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Herstellung eines zur Bereitung von Feuerlöschschaum geeigneten Trocken-Chemikalien-Gemisches
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines zur Bereitung von
Feuerlöschschaum geeigneten, trockenen Chemikaliengemisches. Bei zur Schaumerzeugung
dienenden pulverförmigen Chemikaliengemischen ist es von hoher Bedeutung, zu verhindern,
daß dieselben während der Aufbewahrung sich zusammenballen oder vorzeitig aufeinander
reagieren, sowie sicherzustellen, daß sie beim Einleiten in die zur Schaumbereitung
dienenden Vorrichtungen gut rieseln. Die Zusammensetzung derartiger Gemische erfolgt
derart, daß Alkalibicarbonat, Schaumerzeuger und ein gegen Bicarbonat saures Salz,
wie Aluminiumsulfat, oder eine feste Säure, z. B. Oxalsäur e, miteinander zu einem
einheitlichen Pulver gemischt werden. Besonders hat sich die Verwendung von Aluminiumsulfat
als saurer Bestandteil bewährt, da dieses bei der Umsetzung mit dem Bicarbonat durch
zugeführtes Wasser das als Schutzkolloid für den Schaum besonders wirksame gallertige
Aluminiumhydroxyd liefert.
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Da es sich um Trockengemische handelt, hat man selbstverständlich
stets darauf Wert gelegt, nur trockene Chemikalien, d. h. im handelsüblichen Sinne
trockene Chemikalien, zur Verwendung zu bringen. Mit derartigen Gemischen haben
sich aber erhebliche übelstände herausgestellt, indem sich im Laufe der Zeit starke
Verklumpungserscheinungen unter völliger Umsetzung der Chemikalien einstellten.
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Man hat ähnliche Erscheinungen bereits bei Backpulvern beobachtet,
die ebenfalls aus gegensätzlich reagierenden Chemikalien zusammengemischt sind,
um im Bedarfsfalle eine Kohlensäureentwicklung zu ergeben. Man hat sich in diesem
Falle durch die Beimischung von sogenannten Pufferstoffen, inerten Stoffen, wie
Stärkemehl, zu helfen versucht.
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Man hat andererseits für Löschpulvergemische, welche aus einer Zusammenmischung
von Manganchlorür, Natriumbicarbonat und Ammoniumsulfat bestanden, als Pufferstoffe
zwecks Aufrechterhaltung eines trockenpulverigen Zustandes schon haolinpulver in
Menge von 1z o,io der Mischung angewandt.
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Auch für Chemikaliengemische, die aus Natriumbicarbonat, Saponin und
Aluminiumsulfat bestehen, welche zur Herstellung von Feuerlöschschaum dienen sollen,
hat man schon einen ILaolinzusatz von 8 bis 35 % vorgenommen.
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Ganz abgesehen aber davon, daß die Zumischung von inerten Stoffen
die Schaumergiebigkeit, bezogen auf die Gewichtsmenge des angewandten Schaumpulvers,
erheblich zurückdrängt, ist zu betonen, daß mit der alleinigen Zumischung von Pufferstoffen
die Aufgabe, ein unter Bedingungen der Praxis
völlig lagerbeständiges
Schaumpulver zu schaffen, überhaupt nicht durchführbar ist.
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Man hat endlich bereits die Möglichkeit erörtert, durch völlige Wasserentziehung
aus dem Aluminiumsulfat ein lagerungsbeständiges Schaumpulver für Feuerlöschzwecke
zu schaffen. Die praktische Anwendbarkeit ist kaum möglich, da alsdann die Reaktionskraft
wegen der Schwerlöslichkeit des völlig wasserfreien Aluminiumsulfats in Frage gestellt
ist. Man ist dann dazu übergegangen, ein Schaumpulver vorzuschlagen, welches eine
teilweise Trocknung des Aluminiumsulfats, nämlich auf einen Kristallwassergehalt
von 14 bis Mol herab, vorschreibt, aber gleichzeitig den Zusatz erheblicher Mengen
inerter Stoffe zu dem Schaumpulver vorsieht, wobei der Zusatz der Pufferstoffe ausdrücklich
damit begründet wird, die Zersetzung der Mischung bei der Lagerung zu verhindern.
