RU2005516C1

RU2005516C1 - Method for fire-fighting

Info

Publication number: RU2005516C1
Authority: RU
Inventors: А.Д. Сергиенко; А.И. Израйлевич; С.М. Егорычев; О.А. Орлова
Original assignee: Научно-исследовательский институт полимерных материалов
Priority date: 1991-12-24
Filing date: 1991-12-24
Publication date: 1994-01-15

Abstract

FIELD: fire-fighting. SUBSTANCE: method consists in fire extinguishing by extinguishant of aerosol composition produced by burning of solid fuel. Large volume of gaseous combustion product evolving during burning dilutes air to displace it out of burning zone. At the same time gaseous compounds of alkali metals containing in combustion products, when cooled, form stable aerosol featuring high inhibiting effect on burning of all types of materials and gases. EFFECT: higher efficiency. 1 tbl

Description

Изобретение относится к созданию способов и средств, предназначенных для предотвращения пожаров или сдерживания огня. The invention relates to methods and means for preventing fires or containing fires.

Известно, что пожаротушение можно обеспечить различными способами:
- изоляцией очага горения от кислорода воздуха или снижением концентрации О₂ вследствие разбавления воздуха негорючими газами;
- интенсивным ингибированием химических реакций в пламени;
- охлаждением очага горения до определенных температур;
- механическим срывом пламени сильной струей газа или воды;
- созданием условий огнепреграждения или сочетанием этих способов.It is known that fire fighting can be provided in various ways:
- isolation of the burning hearth from atmospheric oxygen or a decrease in the concentration of O ₂ due to dilution of air with non-combustible gases;
- intense inhibition of chemical reactions in the flame;
- cooling the combustion zone to certain temperatures;
- mechanical flame failure by a strong stream of gas or water;
- creating conditions for fire protection or a combination of these methods.

Различают поверхностное тушение - подачу средств тушения (воды, пены, порошков) непосредственно в очаг пожара - и объемное - создание в районе пожара газовой среды, не поддерживающей горения. Последнее применяют в ограниченных (в замкнутых) объемах (помещениях, отсеках, галереях и т. п. ), а в качестве гасителей, как правило, используют инертные газовые разбавители, хладоны, порошки и комбинированные составы на основе хладонов. There are surface extinguishing - the supply of extinguishing agents (water, foam, powders) directly to the fire - and volumetric - the creation in the fire area of a gas environment that does not support combustion. The latter is used in limited (in closed) volumes (rooms, compartments, galleries, etc.), and inert gas diluents, chladones, powders, and combined compositions based on chladones are usually used as quenchers.

Изоляция очага горения от кислорода воздуха разбавлением инертными газами широко представлена различными системами со сжатыми СО₂, N₂, Аr и т. п. Кроме того, известны генераторы инертных газов, работающие на принципе сжигания в различных установках, например авиадвигателях, углеводородного горючего типа керосина.Isolation of the combustion zone from atmospheric oxygen by dilution with inert gases is widely represented by various systems with compressed CO ₂ , N ₂ , Ar, etc. In addition, inert gas generators operating on the principle of burning in various installations, for example aircraft engines, hydrocarbon fuels like kerosene are known .

Ингибирование процессов, заключающееся в торможении цепной реакции, происходящей при горении, наиболее интенсивно осуществляется хладонами. Inhibition of processes, which consists in the inhibition of the chain reaction that occurs during combustion, is most intensively carried out by freons.

Однако, из-за сильного воздействия хладонов на озоновый слой атмосферы, вплоть до разрушения последнего, применение хладонов для пожаротушения ограничено. However, due to the strong influence of chladones on the ozone layer of the atmosphere, up to the destruction of the latter, the use of chladones for fire fighting is limited.

В настоящее время наиболее универсальными средствами пожаротушения, применяемыми для гашения любого типа пожаров и электроустановок под напряжением, являются огнетушащие порошки на основе карбонатов, фосфатов, хлоридов щелочных металлов. At present, the most versatile fire extinguishing agents used to extinguish any type of fire and electrical installations under voltage are fire extinguishing powders based on carbonates, phosphates, alkali metal chlorides.

