RU2784106C1 - Composition for obtaining fire-extinguishing fire-retardant gel (options) - Google Patents
Composition for obtaining fire-extinguishing fire-retardant gel (options) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2784106C1 RU2784106C1 RU2022115438A RU2022115438A RU2784106C1 RU 2784106 C1 RU2784106 C1 RU 2784106C1 RU 2022115438 A RU2022115438 A RU 2022115438A RU 2022115438 A RU2022115438 A RU 2022115438A RU 2784106 C1 RU2784106 C1 RU 2784106C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fire
- water
- extinguishing
- magnesium chloride
- potassium carbonate
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 title claims abstract description 16
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L MgCl2 Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 62
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 59
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 54
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 239000001184 potassium carbonate Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 7
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 7
- 229910000288 alkali metal carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000008041 alkali metal carbonates Chemical class 0.000 claims description 4
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium Ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 15
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 abstract description 15
- 238000003860 storage Methods 0.000 abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 abstract description 2
- 230000004807 localization Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 42
- 235000015320 potassium carbonate Nutrition 0.000 description 27
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 24
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 16
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 15
- 229940072033 potash Drugs 0.000 description 11
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 11
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 11
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 9
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 9
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N HF Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L sodium carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 229910052910 alkali metal silicate Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 4
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 4
- 229910000040 hydrogen fluoride Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 4
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H Aluminium sulfate Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 229920000591 gum Polymers 0.000 description 3
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- UNYOJUYSNFGNDV-UHFFFAOYSA-M magnesium monohydroxide Chemical compound [Mg]O UNYOJUYSNFGNDV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000001187 sodium carbonate Substances 0.000 description 3
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 3
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 3
- ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L Magnesium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Mg+2] ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 2
- 239000003349 gelling agent Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910001635 magnesium fluoride Inorganic materials 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N n-heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003000 nontoxic Effects 0.000 description 2
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 2
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000000717 retained Effects 0.000 description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N silicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- 229920002126 Acrylic acid copolymer Polymers 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K Aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K Lithium iron phosphate Chemical compound [Li+].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 231100000614 Poison Toxicity 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid Chemical compound OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000996 additive Effects 0.000 description 1
- 239000005442 atmospheric precipitation Substances 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 1
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 229920003086 cellulose ether Polymers 0.000 description 1
- 230000005591 charge neutralization Effects 0.000 description 1
- 230000001112 coagulant Effects 0.000 description 1
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008157 edible vegetable oil Substances 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing Effects 0.000 description 1
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000001264 neutralization Effects 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000011120 plywood Substances 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N sodium Chemical compound [Na] KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 239000000375 suspending agent Substances 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002588 toxic Effects 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Группа изобретений относится к области пожаротушения, а именно к композициям для получения огнетушащего огнезащитного геля, применяемого для тушения пожаров, в частности, пожаров твердых горючих материалов, сопровождаемых и не сопровождаемых тлением, в том числе, литий-ионных аккумуляторов, а также для предотвращения повторного воспламенения, локализации и изоляции очагов пожаров горючих веществ, в том числе в низкотемпературных условиях на открытых и закрытых площадках.SUBSTANCE: group of inventions relates to the field of fire extinguishing, namely to compositions for producing a fire extinguishing fire retardant gel used to extinguish fires, in particular, fires of solid combustible materials, accompanied and not accompanied by smoldering, including lithium-ion batteries, as well as to prevent repeated ignition, localization and isolation of fires of combustible substances, including in low-temperature conditions in open and closed areas.
Широко известно применение высокомолекулярных соединений (акриловой кислоты и ее производных, простых эфиров целлюлозы, камеди, крахмала и др.) в качестве загустителей при получении огнетушащих гелей, например, «Производство сополимеров акриловой кислоты», Халяпов Р.М., ПКФ «Сингер», URL:http://rccgroup.ru/plast/wp-content/uploads/3.4.-Halyapov.pdf [размещено в Интернет 16.11.2011], SI 21660A, опубл. 30.06.2005; CA 2134130, опубл. 26.04.1995; CN109966688, опубл. 05.07.2019; SU 421222, опубл. 09.09.1977; RU 2715174 C2, опубл. 25.02.2020.Widely known is the use of high-molecular compounds (acrylic acid and its derivatives, cellulose ethers, gum, starch, etc.) as thickeners in the production of fire extinguishing gels, for example, "Production of acrylic acid copolymers", Khalyapov R.M., PKF "Singer" , URL: http://rccgroup.ru/plast/wp-content/uploads/3.4.-Halyapov.pdf [posted on the Internet 11/16/2011], SI 21660A, publ. 06/30/2005; CA 2134130, publ. 04/26/1995; CN109966688, publ. 07/05/2019; SU 421222, publ. 09/09/1977; RU 2715174 C2, publ. 02/25/2020.
