EP0263570A1 - Feuerlöschlösung zum Löschen von Phosphor- und Metallbränden - Google Patents

Feuerlöschlösung zum Löschen von Phosphor- und Metallbränden Download PDF

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EP0263570A1
EP0263570A1 EP87202050A EP87202050A EP0263570A1 EP 0263570 A1 EP0263570 A1 EP 0263570A1 EP 87202050 A EP87202050 A EP 87202050A EP 87202050 A EP87202050 A EP 87202050A EP 0263570 A1 EP0263570 A1 EP 0263570A1
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fire extinguishing
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EP87202050A
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Inventor
Edmund Pennartz
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Allanco Flamex International Corp
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Allanco Flamex International Corp
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
    • A62C3/06—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places of highly inflammable material, e.g. light metals, petroleum products
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D1/00—Fire-extinguishing compositions; Use of chemical substances in extinguishing fires
    • A62D1/0028—Liquid extinguishing substances
    • A62D1/0035—Aqueous solutions

Definitions

  • the invention relates to a fire extinguishing solution for extinguishing phosphorus and metal fires and a method for their production.
  • the invention has for its object to provide a fire extinguishing solution for the purpose mentioned as a fine sprayable foam-free mixture with a very high wetting effect.
  • the invention makes use of a modification of the "Reinhartin brine” and achieves frost resistance down to - 40 ° C with a protective colloid.
  • the density of the total solution at 0 ° C is 1.83.
  • the sprayed fire extinguishing solution acts as a fertilizer, which makes recultivation easier.
  • the fire extinguishing solution according to the invention is particularly suitable for fighting red phosphorus and against metal fires (fire classes A and D)>
  • the use of the agent according to the invention in fire fighting has the following effects: - Increase frost resistance to - 30 ° C - High wetting ability without the addition of foam-forming surfactants - High depth effect with simultaneous crystalline crust formation - anti-corrosive - nitrogen oxide formation at high temperatures (fire source) - Fire retardant dust control - In addition to the depth effect, different crystal formation creates a homogeneous, crystalline surface-covering crust - Chain interruption of the combustible gases with simultaneous conversion into non-combustible substances - Due to the high proportion of minerals, the agent has a long-acting fertilizing effect when combating forest and steppe fires.
  • MgCL2 Magnesium chloride MgCL2 is readily soluble in water. Evaporative, monoclinic crystals form, the density of MgCL2 is 2.316 - 2.33. With strong heating (extinguishing process) decomposition occurs with the formation of oxychloride. This oxide chloride has a corrosive effect on aluminum and chrome parts. This corroding is prevented by a protective group added to the overall solution.
  • MgCL2 is used in this case.
  • MgCl2 are dissolved in 100 gr. Water.
  • CaCL2 Calcium chloride CaCL2 is easily soluble in water. A porous, colorless mass forms when heated above 200 ° C. The density of CaCL2 is 1.68.
  • CaCL2 As a protective group, CaCL2 has a strong corrosion-inhibiting effect on MgCL2. This eliminates the risk of corrosion.
  • CaCL2 As already described for MgCL2, the fire extinguishing effect is known. Furthermore, CaCL2 is very suitable for binding coal dust in mining, and thus dust explosions are treated preventively. In the main for the present fire extinguishing agent, CaCL2 is used to increase and stabilize the frost resistance.
  • K2SO4 Potassium sulfate K2SO4 is relatively easily soluble in water. Colorless crystalline crusts form on evaporation. The density of K2SO4 is 2.67.
  • Evaporation of the saturated K2SO4 solution forms a relatively homogeneous crystalline crust, which prevents the supply of atmospheric oxygen, or the oxygen released by the heat from the source of the fire and bound up to that point.
  • a sensible solution up to the saturation limit is 100 gr. Water and 16.5 gr. K2SO4, while maintaining a constant temperature of 50 ° C.
  • the Na2SiO3 is the main component of the extinguishing agent described here in that the solution has a strong wetting effect and thereby transports all dissolved salts including their own into the source of the fire and thus builds up a barrier layer of crystallized salts which acts deeply into the source of the fire during evaporation.
  • Diammonium hydrogenphosphate (NH4) 2HPO4 readily soluble in water. Coarse crystalline precipitate forms on evaporation.
  • ammonium phosphates When heated, the ammonium phosphates decompose to form ammonia and polyphosphoric acid. Ammonia and polyphosphoric acid cause an interruption in the molecular chains, which are significant for the development or further development of a fire. Thereby this phosphate is an effective flame retardant and is suitable, especially in the combination given here, for fighting forest and steppe fires. This solution also has a long-acting fertilizing effect on the treated plant area.
  • the effect of the buffer substances is based on the trapping of hydrogen or hydroxide ions with the formation of weak acids or bases due to their dissociation equivalent.
  • the task of the buffer solution is to adjust the total solution to a pH of 8. A commercially available buffer solution that works according to NaOH is used for this. To adjust the pH value of 8, 46.7 ml are added to 1000 ml of total solution.
  • the correct solutions I-III are determined using a hydrometer (DIN 12 791 sheet 1 and sheet 2 1969).
  • Solutions IV-V are determined by pH measurement, but can also be determined with a hydrometer.
  • All rooms must have good ventilation systems.
  • the operating personnel must be equipped with rubber gloves, safety glasses and rubber aprons.
  • the moving machine parts such as valves, stirrers and pumps, have to be cleaned regularly with hot water , otherwise the material will wear out too much due to the incrustations.

