RU2686197C1 - Комбинированное огнетушащее средство на основе микроэмульсий вода-пав-галогеноуглеводород - Google Patents
Комбинированное огнетушащее средство на основе микроэмульсий вода-пав-галогеноуглеводород Download PDFInfo
- Publication number
- RU2686197C1 RU2686197C1 RU2017144329A RU2017144329A RU2686197C1 RU 2686197 C1 RU2686197 C1 RU 2686197C1 RU 2017144329 A RU2017144329 A RU 2017144329A RU 2017144329 A RU2017144329 A RU 2017144329A RU 2686197 C1 RU2686197 C1 RU 2686197C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- fire
- microemulsions
- extinguishing
- fire extinguishing
- Prior art date
Links
- 239000004530 micro-emulsion Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 title abstract description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 7
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 abstract description 5
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 abstract description 5
- 150000005826 halohydrocarbons Chemical class 0.000 abstract description 5
- 238000009835 boiling Methods 0.000 abstract description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 4
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 abstract 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 9
- BBZVTTKMXRPMHZ-UHFFFAOYSA-N 1,1,1,2,3,3,3-heptafluoro-2-iodopropane Chemical compound FC(F)(F)C(F)(I)C(F)(F)F BBZVTTKMXRPMHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 4
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N n-butyl carbinol Natural products CCCCCO AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 2
- 239000003752 hydrotrope Substances 0.000 description 2
- 230000003165 hydrotropic effect Effects 0.000 description 2
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N tetrachloromethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JLGADZLAECENGR-UHFFFAOYSA-N 1,1-dibromo-1,2,2,2-tetrafluoroethane Chemical compound FC(F)(F)C(F)(Br)Br JLGADZLAECENGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 1
- 150000008282 halocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000012669 liquid formulation Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- -1 sodium dodecyl sulfate - water - triethanolamine - 1-pentanol - 2-iodo-heptafluoropropane Chemical compound 0.000 description 1
- QUCDWLYKDRVKMI-UHFFFAOYSA-M sodium;3,4-dimethylbenzenesulfonate Chemical compound [Na+].CC1=CC=C(S([O-])(=O)=O)C=C1C QUCDWLYKDRVKMI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Fire-Extinguishing Compositions (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области пожаротушения и может быть использовано при производстве огнетушащих средств. Предлагается огнегасящий микроэмульсионный состав на основе воды, поверхностно-активных веществ и галогеноуглеводорода. Технический результат заключается в получении комбинированного огнетушащего действия, при котором к охлаждающему действию воды добавляется ингибирование горения галогеноуглеводородом. Из чего следует снижение себестоимости и повышение эксплуатационных свойств конечного продукта; микрокапельная структура микроэмульсий способствует усилению огнетушащего действия, оказываемого водой за счет ее дробления при испарении микрокапель низкокипящего галогеноуглеводорода вблизи пламени. 2 табл.
Description
Изобретение (относится к огнегасящему составу комбинированного действия на основе воды и хладона, применяемым при тушении пожаров и возгораний веществ, находящихся в различных агрегатных состояниях.
Несмотря на многообразие существующих отечественных и зарубежных огнетушащих средств, актуальным остается вопрос создания и последующего внедрения принципиально новых огнетушащих веществ, которые способны не только эффективно ликвидировать горение, но и защитить организм человека от воздействия опасных факторов пожара. Поэтому является актуальной разработка комбинированного огнетушащего состава, механизм прекращения горения которым включает комбинацию нескольких огнетушащих эффектов: химическое торможение процесса горения и охлаждение зоны горения, создаваемых компонентами, содержащимися в рецептуре.
Из литературных источников известно, что хладоны и вода обладают чрезвычайно низкой взаимной растворимостью. Так, растворимость тетрахлорметана в воде при 25°С составляет 0,08 г на 100 мл [Справочник химика. – М.: Химия, 1964. - Т. 2. - С. 1020]. Приблизительно такого же порядка и растворимость воды в галогенуглеводородах. Способом их совмещения является получение соответствующих микроэмульсий. Сами по себе микроэмульсии представляют собой прозрачные, оптически изотропные растворы, самопроизвольно образующиеся из воды, «масла», поверхностно-активные вещества (ПАВ) и со-ПАВ (вспомогательных веществ). В нашем случае под термином «масло» понимается галогеноуглеводород.