Из патента RU 2715174, опубл. 25.02.2020, известна композиция, представляющая собой концентрат, который при смешении с водой или водным раствором образует гидрогель для пожаротушения, усиливающий действие воды. Композиция содержит: 10-75 мас.% по меньшей мере одного средства для загущения, содержащего камедь или комбинацию камеди и крахмала; 15-89,9 мас.% по меньшей мере одной жидкой среды, которая является пищевым маслом, и одно или более суспендирующих средств. При этом композиция состоит более чем на 75 мас.% из компонентов категории широкого потребления. Композиция изготовлена из усиливающих действие воды добавок, полученных из природных источников и из категории материалов широкого применения, что делает композицию нетоксичной или полностью биоразлагаемой. Также рассмотрен гидрогель для пожаротушения и способ его получения. Гидрогель может применяться во время тушения пожара или для его предотвращения.From patent RU 2715174, publ. 02/25/2020, a composition is known, which is a concentrate, which, when mixed with water or an aqueous solution, forms a fire extinguishing hydrogel that enhances the action of water. The composition contains: 10-75% by weight of at least one thickener containing gum or a combination of gum and starch; 15-89.9% by weight of at least one liquid medium which is an edible oil and one or more suspending agents. At the same time, the composition consists of more than 75 wt.% of the components of the consumer category. The composition is made from water-enhancing additives derived from natural sources and from the category of materials of general use, which makes the composition non-toxic or completely biodegradable. A hydrogel for fire extinguishing and a method for its production are also considered. The hydrogel can be used during firefighting or to prevent it.
Недостатком огнетушащих гелей на основе высокомолекулярных органических веществ является потеря теплоизоляционных свойств после испарения воды, а также необходимость тщательного смешения гелеобразующего концентрата и воды в пожарном стволе, что затрудняет как распыление самого геля, так и обслуживание технических средств подачи после тушения пожара.The disadvantage of fire extinguishing gels based on high-molecular organic substances is the loss of thermal insulation properties after water evaporation, as well as the need for thorough mixing of the gel-forming concentrate and water in the fire hose, which makes it difficult both to spray the gel itself and to maintain the technical means of supply after extinguishing the fire.
Известен способ тушения пожара (патент RU 2264242, опубл. 20.11.2005) путем подачи в очаг пожара огнетушащего вещества, причем огнетушащее вещество формируют путем смешивания двух растворов на горящей поверхности, один из которых выполняют в виде водного раствора силиката щелочного металла, а второй - в виде коагулятора и катализатора гелеобразования, например в виде водного раствора солей двухвалентных или многовалентных металлов. Раствор гелеобразователя выполнен в соотношении компонентов: силикат щелочного металла, например жидкое натриевое или калиевое стекло с силикатным модулем от 1,0 до 3,6, с массовым содержанием силиката от 3,5 до 25,0%, вода - все остальное, а второй раствор выполнен в соотношении компонентов: соль двухвалентного или многовалентного металла, например алюминия, железа (+3), титана (+3 или +4), магния (+2), кальция (+2) с массовым содержанием соли от 4,5 до 47,0%, вода - все остальное. Первым недостатком изобретения является отсутствие возможности тушения пожара при низких температурах. Второй недостаток данного изобретения заключается в том, что водный раствор силиката щелочного металла может расслаиваться с течением времени, поэтому перед применением по назначению упомянутого в изобретении водного раствора силиката щелочного металла, его необходимо перемешать, например, путем встряхивания, что может сказаться на оперативности тушения возгорания, а при отсутствии перемешивания на качестве получаемого огнетушащего вещества. Третьим недостатком данного изобретения является то, что образование огнетушащего вещества в виде геля происходит на горящей поверхности, таким образом, один из компонентов, который первым попал на защищаемую поверхность, будет с нее стекать, что уменьшит эффективность пожаротушения и приведет к нарушению пропорций получения огнетушащего вещества, тем самым его качество не будет постоянным и будет зависеть от типа поверхности, на которой оно образуется.A method of extinguishing a fire is known (patent RU 2264242, publ. 20.11.2005) by supplying a fire extinguishing agent to the fire, and the extinguishing agent is formed by