CN103111036B - 用于细水雾灭火的溶液的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明用于细水雾灭火的溶液的制备方法，涉及灭火组合物，在温度为5～40℃的条件下，按氯化钠的质量百分比为0.5～5%、二氧化碳溶解量为饱和溶解量和余量的自来水的比例取所需量的氯化钠和自来水配制成质量百分比浓度为0.5～5%的氯化钠溶液，放入储液罐中，然后向储液罐中加入压力为1.5～5MPa的二氧化碳气体，将其溶入上述氯化钠溶液中，使其达到第一步设定的二氧化碳溶解量为饱和溶解量，储液罐的顶部空间为二氧化碳，维持压力为1.5～5MPa，由此制得用于细水雾灭火的溶液，将该溶液以中等压力和单管输送实现雾化带添加剂的细水雾，克服了现有用于细水雾的添加剂对灭火效果较差、污染重、成本高和对设备要求高的缺点。

Description

用于细水雾灭火的溶液的制备方法
技术领域
本发明的技术方案涉及灭火组合物，具体地说是用于细水雾灭火的溶液的制备方法。
背景技术
细水雾灭火技术具有无环境污染、耗水量低、价格低廉以及对保护对象破坏性小等优点，因此在喷水灭火技术中占据重要地位，被看作是卤代烷灭火技术的主要替代方向。
公认的细水雾灭火机理是，由于雾化后水的总表面积极大地增加，使水迅速汽化，会从以下三个方面抑制火灾的生成和蔓延：首先，蒸发过程吸收的汽化潜热冷却了燃烧反应；其次，高密度的水雾及蒸发过程产生的吸热屏障可遮断火焰中的辐射热传递；其三，蒸发过程中水蒸气体积的膨胀作用对氧浓度的有效稀释窒息了燃烧反应。
普通细水雾的灭火还是属于物理方法，近些年来，人们在寻求灭火效能更高的含物理和化学共同作用的灭火方法。
含添加剂的细水雾对于提高细水雾的灭火效能有重要作用，其用水量更少，灭火时间更短。现有用于细水雾的添加剂可以分为三类，即无机盐类添加剂、有机类添加剂和泡沫添加剂。
Ⅰ.无机盐类添加剂主要有以下几种配方（质量百分数）：
（1）24%LiCl和76%H2O；
（2）5%LiCl，26%CaCl2和69%H2O；
（3）10%Ca(NO3)2，27%CaCl2和63%H2O；
（4）5%FeCl3，29%CaCl2和66%H2O；
以上配方中无机盐溶液的浓度在24～37%之间，大量的电离金属离子对存贮设备的耐腐蚀性要求更高。
Ⅱ.有机类添加剂可改变细水雾的粘性，主要由表面活性剂、遮光剂和粘性调节剂组成。CN1634622和CN101020108报道的细水雾灭火添加剂，均包含氟表面活性剂，其主要作用是降低细水雾的表面张力，提高雾化效果。但这些有机类添加剂对灭火效果提高不多，通常成本较高。
Ⅲ.泡沫添加剂的隔温和隔氧作用对提高灭火效果较好，但对被保护对象会造成严重污染。
另外，在水中加入上述现有的无机盐添加剂后，通常使得雾滴平均直径增大，为了获得较好的雾化效果，雾化压力通常会提高，对设备的要求更高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供用于细水雾灭火的溶液的制备方法，将该方法制备的用于细水雾灭火的溶液以中等压力和单管输送方法可实现气泡雾化带添加剂的细水雾，克服了现有的用于细水雾的添加剂对灭火效果提高不多、造成严重污染、成本较高和对设备要求高的缺点。
本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：用于细水雾灭火的溶液的制备方法，步骤如下：
第一步，设置用于细水雾灭火的溶液的配方
氯化钠的质量百分比为0.5～5%、二氧化碳溶解量为饱和溶解量和余量的自来水；
第二步，制备用于细水雾灭火的溶液