Известен способ пожаротушения, предусматривающий образование пожаротушащего аэрозоля при горении порохов аэрозольных смесевых (ПАС), состоящих из 13-39% твердых компонентов (нитратов Na, K; хлоридов или карбонатов Na, K; перхлоратов Na, NH₄, K; бихромата К) и связующих типа нитроцеллюлозы, полиэфира, каучуков, эпоксидной или резольной смолы, принятый за прототип.A known fire extinguishing method, providing for the formation of a fire extinguishing aerosol during the combustion of aerosol mixed powder (PAS), consisting of 13-39% solid components (Na, K nitrates; Na, K chloride or carbonates; Na, NH ₄ , K perchlorates, K dichromate) and binders such as nitrocellulose, polyester, rubbers, epoxy or resole resin, adopted as a prototype.

Судя по температуре горения составов (900-1495К) и большому содержанию связующего, такого типа составы обладают низким коэффициентом избытка окисляющих элементов ( α), а, значит, в газовой составляющей аэрозоля содержит много соединений, способных к догоранию в воздушной среде (СО, Н₂, ОН и т. п. ), которые в очаге пожара могут стать дополнительным источником горения.Judging by the combustion temperature of the compositions (900-1495K) and the high binder content, these types of compositions have a low coefficient of excess oxidizing elements (α), which means that the gas component of the aerosol contains many compounds that can be burned out in air (СО, Н) ₂ , OH, etc.), which in the fire source can become an additional source of combustion.

Целью предлагаемого изобретения является разработка эффективного способа гашения пожаров огнетушащим составом, образованным аэрозолем из твердой и газообразной фаз, полученным сгоранием специально подобранных составов смесевого твердого топлива. Такие топлива содержат окислитель, отвержденное полимерное горюче-связующее и, как правило, добавки различного назначения. The aim of the invention is to develop an effective method of extinguishing fires with a fire extinguishing composition formed by an aerosol of solid and gaseous phases obtained by combustion of specially selected mixed solid fuel compositions. Such fuels contain an oxidizing agent, a cured polymer fuel-binding agent and, as a rule, additives for various purposes.

Продукты сгорания (ПС) выделяются при сжигании СТТ в различного вида стационарных и переносных установках и огнетушителях, при поджигании открытых образцов топлива с помощью любого типа воспламеняющих устройств, а также когда изделия из СТТ помещены непосредственно в очаге пожара. Чтобы ПС СТТ не стали дополнительным источником горения, в них содержатся, в основном, продукты полного окисления входящих в топливо элементов, т. е. α исходной композиции обеспечивается на уровне 0,9-1,0. Combustion products (PS) are emitted when burning CTT in various types of stationary and portable installations and fire extinguishers, when burning open samples of fuel using any type of igniting device, and also when products from CTT are placed directly in the fire. In order for PS CTT not to become an additional source of combustion, they mainly contain products of the complete oxidation of elements included in the fuel, i.e., α of the initial composition is provided at the level of 0.9-1.0.

Способ предусматривает комплексное воздействие на очаг пожара. При горении СТТ выделяется большой объем ПС (23-27 молей/кг при температуре 1900^оК), которые, разбавляя воздух и вытесняя его из зоны горения, создают пониженную концентрацию кислорода в очаге пожара. Одновременно, содержащиеся в ПС газообразные соединения щелочных металлов при охлаждении переходят в конденсированное состояние в виде мельчайших частиц, и этот устойчивый аэрозоль обладает сильным ингибирующим действием на горение в воздушной среде всех видов материалов и газов.The method provides a comprehensive effect on the fire. In combustion CTT released a large amount of PS (23-27 mol / kg at a temperature of ^about 1900 K), which diluting air and forcing it out of the combustion zone, provide a reduced oxygen concentration in the outbreak of fire. At the same time, the gaseous compounds of alkali metals contained in PS during cooling turn into a condensed state in the form of tiny particles, and this stable aerosol has a strong inhibitory effect on the combustion of all types of materials and gases in air.

В зависимости от набора исходных компонентов аэрозоль состоит из различных инертных газов (СО₂, Н₂О, N₂ и др. ) и конденсированных частиц, представляющих, в основном, соединения щелочных металлов типа галогенидов, карбонатов (например, К (Na) Cl, K₂CO₃, K₂SO₄). Для повышения концентрации в ПС аэрозоля-ингибитора в исходный состав могут дополнительно вводиться порошки-ингибиторы.Depending on the set of initial components, the aerosol consists of various inert gases (СО ₂ , Н ₂ О, N ₂ , etc.) and condensed particles, which are mainly alkaline metal compounds such as halides, carbonates (for example, K (Na) Cl , K ₂ CO ₃ , K ₂ SO ₄ ). In order to increase the concentration of the aerosol inhibitor in the PS, additional inhibitor powders can be added to the initial composition.