mixing two solutions on a burning surface, one of which is made in the form of an aqueous solution of alkali metal silicate, and the second - in the form of a coagulant and a gelation catalyst, for example in the form of an aqueous solution of salts of divalent or polyvalent metals. The gelling agent solution is made in the ratio of components: alkali metal silicate, for example, liquid sodium or potassium glass with a silicate module from 1.0 to 3.6, with a mass content of silicate from 3.5 to 25.0%, water - everything else, and the second the solution is made in the ratio of components: a salt of a divalent or polyvalent metal, for example, aluminum, iron (+3), titanium (+3 or +4), magnesium (+2), calcium (+2) with a mass content of salt from 4.5 to 47.0%, water - everything else. The first disadvantage of the invention is the inability to extinguish a fire at low temperatures. The second disadvantage of this invention is that an aqueous solution of alkali metal silicate can stratify over time, therefore, before using the aqueous solution of alkali metal silicate mentioned in the invention for its intended purpose, it must be mixed, for example, by shaking, which may affect the efficiency of extinguishing a fire. , and in the absence of mixing on the quality of the resulting fire extinguishing agent. The third disadvantage of this invention is that the formation of a fire extinguishing agent in the form of a gel occurs on a burning surface, thus, one of the components that first hit the protected surface will drain from it, which will reduce the fire extinguishing efficiency and lead to a violation of the proportions of obtaining a fire extinguishing agent. , thus its quality will not be constant and will depend on the type of surface on which it is formed.
Наиболее близким аналогом группы изобретений является техническое решение, раскрытое в патенте RU 2614963 C1, опубл. 31.03.2017. В качестве огнетушащего состава используют 0,34÷0,86 вес.ч. коллоидного раствора гидрооксида алюминия в воде (алюмогель, полученный реакцией взаимодействия сульфата алюминия и карбоната натрия), который подают в очаг горения с интенсивностью не менее 0,003 л/(м2·с) любым способом. Композиция содержит сульфат алюминия - 52 г и карбонат натрия - 48 г, растворенные в 15 литрах воды. Изобретение обеспечивает возможность тушения пожара без применения специальных требований к режиму подачи огнетушащего состава в очаг горения. Недостатком изобретения является тот факт, что известный состав для получения геля невозможно использовать при температурах ниже - 2, т.к. температура замерзания компонентов, входящих в его состав, в частности, водного раствора сульфата алюминия составляет -5, а карбоната натрия составляет - 2 °С.The closest analogue of the group of inventions is the technical solution disclosed in patent RU 2614963 C1, publ. 03/31/2017. As a fire extinguishing composition, 0.34÷0.86 wt.h. a colloidal solution of aluminum hydroxide in water (aluminum gel obtained by the reaction of the interaction of aluminum sulfate and sodium carbonate), which is fed into the combustion center with an intensity of at least 0.003 l / (m 2 s) by any method. The composition contains aluminum sulfate - 52 g and sodium carbonate - 48 g, dissolved in 15 liters of water. EFFECT: invention makes it possible to extinguish a fire without applying special requirements to the mode of supply of a fire extinguishing composition to the combustion source. The disadvantage of the invention is the fact that the known composition for the preparation of the gel cannot be used at temperatures below - 2, tk. the freezing point of the components that make up its composition, in particular, an aqueous solution of aluminum sulfate is -5, and sodium carbonate is -2 ° C.
Задачей предлагаемой группы изобретений является устранение вышеуказанных недостатков и создание новых композиций для получения огнетушащего огнезащитного геля.The task of the proposed group of inventions is to eliminate the above disadvantages and create new compositions for the production of a fire-extinguishing fire-retardant gel.
Технический результат заключается в расширении температурного диапазона хранения и эксплуатации (до - 50 °С) композиции для получения огнетушащего огнезащитного геля.The technical result consists in expanding the temperature range of storage and operation (up to - 50 ° C) of the composition for obtaining a fire-extinguishing fire-retardant gel.
Для решения задачи и обеспечения технического результата предложена следующая группа изобретений.To solve the problem and ensure the technical result, the following group of inventions is proposed.