Существующие в настоящее время модифицированные комбинированные огнетушащие средства (аэрозоли, смешанные газовые составы, огнетушащие порошки) нестабильны и имеют ряд других недостатков. Так, например, для огнетушащих порошков одним из таких недостатков является их слеживаемость, что требует их периодической замены в устройствах пожаротушения. В отличие от огнетушащих порошков микроэмульсии являются термодинамически стабильными системами и поэтому могут храниться в установках очень долго без потери свойств. Другим достоинством микроэмульсий служит их самопроизвольное образование. Следовательно, их получение не требует сложного специального оборудования. Кроме того, тушение жидкими составами более эффективно, чем газовыми, а срок хранения таких смесей довольно длительный.
Проведенное исследование литературных данных по применению микроэмульсий в целях прекращения горения показало их малое количество. В патенте Соединенных штатов Америки (США) [United States Patent 7004261. Inventors: Adiga, Kayyani C. (Macon, GA, US). Application Number: 10/117669. Publication Date: 02/28/2006. Filing Date: 04/05/2002.] предлагается использовать микроэмульсии типа «масло в воде» в качестве огнетушащего средства. В указанном патенте акцент сделан на том, чтобы добиться получения более мелкодисперсной воды вблизи пламени за счет ее разбиения при испарении низкокипящего углеводорода (гептан, октан), который является дисперсной (масляной) фазой микроэмульсии. Обычно применение тонкораспыленной воды со средним размером капель порядка 100-150 мкм достигается с помощью специальных устройств.
В литературе также имеются сведения о применении водно-галогеноуглеводородных систем в качестве огнетушащего вещества в модульных и стационарных установках [Ершов А.В. Исследование эффективности тушения пожаров в замкнутых объемах кораблей и судов комбинированными огнетушащими составами на основе воды. Дисс. … канд. техн. наук. Санкт-Петербург, 2002. 128 с.]. Так экспериментальные исследования по тушению модельных очагов пожаров ацетона, бензина и дизельного топлива проведенные автором данного исследования на лабораторной установке автоматического автономного модуля пожаротушения показали высокую огнетушащую эффективность смеси тетрафтордибромэтан - вода в соотношении 1:70. Однако указанные смеси применялись при температуре на 30-60°С выше температуры кипения жидкостей. Указанные смеси в жидком состоянии и при обычных температурах могли бы быть более эффективными и удобными в использовании. При использовании жидких огнетушащих веществ большой вклад в охлаждение зоны горения вносит нагрев жидкости до температуры кипения и эндотермический процесс испарения жидкости.
Для приготовления микроэмульсий нами использовались следующие вещества:
- бидистиллированная вода, удельная электропроводность 1⋅10-5 См/см;
- 2-иодгептафторпропан (IFP) квалификации «ч»;
- додецилсульфат натрия (NaDDS) фирмы «Amresco», квалификации «Biotechnology Grade» (содержание основного вещества в препарате более 98%);
- 1-пентанол (РеОН) квалификации «х.ч.». Количество воды - 1.3 мас. %;
- триэтаноламин (TEA) квалификации «ч». Количество воды - 2.7 мас. %.
Все исходные вещества использовались без дополнительной очистки.
Содержание воды в 1-пентаноле и триэтаноламине определяли методом титрования реактивом Фишера, что учитывалось при приготовлении микроэмульсий.
Состав полученных микроэмульсий представлен в таблице 1.
Исследованные микроэмульсии (см. таблицу 1) характеризуются приблизительно равным содержанием ПАВ + ко-ПАВ (≈21 мас. %) и различным соотношением количеств масла и воды.
Микроэмульсия МЭ-5, содержит тетрафтордибромэтан (C2Br2F4) и приготовлена с уменьшенным содержанием ПАВ + ко-ПАВ (≈9 мас. %).
Проведенные исследования показали, что микроэмульсии, в которых содержание 2-иодгептафторпропана превышало 5 мас. %, являются светочувствительными системами. На свету они быстро приобретают светло-коричневую окраску, а сам IFP окрашивается в фиолетовый цвет. Поэтому приготовление и хранение таких микроэмульсий необходимо проводить в посуде из темного стекла.
Приготовление микроэмульсии необходимо проводить весовым методом, добавлением компонентов в следующем порядке: додецилсульфат натрия - вода - триэтаноламин - 1-пентанол - 2-иодгептафторпропан при энергичном встряхивании сосуда. Триэтаноламин в полученных микроэмульсиях выступает, в роли гидротропного соединения. Гидротропные вещества - это соединения, способные увеличивать растворимость органических соединений в воде. Это происходит в результате изменения структуры воды под действием гидротропов, а также образования растворимых аддуктов при взаимодействии гидротропа с органическим веществом. Исследуемые микроэмульсии во всем интервале концентраций при 25°С остаются макроскопически однофазными и прозрачными.
