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泡沫灭火剂及其相关问题


  随着近代石油化学工业的发展,生产、使用、贮存液体燃料的种类越来越多,石油产品的重大火灾也不断发生。这类火灾用水扑救十分困难。因此,19世纪末期,人们就着手研究扑救液体火灾的灭火剂。泡沫灭火剂相应而生。1900年,化学泡沫灭火剂的研制成功,标志着泡沫灭火剂的诞生。

    与其它灭火剂相比,泡沫灭火剂在扑救液体火灾时,具有以下特点:(1)泡沫在燃烧物表面形成的泡沫覆盖层,可使燃烧物与空气隔离,可以遮断火焰对燃烧物的热辐射,阻止燃烧或热解挥发,使可燃气体难以进入燃烧区。

(2)泡沫析出的液体对燃烧表面有冷却作用。

(3)泡沫受热产生的蒸气有稀释燃烧区氧气浓度的作用。本文就近年来国内、国外研制、生产和使用的各类泡沫灭火剂及其环保性能等相关的问题进行了综述。

 概述

1.1  泡沫灭火剂的概念

凡是能够与水混溶,并可通过化学反应或机械产生灭火泡沫的灭火药剂,称为泡沫灭火剂。

1.2  泡沫灭火剂的分类

1.2.1  按生成机理分类:化学泡沫灭火剂,空气泡沫灭火剂。

1.2.2  按发泡倍数分类:低倍数泡沫灭火剂,中倍数泡沫灭火剂,高倍数泡沫灭火剂。

1.2.3  按用途分类:普通泡沫灭火剂,抗溶泡沫灭火剂。

1.3  泡沫灭火剂主要技术参数

1.3.1  比重:比重是指泡沫液在20℃时密度与水在4℃时的密度比值。是一个无量量纲。

1.3.2  pH值:pH值是衡量泡沫液中氢离子浓度的一个指标。

pH=-lg(H+),其中(H+)表示溶液中的氢离子浓度,单位mol/L。

1.3.3  粘度:粘度是衡量泡沫液流动性能的一个指标。也是泡沫灭火系统中比例混合装置设计所必需知道的一个流体动力学参数。

1.3.4  流动点;流动点是泡沫液能够保持流动状态的最低温度。它是确定泡沫液贮藏下限的一个参数。

1.3.5  沉降物:沉降物是指泡沫液中不溶固体的含量,一般用体积百分数表示。

1.3.6  沉淀物:沉淀物时指出沉降物后的泡沫液(即完成沉降物测定后所得到的上层清液),再按规定的混合比与水配制成混合液时所产生的不溶性固体含量,以体积百分数来表示。

1.3.7  稳定物:稳定物是衡量泡沫液在高温下的化学稳定性能的一个指标。

1.3.8  腐蚀性:腐蚀性是衡量泡沫液对包装容器、贮存容器和泡沫灭火系统中的金属材料的腐蚀性的一个指标。

1.3.9  混合比:混合比是指灭火时泡沫液与水混合的体积百分数。

1.3.10  发泡倍数:发泡倍数是衡量泡沫液发泡能力的一个指标。它是只有一定量的泡沫混合液所产生的泡沫体积与混合液体积的比值。

计算发泡倍数:N=V/M∙P    

式中,         N-----发泡倍数;

               V-----盛装泡沫液的容器的体积,ml;

               M-----泡沫的净重,g;

               P-----混合液的密度

1.3.11  25%的析液时间:25%的析液时间是衡量泡沫在常温下稳定性的一个指标。它是指从新产生的泡沫中析出的25%的混合液所需的时间。

1.3.12  抗烧时间:抗烧时间是衡量低倍数泡沫的热稳定性和抵抗火焰辐射能力的一个指标。它是指覆盖于油盘油面上的一定厚度的泡沫层,在规定的火焰辐射作用下,泡沫被全部破坏,整个油盘内布满火焰,并达到自由燃烧所需的时间。