Композиция для получения огнетушащего огнезащитного геля, образующегося при смешении растворов карбоната щелочного металла и соли многовалентного металла, которая включает раствор карбоната калия, содержащий: карбонат калия от 40 до 50 масс.%, вода - остальное, и раствор хлорида магния содержащий: хлорид магния от 17,4 до 20 масс.% или его кристаллогидрат от 37 до 42,7 масс.%, вода - остальное.Composition for producing a fire-extinguishing fire-retardant gel formed by mixing solutions of an alkali metal carbonate and a polyvalent metal salt, which includes a potassium carbonate solution containing: potassium carbonate from 40 to 50 wt.%, water - the rest, and a magnesium chloride solution containing: magnesium chloride from 17.4 to 20 wt.% or its crystalline hydrate from 37 to 42.7 wt.%, water - the rest.
Композиция для получения огнетушащего огнезащитного геля, образующегося при смешении растворов карбоната щелочного металла и соли многовалентного металла, которая включает раствор карбоната калия содержащий: карбонат калия от 35 до 50 масс.%, пропиленгликоль от 3 до 8 масс.%, вода - остальное, и раствор хлорида магния, содержащий: хлорид магния от 12,2 до 24,9 масс.% или его кристаллогидрат от 26 до 53 масс.%, пропиленгликоль от 23 до 37 масс. %, вода - остальное.Composition for producing a fire-extinguishing fire-retardant gel formed by mixing solutions of an alkali metal carbonate and a polyvalent metal salt, which includes a solution of potassium carbonate containing: potassium carbonate from 35 to 50 wt.%, propylene glycol from 3 to 8 wt.%, water - the rest, and magnesium chloride solution containing: magnesium chloride from 12.2 to 24.9 wt.% or its crystalline hydrate from 26 to 53 wt.%, propylene glycol from 23 to 37 wt. %, water - the rest.
Предлагаемые композиции формируют из двух раздельно хранимых и одновременно - раздельно подаваемых для смешения составов. Компоненты этих двух составов подбираются таким образом, чтобы при их смешении и взаимодействии образовывалась нетекучая гелеобразная композиция.The proposed compositions are formed from two separately stored and simultaneously - separately supplied for mixing compositions. The components of these two compositions are selected in such a way that when they are mixed and interacted, a non-fluid gel-like composition is formed.
При взаимодействии водных растворов K2CO3 и MgCl2 образуется гидроксокарбонат магния, который приводит к резкому повышению вязкости и образованию гелеобразной массы, содержащей дополнительно углекислый газ и раствор хлорида калия.When aqueous solutions of K 2 CO 3 and MgCl 2 interact, magnesium hydroxocarbonate is formed, which leads to a sharp increase in viscosity and the formation of a gel-like mass containing additional carbon dioxide and a solution of potassium chloride.
2K2CO3 + 2MgCl2 + H2O → (MgOH)2CO3↓ + CO2↑ + 4KCl2K 2 CO 3 + 2MgCl 2 + H 2 O → (MgOH) 2 CO 3 ↓ + CO 2 ↑ + 4KCl
Карбонат калия, хлорид магния и его кристаллогидрат (например, бишофит) распространены в природе и/или в промышленности (карбонат калия (поташ) получают, в том числе, извлечением из золы древесного топлива, отходов угольных ТЭС). Гель, получаемый при взаимодействии указанных компонентов, является нетоксичным веществом.Potassium carbonate, magnesium chloride and its crystalline hydrate (for example, bischofite) are common in nature and / or in industry (potassium carbonate (potash) is obtained, among other things, by extracting wood fuel from ash, waste from coal thermal power plants). The gel obtained by the interaction of these components is a non-toxic substance.
Водные растворы карбоната калия и/или хлорида магния могут дополнительно содержать добавку, снижающую температуру замерзания, например, пропиленгликоль.Aqueous solutions of potassium carbonate and/or magnesium chloride may additionally contain an additive that reduces the freezing point, for example, propylene glycol.
Группа изобретений проиллюстрирована следующими примерами.The group of inventions is illustrated by the following examples.