Визуальное наблюдение микроэмульсий в течение 12 месяцев показало, что все исследованные микроэмульсионные системы сохраняют макрооднородность, выделения макрофаз в интервале температур 23-40°С не происходит. Доказано, что в микроэмульсиях содержащих более 6 мас. % C3F7I (МЭ-3 и МЭ-4) при температуре ниже 23°С, наблюдается расслоение. При этом образовавшиеся два слоя имеют следующий вид: верхний прозрачный и нижний белый непрозрачный, занимающий при 23°С приблизительно 25% общего объема. Объем нижнего непрозрачного слоя увеличивался при понижении температуры.
Для испытания на огнетушащую эффективность микроэмульсий использовалась лабораторная установка, состоящая из распылительного устройства, в которое помещается дозированное количество огнетушащего средства, и компрессора с ресивером, электромагнитным клапаном и пусковым устройством, обеспечивающими создание избыточного давления. Подробно данный метод описан в работе [Батов Д.В., Мочалова Т.А., Сторонкина О.Е. Определение огнетушащей эффективности микроэмульсий на основе воды и 2-йодгептафторпропана / Пожарная и аварийная безопасность. Сетевое издание Ивановской пожарно-спасательной академии ГПС МЧС России, 2017, №4(7). - С. 20-29. www/pab.edufire37.ru].
Распылительное устройство обеспечивало создание и направленную подачу мелкодисперсной жидкости в модельный очаг. Испытания заключались в определении минимального количества микроэмульсии, обеспечивающего уверенное тушение модельного очага пожара горючей жидкости. В качестве модельного очага пожара горючей жидкости использовалось горение 3 мл бензина, налитого на поверхность воды в круглом металлическом поддоне диаметром 20 см и высотой 5 см. Распылительное устройство располагалось над поверхностью жидкости на высоте 50 см. Давление в распылительном устройстве составляло 2 атм.
В качеству огнетушащего средства сравнения использована мелкодисперсная водопроводная вода.
Результаты испытаний микроэмульсий на огнетушащую эффективность представлены в таблице 2.
Результат «Отсутствие тушения» означает, что при попадании огнетушащего средства в пламя наблюдалось уменьшение размера пламени, однако полного его затухания не происходило. Результат «Тушение» означает, что при попадании указанного количества огнетушащего средства в пламя происходило быстрое и полное затухание пламени.
Из полученных данных следует, что «Отсутствие тушения» наблюдается только при использовании в качестве огнетушащего средства 4 мл воды, 2 мл микроэмульсии МЭ-1, содержащей наименьшее количество 2-иодгептафторпропана, и других микроэмульсий в количестве менее 2 мл. Во всех остальных случаях зафиксировано тушение модельного очага пожара.
Таким образом, показано, что полученные микроэмульсии обладают огнетушащим действием лучшим по сравнению с мелкораспыленной водой.
Использование полученных микроэмульсий, структура которых характеризуется наличием микрокапель галогеноуглеводорода в водной дисперсионной среде, в качестве огнетушащих средств может быть целесообразным по двум причинам:
- комбинированное огнетушащее действие, где к охлаждающему действию воды добавляется ингибирование горения 2-иодгептафторпропаном;
- микрокапельная структура микроэмульсий способствует усилению огнетушащего действия, оказываемого водой за счет ее дробления при испарении микрокапель 2-иодгептафторпропана вблизи пламени. Вода, переходя в мелкодисперсное состояние, обеспечивая более эффективное тушение. Теплота испарения 2-иодгептафторпропана составляет 38.05°С.