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Abstract

Eine Feuerlöschlösung zum Löschen von Phosphor- und Metallbränden, welche als fein sprühbare schaumfreie Mischung mit sehr hoher Netzwirkung einsetzbar ist, umfaßt als Frostschutzkomponenten Magnesiumchlorid und/oder Calciumchlorid und als Löschkomponenten Natriumsilicat und/oder Kaliumsulfat, wobei noch eine Pufferlösung auf NaOH-Basis zum Einstellen eines pH-Wertes von 8 hinzugefügt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Feuerlöschlösung zum Löschen von Phosphor- und Metallbränden sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.
  • Es ist bereits bekannt (EP 0059178), zum Löschen von Feuer und gleichzeitigem Flammfestmachen des Brandherds eine wässrige Lösung mit Alkalimetallcitrat zu verwenden. Diese Lösung eignet sich jedoch nicht zum Löschen von Phosphor- und Metallbränden.
  • Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Feuerlöschlösung für den eingangs genannten Zweck als fein sprühbare schaumfreie Mischung mit sehr hoher Netzwirkung zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß als Netzmittel Calciumchlorid, Magnesiumchlorid und als weitere Löschkomponenten Natriummetasilikat und Kaliumsulfat verwendet werden. Hinzugemischt werden vorteilhaft sogenannte Imitiatoren, welche die Brandentwicklung durch Unterbrechung der Molekülketten hemmen und eine Pufferlösung zur Einstellung des pH-Werts. Alle in der Feuerlöschlösung vorkommenden Stoffe haben Mehrfachfunktionen, die notwendig sind, um die schwierigen Brandarten wie Phosphor- und Metallbrände erfolgreich zu bekämpfen sowie feinste und explosive Stäube, wie sie z.B. im Bergbau vorkommen, wirksam zu neutraliesieren.
  • Die Erfindung macht von einer Modifikation der "Reinhartin-Sole" Gebrauch und erreicht mit einem Schutzkolloid eine Frostfestigkeit bis - 40°C. Die Dichte der Gesamtlösung bei 0° C ist 1,83.
  • Bei der Bekämfpung von Flächenbränden wirkt die versprühte Feuerlöschlösung als Düngemittel, welches die Rekultivierung erleichtert.
  • Die erfindungsgemäße Feuerlöschlösung ist besonders zur Brandbekämfpung von rotem Phosphor und gegen Metallbrände geeignet (Brandklassen A und D)>
  • Im Ergebnis bewirkt die Anwendung des erfindungsgemäßen Mittels bei der Brandbekämpfung folgendes:
    - Erhöhung der Frostfestigkeit auf - 30° C
    - Hohe Netzfähigkeit ohne Zusätze von schaumbildenden Tensiden
    - Hohe Tiefenwirkung mit gleichzeitiger kristalliner Krustenbildung
    - Antikorrosiv
    - Stickoxidbildend bei hohen Temperaturen (Brandherd)
    - Feuerhemmende Staubbindung
    - Durch unterschiedliche Kristallbildung wird - neben der Tiefenwirkung - eine homogene, kristalline oberflächenabdeckende Kruste aufgebaut
    - Kettenunterbrechung der brennbaren Gase mit gleichzeitiger Umwandlung in nichtbrennbare Substanzen
    - Durch den hohen Anteil an Mineralien wirkt das Mittel bei der Branbekämpfung von Wald- und Steppenbränden gleichzeitung langwirkend düngend.
  • Beschreibung der in dem Brandschutzmittel verwendeten chemischen Produkt:
    • Frostschutzkomponenten:
  • 1. Magnesiumchlorid MgCL₂ ist in Wasser gut löslich. Beim Verdampfen bilden sich zerfließliche, monokline Kristalle, Die Dichte von MgCL₂ liegt bei 2,316 - 2,33. Bei starker Erhitzung (Löschvorgang) tritt eine Zersetzung unter Bildung von Oxidchlorid ein. Dieses Oxidchlorid wirkt korrodierend auf Al- und Chromteile. Diese Korrodierung wird durch eine der Gesamtlösung zugegebenen Schutzgruppe verhindert.
    • Wirkungsweise:
  • Neben der bekannten feuerlöschenden Wirkung und der starken Staubbindung wirkt sich MgCL₂ auf die Frostfestigkeit positiv aus. Als dessen Hauptzweck MgCL₂ in diesem Falle zum Einsatz gebracht wird.
    Um eine Frostfestigkeit von - 30° C zu erreichen, werden auf 100 gr. Wasser 25 gr. MgCL₂ gelöst.
  • 2. Calciumchlorid CaCL₂ ist im Wasser leicht löslich. Beim Erhitzen über 200° C bildet sich eine poröse farblose Masse.
    Die Dichte von CaCL₂ liegt bei 1,68.
    • Wirkunsweise:
  • Als Schutzgruppe wirkt CaCL₂ stark korrosionshemmend gegenüber MgCL₂. Somit wird die Korrosionsgefahr aufgehoben.
  • Auch bei CaCL₂ ist, wie bereits bei MgCL₂ beschrieben, die feuerlöschende Wirkung bekannt. Des weiteren eignet sich CaCL₂ sehr gut zur Bindung von Kohlenstaub im Bergbau, und somit werden Staubexplosionen vorbeugend behandelt. In der Hauptsache für das hier vorliegende Feuerlöschmittel wird CaCL₂ dazu eingesetzt, um die Frostfestigkeit zu erhöhen und zu stabilisieren.
  • Um eine Frostfestigkeit von -50° C zu erreichen, werden auf 100 gr. Wasser 43 gr. CaCL₂ gelöst.
    • Löschkomponenten:
  • 1. Kaliumsulfat K₂SO₄ ist in Wasser verhältnismäßig leicht löslich. Beim Verdampfen bilden sich farblose kristalline Krusten.
    Die Dichte von K₂SO₄ liegt bei 2,67.
    • Wirkungsweise:
  • Durch Verdampfen der gesättigten K₂SO₄-Lösung bildet sich eine relativ homogene kristalline Kruste, die eine Zufuhr von Luftsauerstoff, bzw. den durch thermische Einwirkungen freiwerdenden und bis dahin gebundenen Sauerstoff des Brandherdes verhindert.
    Eine sinnvolle Lösung bis zur Sättigungsgrenze liegt bei 100 gr. Wasser und 16,5 gr. K₂SO₄, dabei muß eine gleichbleibende Temperatur von 50° C beibehalten werden.
  • 2. Natriumsilikat auch Natriummetasilikat Na₂SiO₃ in Wasser vollkommen löslich mit alkalischer Reaktion. Bei der hier vorgegebenen Lösung ist der pH-Wert = 13,5.
    Beim Verdampfen bildet sich ein weißes kristallines Salz.
    • Wirkungsweise:
  • Das Na₂SiO₃ ist die Hauptkomponente des hier beschriebenen Löschmittels dadurch, daß die Lösung eine starke Netzwirkung aufweist und dadurch alle gelösten Salze einschließlich der eigenen in den Brandherd transportiert und somit bei der Verdampfung eine tief in den Brandherd hineinwirkende Sperrschicht aus kristallisierten Salzen aufbaut.
    • Intiatoren:
  • Diammoniumhydrogenphosphat (NH₄)₂HPO₄ in Wasser gut löslich. Beim Verdampfen bildet sich grobkristalliner Niederschlag.
    • Wirkungsweise:
  • Bei Erhitzen zersetzen sich die Ammoniumphosphate unter Bildung von Ammoniak und Polyphosphorsäure.