Пример 1.Example 1
Для приготовления водного раствора хлорида магния (компонента А) использовали воду и бишофит (кристаллогидрат хлорида магния) при следующем соотношении: H2O - 58 масс.%; MgCl2·6H2O - 42 масс.%. Сначала в емкость помещали расчетное количество воды, равномерно добавляли расчетное количество бишофита и перемешивали до полной прозрачности раствора.To prepare an aqueous solution of magnesium chloride (component A) used water and bischofite (crystalline hydrate of magnesium chloride) in the following ratio: H 2 O - 58 wt.%; MgCl 2 ·6H 2 O - 42 wt.%. First, the calculated amount of water was placed in the container, the calculated amount of bischofite was evenly added and mixed until the solution was completely transparent.
Для приготовления водного раствора карбоната калия (компонента Б) использовали воду и поташ при следующем соотношении: H2O - 58 масс.% K2CO3 - 42 масс.%. Сначала в емкость помещали расчетное количество воды, равномерно добавляли расчетное количество поташа и перемешивали до полной прозрачности раствора.To prepare an aqueous solution of potassium carbonate (component B) used water and potash in the following ratio: H 2 O - 58 wt.% K 2 CO 3 - 42 wt.%. First, the calculated amount of water was placed in the container, the calculated amount of potash was evenly added and mixed until the solution was completely transparent.
Температура хранения и эксплуатации приготовленных компонентов А и Б в составе средства пожаротушения до - 20 °С.The temperature of storage and operation of the prepared components A and B as part of the fire extinguishing agent is up to - 20 ° C.
Для реализации способа тушения или предотвращения пожара с применением указанных композиций использовали огнетушитель, содержащий две емкости, в каждой из которых раздельно хранятся компоненты А и Б, смеситель-распылитель, который может быть выполнен в виде модифицированной струйно-струйной форсунки и средства вытеснения компонентов из емкостей (пиротехнический газогенератор, баллон со сжатым газом, компрессор). Согласно конструкции смесителя-распылителя один из компонентов распыляется в виде конуса через шнековый распылитель, расположенный по оси смесителя, а второй компонент подается в виде струй в конус распыла первого компонента. Таким образом реакция взаимодействия карбоната калия и хлорида магния с образованием твердой загущающей фазы (огнетушащего огнезащитного геля), представляющей собой гидроксокарбонат магния, происходит в потоке распыленных частиц компонента А и Б перед попаданием на горящую поверхность, что не приведет к стеканию первого попавшего на поверхность компонента и соответствующему нарушению соотношения смешивания, а также не будет способствовать ухудшению распыления. Было замечено, что предварительное смешение компонентов А и Б огнетушащего вещества с последующим его распылением на защищаемую поверхность значительно уменьшает площадь орошения в виду высокой вязкости конечного вещества.To implement the method of extinguishing or preventing a fire using these compositions, a fire extinguisher was used containing two containers, each of which separately stores components A and B, a mixer-sprayer, which can be made in the form of a modified jet-jet nozzle, and a means for displacing components from containers (pyrotechnic gas generator, compressed gas cylinder, compressor). According to the design of the mixer-sprayer, one of the components is sprayed in the form of a cone through a screw atomizer located along the axis of the mixer, and the second component is fed in the form of jets into the spray cone of the first component. Thus, the reaction of the interaction of potassium carbonate and magnesium chloride with the formation of a solid thickening phase (fire-extinguishing fire-retardant gel), which is magnesium hydroxocarbonate, occurs in the flow of sprayed particles of component A and B before it hits the burning surface, which will not lead to runoff of the first component that hit the surface and the corresponding mixing ratio violation, and also will not contribute to the deterioration of atomization. It was noticed that the preliminary mixing of components A and B of the fire extinguishing agent with its subsequent spraying on the surface to be protected significantly reduces the irrigation area due to the high viscosity of the final agent.
Пример 2.Example 2
Для приготовления водного раствора хлорида магния (компонента А) использовали воду, пропиленгликоль, бишофит при следующем соотношении: H2O - 23,1 масс.%; С3H8O2 - 23,9 масс.%; MgCl2·6H2O - 53 масс.%. Сначала в емкость помещали расчетное количество воды, при перемешивании со скоростью 200 - 500 об/мин добавляли расчетное количество пропиленгликоля двумя порциями, перемешивали не менее 5 мин, затем равномерно добавляли расчетное количество бишофита и перемешивали до полной прозрачности раствора.To prepare an aqueous solution of magnesium chloride (component A) used water, propylene glycol, bischofite in the following ratio: H 2 O - 23.1 wt.%; With 3 H 8 O 2 - 23.9 wt.%; MgCl 2 ·6H 2 O - 53 wt.%. First, the calculated amount of water was placed in the container, with stirring at a speed of 200–500 rpm, the calculated amount of propylene glycol was added in two portions, stirred for at least 5 minutes, then the calculated amount of bischofite was evenly added and mixed until the solution was completely transparent.