Claims (5)
- Комбинированный огнегасящий состав, отличающийся тем, что он представляет из себя микроэмульсию, содержащую воду, поверхностно-активные вещества и галогеноуглеводород при следующем соотношении компонентов:
- C3IF7 3.4-9.85%, Н2O 68.89-77.61%, NaDDS 8.35-8.43%, ТЭА 6.91-7.03%, РеnОН 5.79-5.90%
- и
- C2Br2F4 2.37%, Н2O 88.31%, NaDDS 3.83%, ТЭА 3.73%, РеnОН 1.75%
- и характеризующуюся термодинамической стабильностью в интервале температур 23-40°С.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017144329A RU2686197C1 (ru) | 2017-12-18 | 2017-12-18 | Комбинированное огнетушащее средство на основе микроэмульсий вода-пав-галогеноуглеводород |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017144329A RU2686197C1 (ru) | 2017-12-18 | 2017-12-18 | Комбинированное огнетушащее средство на основе микроэмульсий вода-пав-галогеноуглеводород |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2686197C1 true RU2686197C1 (ru) | 2019-04-24 |
Family
ID=66314705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017144329A RU2686197C1 (ru) | 2017-12-18 | 2017-12-18 | Комбинированное огнетушащее средство на основе микроэмульсий вода-пав-галогеноуглеводород |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2686197C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4826623A (en) * | 1984-08-22 | 1989-05-02 | Atochem | Homogeneous microemulsion compositions based on halogenated polyhydroxylated compounds and halogenated alkanes and their application to the manufacture of rigid foams |
| US7004261B2 (en) * | 2001-04-05 | 2006-02-28 | Nanomist Systems, Llc | Microemulsion mists as fire suppression agents |
| RU2403934C1 (ru) * | 2009-04-14 | 2010-11-20 | Закрытое Акционерное Общество "Пирохимика" | Огнегасящий состав и способ его получения |
| KR101733423B1 (ko) * | 2016-02-22 | 2017-05-08 | 주식회사 지에프아이 | 할로겐계 가스 소화약제 조성물 및 그 제조방법 |
-
2017
- 2017-12-18 RU RU2017144329A patent/RU2686197C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4826623A (en) * | 1984-08-22 | 1989-05-02 | Atochem | Homogeneous microemulsion compositions based on halogenated polyhydroxylated compounds and halogenated alkanes and their application to the manufacture of rigid foams |
| US7004261B2 (en) * | 2001-04-05 | 2006-02-28 | Nanomist Systems, Llc | Microemulsion mists as fire suppression agents |
| RU2403934C1 (ru) * | 2009-04-14 | 2010-11-20 | Закрытое Акционерное Общество "Пирохимика" | Огнегасящий состав и способ его получения |
| KR101733423B1 (ko) * | 2016-02-22 | 2017-05-08 | 주식회사 지에프아이 | 할로겐계 가스 소화약제 조성물 및 그 제조방법 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1931396B (zh) | 一种氧化物和氢氧化物溶胶凝胶灭火剂 | |
| US7261165B1 (en) | Appartus for fighting forest fires | |
| US20100276165A1 (en) | Method of Improving Fuel Tank Safety | |
| Ni et al. | Application of water@ silica core-shell particles for suppressing gasoline pool fires | |
| Ni et al. | Performance evaluation of water mist with bromofluoropropene in suppressing gasoline pool fires | |
| US8783374B2 (en) | Fire extinguishing foam, methods and systems | |
| US20200406081A1 (en) | Fire Extinguishing Powder for A, B, C, D, F and K Class Fires And Its Application In Suppression of Catastrophic Fires, The Absorption of Oil and Its Derivatives and Revitalization of Land Degradation Caused By Fire | |
| RU2686197C1 (ru) | Комбинированное огнетушащее средство на основе микроэмульсий вода-пав-галогеноуглеводород | |
| CA1282948C (en) | Fire extinguishant | |
| CN105999607B (zh) | 一种食用油专用灭火剂及其制备方法 | |
| Briggs | Foams for firefighting | |
| GB2265309A (en) | Fire extinguishing methods using fluorinated hydrocarbons | |
| Subekti et al. | Potential production of palm oil-based foaming agent as fire extinguisher of peatlands in Indonesia: Literature review | |
| Oguike | Study of fire fighting foam agent from palm oil for extinguishing of petrol fires | |
| RU2225735C2 (ru) | Способ получения комбинированного гомогенно-гетерогенного огнетушащего состава | |
| US20120090862A1 (en) | Fire Suppression System with Vaporizing Liquid Gas and AFFF Foam Concentrate | |
| US11439858B1 (en) | Fire extinguisher and method | |
| SU814359A1 (ru) | Установка дл тушени пожара взАКРыТОМ пОМЕщЕНии | |
| Wang et al. | Synthesis and Characterization of a Novel Imidazolium Short‐Chain Fluorocarbon Surfactant as a Potential Agent for Aqueous Film Forming Foam | |
| US1118952A (en) | Method of extinguishing fires. | |
| RU2620705C2 (ru) | Способ тушения горючих жидкостей | |
| JPS61206468A (ja) | エアゾ−ル式消火具 | |
| Нуянзін et al. | THE ANALYSIS OF FOREIGN, NATIONAL REGULATORY DOCUMENTS AND RESEARCH ON THE DEVELOPMENT AND APPLICATION OF FOAMING AGENTS of GENERAL PURPOSE for EXTINGUISHING FIRES | |
| US2643966A (en) | Vesicant composition for and method of rendering water hazardous | |
| CN114452582A (zh) | 一种水基高分子微包囊灭火降烟抑爆剂制备方法与应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191219 |