CN103285550B - 一种用于扑灭煤粉火灾的高渗透性水基灭火剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于扑灭煤粉火灾的水基灭火剂，其质量百分比为：Triton X-100为1.5%-2.5%；Tween-20为1.5%-2.5%；丙三醇0.5%-1.5%；碳酸氢钠 0.5%-1.5%；三聚磷酸钠0.2%-0.5%；百分组成中，其余成分为水；按照以下顺序配制：（a）将碳酸氢钠加入水中，搅拌至澄清；（b）搅拌加入三聚磷酸钠，搅拌均匀，静置至少1分钟；（c）搅拌加入Tween-20、Triton X-100和丙三醇，这三者之间无顺序；（d）搅拌至澄清；使用本发明所述灭火剂，能迅速渗透至煤粉表层以下，对阴燃降温润湿窒息，使其完全熄灭；如果由于振动、搅动、浮力等原因，表层下未湿透的煤粉即使漂到液面之上，也能迅速下沉，避免了燃烧的煤粉在液面上漂流移动而引发它处可燃物燃烧的可能。

Description

一种用于扑灭煤粉火灾的高渗透性水基灭火剂

技术领域

本发明涉及一种用于扑灭煤粉火灾的水基灭火剂，特别针对煤粉的储存、使用单位的防火灭火。

背景技术

很多煤液化、火力发电的公司都首先将煤矿制成粉末再进一步使用。煤粉颗粒直径范围一般小于1000 um，多数煤粉的直径范围在20 um-500 um之间。由于煤粉比表面积大、与空气接触面广，煤粉颗粒间和颗粒内部的细孔能吸附大量的空气，所以一旦发生火灾，不仅在煤粉表层会发生燃烧，而且会在煤粉表层之下发生阴燃。

煤粉火灾属于A类火灾，一般使用水型、泡沫、磷酸盐干粉或卤代烷（现在用七氟丙烷）灭火剂进行扑救。但是煤粉具有特殊性：在实践中，煤粉表层火灾可以使用上述一些灭火药剂扑灭，但是对于底层的阴燃，却很难熄灭。具体分析如下：

（1）干粉灭火剂靠的形成笼罩的干粉弥散区，弥散的干粉颗粒吸附火焰上方的自由基，打断燃烧链而使燃烧的火焰熄灭。对煤表层以下的阴燃干粉却无能为力。等到干粉浓度逐渐减弱消退后，煤粉底层的阴燃会逐渐向表层扩散，从而导致燃烧再一次扩大。

（2）卤代烷靠笼罩在煤粉之上，窒息表层明火。但是表层以下的阴燃煤粉吸附了大量的空气，可以支持长时间的燃烧。等卤代烷灭火剂浓度消散后，煤粉层底层的阴燃会向表层扩散。

（3）泡沫灭火剂也是靠泡沫降温、窒息表层火灾，同样不能熄灭吸附大量空气的阴燃煤粉。

（4）现在煤粉的灭火多用水喷淋系统来灭火。在实践经验中，水在向煤粉内部渗透的过程时会有以下问题：

（a）水流会沿着煤粉中相对疏松的通道留下，而对别的地方很难渗入，就为阴燃留下死角，阴燃会持续并扩大。

（b）大量的水沿着装煤粉的容器壁或者煤粉中相对疏松的通道流下，并不是从煤粉表层大面积渗入。由于煤粉相对疏松，并且吸附了大量的空气导致其密度较小。这样，水就可能托起底部阴燃的煤粉团，这时由于浮力和表面张力，煤粉并不沉入水底，能长时间在水面漂浮，出现干燥的煤粉团漂浮在水面上燃烧的现象。这样，燃烧的煤粉可能由于水流转移到其它位置，引燃别的可燃物导致火灾蔓延。