Для приготовления водного раствора карбоната калия (компонента Б) использовали воду и поташ при следующем соотношении: H2O - 54 масс.%; С3H8O2 - 8 масс.%; K2CO3 - 38 масс.%. Сначала в емкость помещали расчетное количество воды, при перемешивании со скоростью 200 - 500 об/мин добавляли расчетное количество пропиленгликоля двумя порциями, перемешивали не менее 5 мин, затем равномерно добавляли расчетное количество поташа и перемешивали до полной прозрачности раствора.To prepare an aqueous solution of potassium carbonate (component B) used water and potash in the following ratio: H 2 O - 54 wt.%; With 3 H 8 O 2 - 8 wt.%; K 2 CO 3 - 38 wt.%. First, the calculated amount of water was placed in the container, with stirring at a speed of 200–500 rpm, the calculated amount of propylene glycol was added in two portions, stirred for at least 5 minutes, then the calculated amount of potash was evenly added and mixed until the solution was completely transparent.
Температура хранения и эксплуатации приготовленных компонентов А и Б в составе средства пожаротушения до - 50 °С.The temperature of storage and operation of the prepared components A and B as part of the fire extinguishing agent is up to - 50 ° C.
Получения огнетушащего геля осуществляли как в примере 1.The preparation of the fire extinguishing gel was carried out as in example 1.
Пример 3.Example 3
Для приготовления водного раствора хлорида магния (компонента А) использовали воду и хлорид магния при следующем соотношении: H2O - 82,6 масс.%; MgCl2 - 17,4 масс.%.To prepare an aqueous solution of magnesium chloride (component A) used water and magnesium chloride in the following ratio: H 2 O - 82.6 wt.%; MgC l2 - 17.4 wt.%.
Для приготовления водного раствора карбоната калия (компонента Б) использовали воду и поташ при следующем соотношении: H2O - 60 масс.% K2CO3 - 40 масс.%.To prepare an aqueous solution of potassium carbonate (component B), water and potash were used in the following ratio: H2O - 60 wt.% K 2 CO 3 - 40 wt.%.
Приготовление компонентов А и Б и получение огнетушащего геля осуществляли как в Примере 1.The preparation of components A and B and the preparation of a fire extinguishing gel were carried out as in Example 1.
Температура хранения и эксплуатации приготовленных компонентов А и Б в составе средства пожаротушения до - 15 °С.The temperature of storage and operation of the prepared components A and B as part of the fire extinguishing agent is up to - 15 ° C.
Пример 4.Example 4
Для приготовления водного раствора хлорида магния (компонента А) использовали воду и бишофит (кристаллогидрат хлорида магния) при следующем соотношении: H2O - 57,3 масс.%; MgCl2·6H2O - 42,7 масс.%.To prepare an aqueous solution of magnesium chloride (component A) used water and bischofite (crystalline magnesium chloride) in the following ratio: H 2 O - 57.3 wt.%; MgCl 2 ·6H 2 O - 42.7 wt.%.
Для приготовления водного раствора карбоната калия (компонента Б) использовали воду и поташ при следующем соотношении: H2O - 50 масс.% K2CO3 - 50 масс.%.To prepare an aqueous solution of potassium carbonate (component B) used water and potash in the following ratio: H 2 O - 50 wt.% K 2 CO 3 - 50 wt.%.
Приготовление компонентов А и Б и получение огнетушащего геля осуществляли, как в Примере 1.The preparation of components A and B and the preparation of a fire extinguishing gel were carried out as in Example 1.
Температура хранения и эксплуатации приготовленных компонентов А и Б в составе средства пожаротушения до - 20 °С.The temperature of storage and operation of the prepared components A and B as part of the fire extinguishing agent is up to - 20 ° C.
Пример 5.Example 5
Для приготовления водного раствора хлорида магния (компонента А) использовали воду, пропиленгликоль, бишофит при следующем соотношении: H2O - 37 масс.%; С3H8O2 - 37 масс.%; MgCl2·6H2O - 26 масс.%.To prepare an aqueous solution of magnesium chloride (component A) used water, propylene glycol, bischofite in the following ratio: H 2 O - 37 wt.%; With 3 H 8 O 2 - 37 wt.%; MgCl 2 ·6H 2 O - 26 wt.%.