在温度为5～40℃的条件下，按第一步的比例取所需量的氯化钠和自来水配制成质量百分比浓度为0.5～5%的氯化钠溶液，放入储液罐中，然后向储液罐中加入压力为1.5～5MPa的二氧化碳气体，将其溶入上述氯化钠溶液中，使其达到第一步设定的二氧化碳溶解量为饱和溶解量，储液罐的顶部空间为二氧化碳，维持压力为1.5～5MPa，由此制得用于细水雾灭火的溶液，并将配制好的用于细水雾灭火的溶液装入细水雾灭火器或细水雾灭火系统中备用。
上述用于细水雾灭火的溶液的制备方法，储液罐的顶部空间占罐总体积的1/5。
上述工艺制得的用于细水雾灭火的溶液的应用方法是：当火灾发生时，开启充装上述配制好的用于细水雾灭火的溶液的细水雾灭火器或启动细水雾灭火系统，扑灭火灾。
上述用于细水雾灭火的溶液的制备方法，其中所用的原料和设备均通过公知途径获得，操作方法是本技术领域的技术人员所能掌握的。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的突出的实质性特点是：该用于细水雾灭火的溶液是由常温常压下为固体的氯化钠、液体的水和气体的二氧化碳三种物质组成，将它们配制成供细水雾灭火器或细水雾灭火系统使用的混合溶液，配制好的混合溶液从细水雾灭火器或细水雾灭火系统中流经喷嘴向外界喷出的过程中，由于压力降低使得溶液中的二氧化碳的溶解度降低，析出二氧化碳，这部分二氧化碳参与细水雾的雾化，使得雾化效果更好，含有添加剂NaCl的雾滴，进入火焰区，快速蒸发，结晶析出，离解成Na+和Cl-，吸收燃烧反应过程中生成的自由基，如H和OH，使得燃烧反应被迫中断，这是添加剂的化学作用灭火。另外，还包括细水雾灭火和二氧化碳的物理作用灭火。这样，包括物理和化学共同作用的含氯化钠和二氧化碳的水溶液的灭火效果大大改善。中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室研究得出：含NaCl的细水雾可以显著提高灭火效能。
与现有技术相比，本发明的显著的进步是：在使用本发明的用于细水雾灭火的溶液进行扑灭火灾的过程中，当采用便携式的灭火器时，只需采用一套系统，即一个储压钢瓶，一条输送管路和一个控制阀门，单瓶便携设计，结构大为简化，能耗大为降低。而现有的常规双流体雾化技术一般需要两个储压钢瓶，分别储存水溶液和高压气体，两根输送管路，分别输送水和辅助雾化气体，以及两个控制阀门分别进行控制，系统复杂，便携困难，使用不便。当将本发明的用于细水雾灭火的溶液装入手提式即便携式的灭火器具时，与常规的手提式灭火器，如二氧化碳灭火器、干粉灭火器或即将淘汰的卤代烷烃灭火器的操作方法相似，但却在小气液比下获得良好的细水雾，其灭火效果均好于现有的常规水细水雾灭火、含二氧化碳的细水雾灭火和含氯化钠添加剂的细水雾灭火。另外，应用本发明用于细水雾灭火的溶液进行灭火，具有灭火速度大大加快、水消耗量明显减少、对被保护对象污染程度小、安全可靠和灭火效果好的显著优点。
具体实施方式
实施例1
第一步，设置用于细水雾灭火的溶液的配方
氯化钠的质量百分比为2%、二氧化碳溶解量为饱和溶解量和余量的自来水；
第二步，制备用于细水雾灭火的溶液
在温度为20℃的条件下，按第一步的比例取所需量的氯化钠和自来水配制成质量百分比浓度为2%的氯化钠溶液，放入储液罐中，然后向储液罐中加入压力为3MPa的二氧化碳气体，将其溶入上述氯化钠溶液中，使其达到第一步设定二氧化碳溶解量为饱和溶解量，储液罐的顶部占罐总体积1/5的空间为二氧化碳，维持压力为3MPa，由此制得用于细水雾灭火的溶液，并将配制好的用于细水雾灭火的溶液装入细水雾灭火器或细水雾灭火系统中备用。
本实施例制备的用于细水雾灭火的溶液进行灭火的使用步骤如下：
（1）把上述制得的用于细水雾灭火的溶液装入内壁面涂有防腐涂层的普通耐压钢瓶，钢瓶总容积8升，内装入上述用于细水雾灭火的溶液6升，其余空间充入二氧化碳气体，压力维持在3MPa，由此制成灭火器；