（c）水完全淹没了煤粉表层，但是表层以下的大量煤粉仍旧干燥。（在灭火中往往会看到水覆盖煤粉长时间，但是在人为搅动底层煤粉时，下层大量的煤粉仍然干燥，阴燃仍在持续。）这样在人为搅动、外加振动等作用下，煤粉可能会翻出水面。形成同（b）相似的煤粉浮在水面上燃烧的局面。

煤粉底部的阴燃往往能自发持续下去。即使煤粉表层被水所覆盖，底部的阴燃也能持续很久。针对上述问题，提出本发明。

对煤粉的润湿性、渗透性成了扑灭煤粉火灾的水基灭火剂的重要因素。利用煤粉疏松多孔特点，发挥煤粉高吸附性的特点，在将本发明中灭火剂吸入细孔的同时将水分子吸入，使煤粉迅速湿透；同时表面张力降低，可使飘在水面上的煤粉迅速沉入水底，而不是让燃烧长时间的漂在水面之上四处浮动。

2012年有申请号码为“201210062206.8”的专利，涉及到一种带有渗透润湿功能的灭火剂，针对的是AB类和部分D类火灾（A类火灾为固体火灾，B类火灾为液体火灾，D类火灾为金属火灾），特别用于B类火灾。该专利强调的渗透润湿是对如固体堆垛、金属细片中各细小组成部分的润湿，在固体堆垛、金属片堆里的渗透。通过对如木垛中每根木块的润湿、金属屑片中对每个金属片的润湿，从而达到对整个木垛、金属屑片堆的整体润湿渗透，从而让该专利灭火剂产生的微乳包裹固体堆垛、金属屑，微乳包裹着燃烧物，达到快速降温、灭火的目的。但是煤粉比较特殊。煤粉是由很多微型颗粒组成，粒径多在20um-500um之间，并不像木垛、金属片那样有较大的面积。这些微型颗粒聚集在一起形成颗粒团体，中间形成许多极细的孔径，煤粉颗粒本身也有孔径。这些颗粒和孔径过于细小，微乳很难对煤粉颗粒或颗粒团体像较大固体一样包裹而灭火。

专利201110121107.8公布了一种煤矿专用的阻燃灭火剂，但是针对的是煤矿中的煤块，而不是经过工厂磨细的煤粉。

发明内容

本发明为克服目前灭火剂在灭煤粉火灾中的不足，提供一种高渗透性水基灭火剂。该用于煤粉火灾的水基灭火剂，由与水混溶的非离子表面活性剂、润湿剂、分散剂、弱碱性电解质、水软化剂组成。

    本发明是通过这样的技术方案实现的：一种用于扑灭煤粉火灾的高渗透性水基灭火剂，其特征在于；

灭火剂的各组分成分及质量百分比为：

聚氧乙烯-8-辛基苯基醚（Triton X-100）  1.5%-2.5%；

聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯（Tween—20）1.5%-2.5%；

丙三醇      0.5%-1.5%；

碳酸氢钠    0.5%-1.5%；

三聚磷酸钠  0.2%-0.5%；

百分组成中，其余成分为水；

所述煤粉专用水基灭火剂的配制工艺是按照上述质量百分比，称量各种药剂，并按照以下顺序配制：

（1）将碳酸氢钠加入水中，搅拌至溶解；

（2）搅拌加入三聚磷酸钠，搅拌至溶解，静置至少1分钟；

（3）搅拌加入聚氧乙烯-8-辛基苯基醚、聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯和丙三醇，这三者之间无顺序；