Для приготовления водного раствора карбоната калия (компонента Б) использовали воду и поташ при следующем соотношении: H2O - 54 масс.%; С3H8O2 - 8 масс.%; K2CO3 - 38 масс.%.To prepare an aqueous solution of potassium carbonate (component B) used water and potash in the following ratio: H 2 O - 54 wt.%; With 3 H 8 O 2 - 8 wt.%; K 2 CO 3 - 38 wt.%.
Приготовление компонентов А и Б осуществляли, как в Примере 2. Получения огнетушащего геля осуществляли как в Примере 1.The preparation of components A and B was carried out as in Example 2. The fire extinguishing gel was prepared as in Example 1.
Температура хранения и эксплуатации приготовленных компонентов А и Б в составе средства пожаротушения до - 50 °С.The temperature of storage and operation of the prepared components A and B as part of the fire extinguishing agent is up to - 50 ° C.
Пример 6.Example 6
Для приготовления водного раствора хлорида магния (компонента А) использовали воду, пропиленгликоль, бишофит при следующем соотношении: H2O - 48 масс.%; С3H8O2 - 18 масс.%; MgCl2·6H2O - 34 масс.%.To prepare an aqueous solution of magnesium chloride (component A) used water, propylene glycol, bischofite in the following ratio: H 2 O - 48 wt.%; With 3 H 8 O 2 - 18 wt.%; MgCl 2 ·6H 2 O - 34 wt.%.
Для приготовления водного раствора карбоната калия (компонента Б) использовали воду и поташ при следующем соотношении: H2O - 55,8 масс.%; С3H8O2 - 3,7 масс.%; K2CO3 - 40,5 масс.%.To prepare an aqueous solution of potassium carbonate (component B) used water and potash in the following ratio: H 2 O - 55.8 wt.%; With 3 H 8 O 2 - 3.7 wt.%; K 2 CO 3 - 40.5 wt.%.
Приготовление компонентов А и Б осуществляли, как в Примере 2. Получения огнетушащего геля осуществляли как в Примере 1.The preparation of components A and B was carried out as in Example 2. The fire extinguishing gel was prepared as in Example 1.
Температура хранения и эксплуатации приготовленных компонентов А и Б в составе средства пожаротушения до - 40 °С.The temperature of storage and operation of the prepared components A and B as part of the fire extinguishing agent is up to - 40 ° C.
Пример 7.Example 7
Для приготовления водного раствора хлорида магния (компонента А) использовали воду, пропиленгликоль, хлорида магния при следующем соотношении: H2O - 58,2 масс.%; С3H8O2 - 27,5 масс.%; MgCl2 - 14,3 масс.%.To prepare an aqueous solution of magnesium chloride (component A) used water, propylene glycol, magnesium chloride in the following ratio: H 2 O - 58.2 wt.%; With 3 H 8 O 2 - 27.5 wt.%; MgCl 2 - 14.3 wt.%.
Для приготовления водного раствора карбоната калия (компонента Б) использовали воду и поташ при следующем соотношении: H2O - 55,8 масс.%; С3H8O2 - 3,7 масс.%; K2CO3 - 40,5 масс.%.To prepare an aqueous solution of potassium carbonate (component B) used water and potash in the following ratio: H 2 O - 55.8 wt.%; With 3 H 8 O 2 - 3.7 wt.%; K 2 CO 3 - 40.5 wt.%.
Приготовление компонентов А и Б осуществляли, как в Примере 2. Получения огнетушащего геля осуществляли как в Примере 1.The preparation of components A and B was carried out as in Example 2. The fire extinguishing gel was prepared as in Example 1.
Температура хранения и эксплуатации приготовленных компонентов А и Б в составе средства пожаротушения до - 45 °С.The temperature of storage and operation of the prepared components A and B as part of the fire extinguishing agent is up to - 45 ° C.
Пример 8.Example 8
Для приготовления водного раствора хлорида магния (компонента А) использовали воду, пропиленгликоль, бишофит при следующем соотношении: H2O - 52,8 масс.%; С3H8O2 - 9 масс.%; MgCl2·6H2O - 38,2 масс.%.To prepare an aqueous solution of magnesium chloride (component A) used water, propylene glycol, bischofite in the following ratio: H 2 O - 52.8 wt.%; With 3 H 8 O 2 - 9 wt.%; MgCl 2 ·6H 2 O - 38.2 wt.%.