1.3.13  流动性:流动性是衡量泡沫在无外力作用的条件下,在平面上(如液体燃烧的表面上)扩散性能的一个指标。

1.3.14  90%火焰控制时间和灭火时间:90%火焰控制时间和灭火时间是衡量泡沫灭火性能的第二个指标。90%火焰控制时间是指灭火时,从喷射泡沫开始,到90%的燃烧面积的火焰被扑灭时间。灭火时间是指从喷射泡沫开始,到火焰全部熄灭的时间。

1.4  泡沫灭火剂的作用

1.4.1  覆盖作用:灭火泡沫在燃烧物表面形成的泡沫覆盖层,可使燃烧物与空气隔离,可以遮断火焰对燃烧物的热辐射,阻止燃烧或热解挥发,使可燃气体难以进入燃烧区。

1.4.2  冷却作用:泡沫析出的液体对燃烧表面有冷却作用。

1.4.3  稀释作用:泡沫受热产生的蒸气有稀释燃烧区氧气浓度的作用。

2  常规泡沫灭火剂概论

2.1  化学泡沫灭火剂

2.1.1  概念:有两种药剂的水溶液通过化学反应产生的泡沫称为化学泡沫,这两种药剂统称为化学泡沫灭火剂。

2.1.2  组成:化学泡沫灭火剂由发泡剂、泡沫稳定剂、耐液添加

剂、其它添加剂组成。

2.1.2.1  发泡剂:发泡剂是化学泡沫灭火剂中产生化学反应的两种药剂。其中一种是酸性药剂,一种是碱性药剂。

2.1.2.2  泡沫稳定剂:泡沫稳定剂不参加化学反应,它的作用是分散内剂与外剂反应时产生的气体,使之生成稳定的泡沫,泡沫稳定剂一般都添加在外剂中。

2.1.2.3  耐液添加剂:适用于扑救水溶性可燃液体火灾的YPD型化学泡沫灭火剂还要添加耐液添加剂。它可提高泡沫抵抗水溶性液体破坏的能力。

2.1.2.4  其它添加剂:为了防止水解蛋白腐败变质,YP型化学泡沫剂中应该添加防腐剂。

2.1.3  灭火原理:Al2(SO4)2+6NaHCO3=3NaSO4+2Al(OH)3+6CO2  

反应生成的二氧化碳在溶液中生成大量的细微泡沫,生成的胶状氢氧化铝则分布于泡膜上,使泡沫具有一定的黏性,易于粘附在燃烧物上,并可提高泡沫的热稳定性。

2.1.4  常用的化学泡沫灭火剂

2.1.4.1  YPB-3型高效化学泡沫灭火剂

YPB-3型高效化学泡沫灭火剂由硫酸铝、碳酸氢钠及复活表面活性剂组成,具有良好的发泡、流动和憎油性能、泡沫稳定。即能粘附于固体燃烧物的表面,又能在油面上迅速扩散、封闭、窒息火焰。其灭火效力为YP型化学泡沫灭火剂的2-2.7倍。适用于扑救A类、B类火灾。YPB-3型高效化学泡沫灭火剂的原料均为无毒害的化学合成物质,耐贮存,不易腐败变质。

2.1.4.2   YPB-4型高效化学泡沫灭火剂

YPB-4型高效化学泡沫灭火剂主要由硫酸铝、碳酸氢钠和氟碳表面活性剂以及碳氢表面活性剂、泡沫改进剂组成,具有灭火速度快、封闭性和抗复燃能力强、在燃料表面上能形成一层防护膜、靠泡沫和防护膜的双重作用达到灭火目的。YPB-4 型高效化学泡沫灭火剂适用扑救小型A类、B类初起火灾,可用于工矿企业、学校、商店、码头等。

表1  YPB-4型高效化学泡沫灭火剂主要技术参数

内剂

外观

白色均匀粉粒状

水不溶物

≤0.6%

外剂

外观

微带灰色粉粒状

水不溶物

≤0.6%

水份含量

≤2%

发泡倍数

≥8

泡沫消失率

≤25%

反应液的pH值

6.0-8.0

灭火能力等级

≥6B(1.2m2汽油火)



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