В таблице приведены составы ПС различных вариантов компоновки СТТ. The table shows the composition of the PS of various layout options CTT.

Из таблицы следует, что ПС содержат 40-45% по весу соединений калия, находящихся, в основном, в газообразном состоянии. Это обстоятельство способствует интенсивному ингибирующему воздействию на реакции в пламени. From the table it follows that PS contain 40-45% by weight of potassium compounds, which are mainly in a gaseous state. This circumstance contributes to an intense inhibitory effect on reactions in a flame.

Большой объем выделяющихся газов (23-27 молей/кг при температуре 1900К) обеспечивает разбавление и вытеснение воздушной среды из очага пожара. Образующиеся газы экологически чистые. Вид используемого связующего практически не влияет на количество и качественный состав продуктов сгорания, а варьированием вида окислителя и соотношения между окислителями можно несколько изменить состав ПС. A large volume of gases (23-27 moles / kg at a temperature of 1900K) provides dilution and displacement of the air from the fire. The resulting gases are environmentally friendly. The type of binder used practically does not affect the quantity and quality composition of the combustion products, and by varying the type of oxidizing agent and the ratio between oxidizing agents, one can slightly change the composition of PS.

В условиях предприятия проведена оценка гасящей способности продуктов сгорания СТТ. In the conditions of the enterprise, the extinction ability of CTT combustion products was evaluated.

Потушены горящие ЛВЖ (бензин, ацетон) и древесина. Расход топлива при гашении ЛВЖ составил 0,05-0,10 кг/м³, а древесины - 0,03-0,06 кг/м³. По данным Справочника "Пожаро-взрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения" под редакцией А. Н. Баратова и А. Л. Корольченко, М. , Химия, 1990 при объемном гашении пожаров ЛВЖ и древесины расходуются: Углекислый газ 0,7 кг/м³ Хладон 114 В 2 0,22-0,37 кг/м³ Порошковые средства 0,27-0,4 кг/м³ Достоинствами предлагаемого способа пожаротушения являются следующие:
1. Универсальность - применение для гашения любого типа пожара.Burning flammable liquids (gasoline, acetone) and wood are extinguished. Fuel consumption for extinguishing flammable liquids amounted to 0.05-0.10 kg / m ³ and wood - 0.03-0.06 kg / m ³ . According to the Handbook "Fire and Explosive Hazards of Substances and Materials and Extinguishing Media" edited by A. N. Baratov and A. L. Korolchenko, M., Chemistry, 1990, when extinguishing fires of flammable liquids and wood, the following are consumed: Carbon dioxide 0.7 kg / m ³ Freon 114 V 2 0.22-0.37 kg / m ³ Powder products 0.27-0.4 kg / m ^{3 The} advantages of the proposed fire extinguishing method are:
1. Universality - application for extinguishing any type of fire.

2. Постоянная готовность к применению. Изделия из топлива способны к длительному хранению (10-15 лет) в широком температурном диапазоне без изменения характеристик и не требуют дополнительной подготовки перед использованием. 2. Continuous availability. Fuel products are capable of long-term storage (10-15 years) in a wide temperature range without changing characteristics and do not require additional preparation before use.

3, Взрывобезопасность изготовления и возможность получения образцов любой формы и различных размеров. 3, Explosion-proof manufacturing and the possibility of obtaining samples of any shape and various sizes.

4. Экологическая чистота продуктов сгорания. 4. Ecological purity of combustion products.

5. Конверсия оборонной отрасли промышленности. (56) Сборник "Пороха и твердые специальные топлива в народном хозяйстве", под. ред. Б. П. Жукова, ЦНИИНТИ, КПК, М. , 1990 г. , с. 21. 5. Conversion of the defense industry. (56) Collection "Gunpowder and Special Special Solid Fuels in the National Economy," under. ed. B.P. Zhukova, Central Research Institute of Informatics and Computer Science, CPC, M., 1990, p. 21.

Claims

FIRE FIGHTING METHOD, including exposing a fire extinguishing agent to a fire, formed by aerosol from solid and gaseous phases, obtained by burning solid fuel, including a mixture of a polymer binder based on rubbers and oxidizing agents - potassium nitrate and perchlorate, characterized in that the mixture is formed by components in the ratio, wt. %:
A polymer binder based on rubbers, or divinyl, or isoprene, or nitrile, or polyurethane, or thiokol 13.5 - 20
Potassium perchloride or nitrate or a mixture thereof 70 - 82
Special additives 5 to 10