Die Möglichkeit, lediglich durch eine geeignete Vorbehandlung der Chemikalien die
Lagerbeständigkeit herbeizuführen, ist dabei keineswegs erkannt worden. Das vorbekannte
Verfahren arbeitet somit mit erheblichen Mengen von inerten Stoffen, die für das
Schaumpulver einen wertlosen Ballast darstellen und außerdem infolge ihrer völligen
Unlöslichkeit in Wasser unerwünschte Nebenerscheinungen hervorrufen können.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, durch geeignete Vorbehandlung
der Chemikalien und ohne Anwendung eines Pufferstoffes ein unter. allen Verhältnissen
unbegrenzt lagerfähiges, d. h. nieselfähiges und reaktionsfähiges Pulver zu schaffen.
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Nachprüfungen haben ergeben, daß die Verklumpungserscheinungen,maßgebend
durch die Temperatur der Lagerung beeinfußt werden. Bei einem Schaumlöschpulver,
welches in unmittelbarer Nähe gefährdeter Objekte vorrätig gehalten werden muß,
z. B. in Schiffsmaschinenräumen mit Ölfeuerung, Extraktionsanlagen. Destillationsanlagen,
ist aber sehr häufig mit außergewöhnlich hohen und auch wechselnden Temperaturen
zu rechnen, wobei sich in den verschlossenen Büchsen auch Kondenswasser bilden kann.
In diesen Fällen verklumpen Pulver sehr leicht, auch wenn sie in luftdicht verschlossenen
Büchsen aufbewahrt werden. Auch die Zumischung von Pufferstoffen, welche z. B. bei
Backpulvern des Handels, die unter normalen und praktisch stets gleichbleibenden
Temperaturbedingungen in Drogenhandlungen und Verkaufsräumen aufbewahrt und gehandelt
werden, sich als nützlich erwiesen hat, vermag die Verklumpung bei Schaumpulver
für Zwecke der Technik nicht zu verhindern.
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An der Bildung und Wiederkondensation von Wasserdampf bei wechselnden
Temperatunen sind sämtliche Chemikalien des Schaumpulvers beteiligt. Das Natriumbicarbonat
vermag unter dem Einfuß von Wärme in dem Sinne zu zerfallen 2NaHC0,.=Na@C0s 4-H=0
+ CO=. Das Saponin ist eine sehr hygroskopische Substanz, zieht sehr leicht Wasser
an und vermag andererseits bei Erwärmung Wasser abzugeben. Das Aluminiumsulfat enthält
Kristallwasser. Andererseits muß man ein kristallwasserhaltiges Sulfat verwenden,
weil ein völlig wasserfreies Sulfat viel zu schwer löslich ist.
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Das für Schaumpulverzwecke verwendete Aluminiumsulfat enthält 17 bis
18 % Tonerde' und entspricht somit ungefähr der Formel Alp (SOJ4H.0.
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Dieses Sulfat ist völlig lufttrocken und lagerfähig, im Gegensatz
zu dem ebenfalls bekannten Sulfat mit 18 Mol Kristallwasser. Mit diesem Sulfat
mit 14 Hz O, welches z. B. lange Zeit in Säcken gelagert werden kann, ohne irgendwelche
Erscheinungen des Verklumpens oder Zerfießens aufzuweisen, ferner mit lufttrockenem
Natriumbicarbonat und lufttrockenein Saponin erzeugtes Schaumpulver ist, wie bereits
bemerkt, nicht lagerbeständig. Es wurde durch eingehende Untersuchungen festgestellt,
daß sich die von-der Temperatur abhängigen Wasserabspaltungen und Zersetzungen des
Schaumpulvers dadurch vermeiden lassen, daß man den bei bestimmten Temperaturen
erfolgenden langsamen Zerfall des Natriumbicarbonats und die Wasserabspaltung des
Aluminiumsulfats und des Saponins durch Einzeltrocknung der Komponenten kompensiert.
