме микрокапсул, предназначенным для тушения без участия человека пожаров классов А, В, С и Е в труднодоступных пожароопасных местах, таких как кабельканалы, фальшполы, межпотолочные пространства и другие закрытые локальные объемы, а также для защиты емкостей и тары, предназначенных для хранения и перевозки пожароопасных продуктов и других пожароопасных объектов. Микрокапсулированный огнегасящий агент содержит микрокапсулу, состоящую из сферической полимерной оболочки и ядра из огнетушащей жидкости, при этом оболочка содержит дополнительный наружный слой, который обладает максимальным коэффициентом поглощения лучистой энергии для данного вида покрытия. Дополнительное покрытие наносится на окончательной стадии формирования микрокапсулы путем окраски оболочки в черный цвет. Предложение обеспечивает повышение эффективности работы огнегасящего агента за счет повышения поглощающей способности дополнительного наружного слоя оболочки микрокапсулы. Огнегасящий агент эффективен, удобен в эксплуатации и хранении, обладает хорошей совместимостью, т.е. легко смешивается со смолами, жидкими каучуками и другими отверждаемыми полимерными матрицами с целью получения огнегасящих композиционных материалов, и может быть применен, например, в форме паст, пластин, пленок, изделий, а также красок, тканей и других изделий. 5 н.п. ф-лы.

Изобретение относится к области противопожарной техники, а именно к огнетушащим порошковым составам, которые могут быть использованы для тушения всех пожаров в химической, нефтехимической, угольной, деревообрабатывающей и в других областях. Огнетушащий порошковый состав включает целевую добавку для текучести, полиметилгидросилоксан в качестве гидрофобизирующей органической жидкости и основной компонент на основе аммофоса и сульфата аммония. При этом в качестве целевой добавки состав содержит минеральный порошок МП-1, а основной компонент дополнительно содержит карбамид при определенном соотношении компонентов. Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение огнетушащей способности порошка. 1 табл.

Изобретение относится к огнетушащим составам на основе воды или воды с пенообразователем общего назначения. В составе содержится аммиак в растворенном виде в количестве от 20 до 35 мас.%, используемых для пожаротушения горючих кремнийорганических жидкостей (мономеров) с одновременной нейтрализацией выделяющихся в процессе тушения паров соляной кислоты. Изобретение обеспечивает состав, который практически предотвращает негативные последствия для людей и окружающей среды и позволяет улучшить условия утилизации продуктов горения.

Изобретение относится к области создания огнетушащих порошков, которые используются для тушения пожаров классов А, В, С, Е. Технический результат, достигаемый при использовании заявляемого состава, заключается в повышении огнетушащей и газогенерирующей способности огнетушащего порошка, улучшении его эксплуатационных характеристик, а также в снижении вероятности повторного самовоспламенения после применения заявляемого огнетушащего порошка. Поставленная задача решается тем, что заявляемый огнетушащий порошок включает следующие компоненты: соли аммония - 10-70%, соли калия - 10-50%, производные карбамида или гуанидина - 5-30%, при этом порошок обладает газогенерирующей способностью не менее 200 л/кг при нагреве до температур 250°С, а частицы порошка покрыты полимерной газо- и влагонепроницаемой оболочкой. Также огнетушащий порошок может включать в себя каталитическую добавку в количестве 2-3 мас. %, в качестве которой используют соединения железа, меди, никеля, хрома, такие как фталлоцианин меди, оксид хрома III, оксид железа III, хлорид никеля. 6 з.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к способу тушения огня. В качестве источника тепла (энергии) и источника движущей силы (толкающий газ) используют пиротехнический аэрозольный агент, который поджигают. Высокую температуру, образующуюся при горении пиротехнического аэрозольного агента, используют для продуцирования противопожарной композицией противопожарного вещества, которое распыляют вместе с аэрозолем пиротехнического агента для тушения огня. Противопожарная композиция включает химическое вещество, которое при нагревании способно разлагаться и может высвобождать газ, жидкость или твердые частицы, которые могут тушить огонь, причем это вещество представляет собой карбонат цинка, или при нагревании способно возгоняться и может после возгонки тушить огонь или претерпевает химическое взаимодействие между нагретыми компонентами с образованием реакционного продукта, который может тушить огонь. По сравнению с известными аэрозольными противопожарными системами, газовыми и водными противопожарными системами данный способ тушения огня более эффективен и безопасен. 3 табл., 3 пр.
Наверх