（4）搅拌至澄清。

该灭火剂用于细水雾系统、自动喷淋、手持式灭火器、消火栓系统、移动式喷水系统中，扑灭煤粉火灾。该发明中的聚氧乙烯-8-辛基苯基醚（Triton X-100）和聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯（Tween—20），能显著降低水的表面张力，使浮在水上的煤粉团迅速下沉，在丙三醇的润湿作用下，该水基灭火剂能迅速润湿煤粉颗粒；同时，由于大的比表面积及多孔特性，煤粉吸附水中非离子表面活性剂形成的胶束，在吸附胶束的同时，水被吸入煤粉团；在电解质碳酸氢钠的作用下，非离子表面活性剂在气泡上形成的双电层被削弱，并且非离子表面活性剂使煤粉吸附的空气气泡与煤粉间吸附力减弱，在浮力作用下，空气气泡浮出水面，减少了煤粉中吸附的助燃剂；三聚磷酸钠的作用有二：一是络合水中的钙镁等大离子，防止这些离子形成大颗粒堵住煤粉孔隙，二是起到分散剂的作用。

本发明的有益效果是：使用本发明所述灭火剂，能迅速渗透至煤粉表层以下，对阴燃降温润湿窒息，使其完全熄灭。如果由于振动、搅动、浮力等原因，表层下阴燃的煤粉飘起液面上，也能迅速下沉，避免了燃烧的煤粉在液面上漂流移动，引发它处可燃物燃烧。

具体实施方式

以下述原料按照质量百分比配制该灭火剂：

聚氧乙烯-8-辛基苯基醚（Triton X-100）  1.5%-2.5%；

聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯（Tween—20）1.5%-2.5%；

丙三醇     0.5%-1.5%；

碳酸氢钠   0.5%-1.5%；

三聚磷酸钠   0.2%-0.5%；

百分组成中，其余成分为水。

配置方法为：首先将碳酸氢钠加入水中，搅拌至溶解；再在搅拌的状态下加入三聚磷酸钠，搅拌溶解后，静置至少1分钟；接着，在搅拌状态下加入聚氧乙烯-8-辛基苯基醚、聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯和丙三醇，这三者之间无顺序；搅拌至澄清，放置待用。

灭火举例：

将粒径约为20-500um的电厂用煤粉10 kg放在约400℃的金属平板上加热，直至煤粉出现红色炙热燃烧。将其导入两只铁质仓储内，静置5分钟，表层不见火星，翻开表层下可以看见红色炙热持续燃烧。

分别以水和本发明涉及同时以同样喷淋方式灭火。结果现象描述如下

当水喷淋系统中使用的是水时，水喷洒到煤粉表面后，将部分表层打湿，持续加大量的水，这时大量的干煤粉形成大的团块漂浮在水面之上，炙热炭火火星仍然燃烧，并不下沉。振动铁质仓储，或者用木棒搅动水面下的煤粉，会有大量的干燥煤粉团块漂上水面，底下的煤粉层和新漂出的煤粉燃烧仍在持续，在试验进行的1小时之内，漂浮的煤粉团块并不下沉，也没有任何下沉的迹象，阴燃在稳定漂浮的煤粉团块上持续；翻动底层查看底层煤粉，仍然干燥，阴燃仍在持续。

当水喷淋系统中用的是本发明涉及的水基灭火剂时，首先，煤粉对水基灭火剂的吸收很快，当水基灭火剂覆盖煤粉之后，并没有干粉团块飘在水面上。搅动水面下的煤粉，有少量的干燥煤粉团漂上水面，但是迅速沉入液面以下。试验能明显观察到两种现象：（1）煤粉团吸附该水基灭火剂（大量漂浮的杂质颗粒在吸附作用下迅速漂向煤粉团）；（2）水基灭火剂的浮力难以托住液面上的煤粉团，煤粉团整体沉没速度快。20分钟后，主体湿透，未发现阴燃。测量煤粉底层温度范围在50℃-60℃之间。

Claims (1)

1.一种用于扑灭煤粉火灾的高渗透性水基灭火剂，其特征是，灭火剂的各组分成分及质量百分比为：

聚氧乙烯-8-辛基苯基醚    1.5%-2.5%；

聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯    1.5%-2.5%；

丙三醇     0.5%-1.5%；

碳酸氢钠     0.5%-1.5%；

三聚磷酸钠     0.2%-0.5%；

百分组成中，其余成分为水。