Hierbei wurde ferner festgestellt, daß eine noch so scharfe Trocknung lediglich
eines Bestandteiles nicht zum Ziele führt, ganz abgesehen davon, daß eine scharfe
Einzeltrocknung, z. B. des Aluminiumsulfats bis auf 7 Mol Kristallwasser herunter,
die Reaktionsgeschwindigkeit beim Zusammenbringen mit Wasser hemmt. Es hat sich
herausgestellt, daß eine Trocknung bei einer Temperatur von etwa 6o° der Einzelbestandteile
genügt, um ein unter allen Bedingungen der Praxis lagerungsfähiges, nieselfähiges
und reaktionsfähiges Schaumpulver zu erzielen.
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Bei der Trocknung des Natriumbicarbonats wird einerseits das hygroskopische
Wasser ausgetrieben. Darüber hinaus findet aber eine sehr geringfügige Zersetzung
des Natriumbicarbonats unter Bildung von Natriumcarbonat statt. Die Verluste, die
bei diesem Trocknungsprozeß auftreten, bewegen sich innerhalb weniger Prozente,
z. B. 2 bis 3 %, bei einer 48stündigen Trocknung.
Aus dem Aluminiumsulfat
wird ebenfalls verhältnismäßig wenig Wasser durch diese Maßnahmen entfernt. Es entsteht
ein Aluminiumsulfat, welches etwa 2 bis 3 ojo an Kristallwasser einbüßt. Noch geringer
sind die Wasserverluste, die der Schaumerzeuger erleidet.
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So geringfügig diese Wasserverluste auch an sich sind, so genügen
sie doch, um ein lagerungsfähiges Schaumpulver zu erzielen. Diese Wasserverluste
entsprechen den bei Aufbewahrungsverhältnissen in warmer Umebung ermittelten Wasserabspaltungsmöglichkeiten.
Auch wird durch die Trocknung die Zersetzung des Natriumbicarbonatsbereits vorweggenommen,
derart, daß ein Gleichge-,°ichtszustand herbeigeführt wird, der der entsprechenden
Temperatur entspricht.
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Die bei etwa 6d' vorzunehmende Trocknung wirkt derart, daß der Kristallwassergehalt
eines handelsüblichen Aluminiumsulfats, der ungefähr i.1Mol beträgt, auf etwa 12,5
bis 13 Mol herabgedrückt wird.
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Beim Bicarbonat bewirkt die Trocknung, daß die Aufspaltung des Natriumbicarbonats
zu Natriumcarbonat etwa im wesentlichen derart erfolgt, daß nach der Trocknung ein
Gemisch hinterbleibt, welches höchstens 3 0'o \atriumcarbonat enthält.
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Maßgebend für die Trocknung ist letzten Endes der durch analytische
Kontrolle feststellbare Gewichtsverlust. Die Trocknung erfolgt in einer Schichthöhe
von 4. bis 5 cm auf Flachblechen, die durch einen gasgefeuerten Ofen, wie er für
Trocknungszwecke in der 1-ackiererei üblich ist, erhitzt werden. Die Ofentemperatur
wird dabei auf 6o gehalten. Die Trockenzeit wird durch Einregulierung der Beheizung
auf etwa 4.8 Stunden eingestellt. Dieses geschieht deswegen, um einen teilweise
zu weitgehenden Zerfall durch die rasche Erhitzung zu vermeiden.
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Maßgebend ist, wie bereits gesagt, letzten Endes der analytisch ermittelte
Trocknungsg rad.
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Durch die Vorwegnahme der während der Lagerung in verschlossenen Büchsen
zu erwartenden Wasserabspaltung wird erzielt, daß eine solche in dein fertigen Pulver
nicht mehr eintritt und das Pulver völlig reaktionsfähig bleibt.
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Eingehende Versuche haben erwiesen, daß hierdurch auch unter schwierigen
Bedingungen jahrelange Beständigkeit erzielt wird.
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Es handelt sich beim vorliegenden Verfahren um eine keineswegs naheliegende
Maßnahme, die erst auf Grund eingehender Untersuchungen des Einflusses der Lagerungstemperatur
auf die Abspaltung von Wasser aus lufttrockenen Chemikalien getrotf en worden ist.