    Ammoniak sowie Polyphosphorsäure bewirken eine Unterbrechung in den Molekülketten, die für die Entwicklung bzw. Weiterentwicklung eines Brandes signifikant sind. Dadurch ist dieses Phosphat ein wirksames Flammschutzmittel und eignet sich, besonders in der hier vorgegebenen Kombination, zur Bekämpfung von Wald- und Steppenbränden. Diese Lßsung wirkt gleichzeitig langwirkend düngend auf den behandelten Pflanzenbereich.
    • Pufferlösung
  • Die Wirkung der Puffersubstanzen beruht auf dem Abfangen von Wasserstoff bzw. Hydroxid-Ionen unter Bildung schwacher Säuren bzw. Basen aufgrund ihres Dissoziationsgleichwertes.
    Die Pufferlösung hat die Aufgabe, die Gesamtlösung auf einen pH-Wert von 8 einzustellen. Hierzu wird eine handelsübliche Pufferlösung verwendet, die nach NaOH arbeitet. Um den pH-Wert von 8 einzustellen, werden 46,7 ml auf 1000 ml Gesamtlösung gegeben.
    Figure imgb0001
  • Die Ermittlung der richtigen Lösungen I-III wird mittels eines Aräometers (DIN 12 791 Bl. 1 und Bl. 2 1969) vorgenommen.
  • Die Lösungen IV-V werden durch pH-Wertmessung bestimmt, können aber ebenfalls mit einem Aräometer bestimmt werden.
  • Alle hier aufgeführten Komponenten müssen in getrennten Mischtanks aufbereitet werden.
    • Verfahren:
  • Bedingt durch die unterschiedlichen Mischzeiten und Temperaturen ist es erforderlich, daß für jeden Lösungsansatz ein separater Mischbehälter verwendet wird. Die gelösten Einzelkomponenten werden in einem zentralen Sammelbehälter zusammengeführt und unter ständigem Rühren und durch Zugabe der Pufferlösung auf den notwendigen pH-Wert von 7-8 eingestellt. Dieser Vorgang dauert ca. 15-20 Minuten.
  • Bei der Produktion von größeren Mengen ist es angezeigt, mehrere Linien aufzubauen, um somit einen quasi kontinuierlichen Produktionsablauf zu gewährleisten.
  • Alle Räume müssen gute Be- und Entlüftungsanlagen haben. Das Bedienungspersonal muß mit Gummihandschuhen, Schutzbrillen und Gummischürzen ausgestattet sein.
  • Die beweglichen Maschinenteile, wie Ventile, Rührer und Pumpen, müssen regelmäßig mit heißem Wasser gereinigt werden, weil sonst durch die Verkrustungen ein zu hoher Materialverschleiß auftritt.
  • Außer heißem Wasser dürfen keine Lösungsmittel verwendet werden.

Claims (3)

1. Feuerlöschlösung zum Löschen von Phosphor- und Metallbränden, wobei in Wasser gelöst sind:
a) als Frostschutzkomponenten
Magnesiumchlorid (MgCl₂) und/oder Calciumchlorid (CaCl₂)
b) als Löschkomponenten
Natriumsilicat (Na₂SiO₃) und/oder Kaliumsulfat (K₂SO₄)
und wobei eine Pufferlösung auf NaOH-Basis zum Einstellen eines pH-Wertes von 8 hinzugefügt wird.
2. Feuerlöschlösung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß Diammoniumhydrogenphosphat ((NH₄)₂HPO₄) als Initiator zugegeben wird.
3. Verfahren zum Herstellung einer Feuerlöschlösung nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einzelkomponenten gesondert gelöst und danach unter ständigem Rühren zusammengeführt werden.
EP87202050A 1986-10-07 1987-10-07 Feuerlöschlösung zum Löschen von Phosphor- und Metallbränden Withdrawn EP0263570A1 (de)

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