（2）当火灾发生时，开启上述（1）制成的灭火器的阀门，立即扑灭被保护空间内的火灾。
灭火效果试验比较：
将本实施例的用于细水雾灭火的溶液和现有的其它细水雾灭火用的液体对相同条件下的柴油池火进行灭火试验比较。灭火时间如表1所示。
表1几种细水雾灭火用的液体的灭火时间比较
通过以上对比试验可以看出，本实施例的用于细水雾灭火的溶液在灭火效率上均大大优于自来水、含二氧化碳的水溶液和含氯化钠添加剂的水溶液。
实施例2
第一步，设置用于细水雾灭火的溶液的配方
氯化钠的质量百分比为0.5%、二氧化碳溶解量为饱和溶解量和余量的自来水；
第二步，制备用于细水雾灭火的溶液
在温度为5℃的条件下，按第一步的比例取所需量的氯化钠和自来水配制成质量百分比浓度为0.5%的氯化钠溶液，放入储液罐中，然后向储液罐中加入压力为1.5MPa的二氧化碳气体，将其溶入上述氯化钠溶液中，使其达到第一步设定二氧化碳溶解量为饱和溶解量，储液罐的顶部占罐总体积1/5的空间为二氧化碳，维持压力为1.5MPa，由此制得用于细水雾灭火的溶液，并将配制好的用于细水雾灭火的溶液装入细水雾灭火器或细水雾灭火系统中备用。
本实施例制备的用于细水雾灭火的溶液进行灭火的使用步骤如下：
（1）把上述制得的用于细水雾灭火的溶液装入内壁面涂有防腐涂层的普通耐压钢瓶，钢瓶总容积8升，内装入上述用于细水雾灭火的溶液6升，其余空间充入二氧化碳气体，压力维持在1.5MPa，由此制成灭火器；
（2）当火灾发生时，开启上述（1）制成的灭火器的阀门，立即扑灭被保护空间内的火灾。
实施例3
第一步，设置用于细水雾灭火的溶液的配方
氯化钠的质量百分比为5%、二氧化碳溶解量为饱和溶解量和余量的自来水；
第二步，制备用于细水雾灭火的溶液
在温度为40℃的条件下，按第一步的比例取所需量的氯化钠和自来水配制成质量百分比浓度为5%的氯化钠溶液，放入储液罐中，然后向储液罐中加入压力为5MPa的二氧化碳气体，将其溶入上述氯化钠溶液中，使其达到第一步设定二氧化碳溶解量为饱和溶解量，储液罐的顶部占罐总体积1/5的空间为二氧化碳，维持压力为5MPa，由此制得用于细水雾灭火的溶液，并将配制好的用于细水雾灭火的溶液装入细水雾灭火器或细水雾灭火系统中备用。
本实施例制备的用于细水雾灭火的溶液进行灭火的使用步骤如下：
（1）把上述制得的用于细水雾灭火的溶液装入内壁面涂有防腐涂层的普通耐压钢瓶，钢瓶总容积8升，内装入上述用于细水雾灭火的溶液6升，其余空间充入二氧化碳气体，压力维持在5MPa，由此制成灭火器；
（2）当火灾发生时，开启上述（1）制成的灭火器的阀门，立即扑灭被保护空间内的火灾。
上述实施例中所用的原料和设备均通过商购获得，操作方法是本技术领域的技术人员所能掌握的。

Claims (1)

1.用于细水雾灭火的溶液的制备方法，其特征在于步骤如下：
第一步，设置用于细水雾灭火的溶液的配方
氯化钠的质量百分比为0.5～5％、二氧化碳溶解量为饱和溶解量和余量的自来水；
第二步，制备用于细水雾灭火的溶液
在温度为5～40℃的条件下，按第一步的比例取所需量的氯化钠和自来水配制成质量百分比浓度为0.5～5％的氯化钠溶液，放入储液罐中，然后向储液罐中加入压力为1.5或5MPa的二氧化碳气体，将其溶入上述氯化钠溶液中，使其达到第一步设定的二氧化碳溶解量为饱和溶解量，储液罐的顶部空间为二氧化碳，维持压力为1.5或5Mpa，由此制得用于细水雾灭火的溶液，并将配制好的用于细水雾灭火的溶液装入细水雾灭火器或细水雾灭火系统中备用，所述储液罐的顶部空间占罐总体积的1/5。
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