Для приготовления водного раствора карбоната калия (компонента Б) использовали воду и поташ при следующем соотношении: H2O - 55,8 масс.%; С3H8O2 - 3,7 масс.%; K2CO3 - 40,5 масс.%.To prepare an aqueous solution of potassium carbonate (component B) used water and potash in the following ratio: H 2 O - 55.8 wt.%; With 3 H 8 O 2 - 3.7 wt.%; K 2 CO 3 - 40.5 wt.%.
Приготовление компонентов А и Б осуществляли, как в Примере 2. Получения огнетушащего геля осуществляли как в Примере 1.The preparation of components A and B was carried out as in Example 2. The fire extinguishing gel was prepared as in Example 1.
Температура хранения и эксплуатации приготовленных компонентов А и Б до - 30 °С.The temperature of storage and operation of prepared components A and B is up to - 30 °C.
Оценку способности получаемого на основе предлагаемых композиций геля к тушению и локализации пожара, а также огнезащитные свойства геля проверяли на модельных очагах класса А, литий-ионных аккумуляторах, а также высоконагретых металлических изделиях. Получение огнетушащего геля осуществляли с использованием устройства как в Примере 1.The assessment of the ability of the gel obtained on the basis of the proposed compositions to extinguish and localize a fire, as well as the fire-retardant properties of the gel, was tested on class A model fires, lithium-ion batteries, and highly heated metal products. The preparation of the fire extinguishing gel was carried out using the device as in Example 1.
Модельный очаг пожара 1А, площадь свободной поверхности которого составляет 4,7 м2, тушили с использованием заявляемого огнетушащего геля. Испытание проводили в соответствии с методикой, изложенной в ГОСТ Р 51057, орошая только три боковых и одну верхнюю стороны деревянного штабеля. Модельный очаг был успешно потушен, повторного возгорания в течение 10 минут не наблюдалось. Модельный очаг пожара 1А с обработанных гелем сторон представлен на Фиг. 1. После испарения воды на поверхности деревянного штабеля остался слой гидроксокарбоната магния, который был устойчив к действию атмосферных осадков и перепаду температур в течение не менее 6 месяцев. Наблюдение осуществляли с апреля по ноябрь.Model fire 1A, the free surface area of which is 4.7 m 2 extinguished using the inventive fire extinguishing gel. The test was carried out in accordance with the methodology described in GOST R 51057, irrigating only three side and one top sides of a wooden stack. The model fire was successfully extinguished, no re-ignition was observed within 10 minutes. A model fire 1A from the gelled sides is shown in FIG. 1. After the evaporation of water, a layer of magnesium hydroxocarbonate remained on the surface of the wooden stack, which was resistant to atmospheric precipitation and temperature changes for at least 6 months. The observation was carried out from April to November.
Деревянный штабель из пяти рядов брусков размером 25х150 мм по три в каждом ряду со всех сторон обработали огнетушащим гелем, после чего разместили его над гептановым очагом диаметром 180 мм. В течение 10 минут возгорания штабеля не наблюдалось.A wooden stack of five rows of bars measuring 25x150 mm, three in each row on all sides, was treated with a fire extinguishing gel, after which it was placed over a heptane hearth with a diameter of 180 mm. Within 10 minutes, no ignition of the stack was observed.
Блок литий-ионных аккумуляторов, состоящий из двух пакетных аккумуляторных ячеек на основе литий-железо-фосфатного катода емкостью 20 Ач, использовали в качестве модельного очага. Одну из ячеек привели в состояние теплового разгона с помощью газовой горелки. При появлении открытого пламени из ячейки, блок аккумуляторов стали орошать огнетушащим гелем, визуально зафиксировав прекращение горения. За счет быстрого подавления пламени первой ячейки и охлаждающих свойств геля вторая аккумуляторная ячейка не достигла температуры теплового разгона, сохранив свою работоспособность. Обработанный гелем блок литий-ионных аккумуляторов представлен на Фиг. 2.A block of lithium-ion batteries, consisting of two battery cells based on a lithium-iron-phosphate cathode with a capacity of 20 Ah, was used as a model focus. One of the cells was brought into a state of thermal runaway using a gas burner. When an open flame appeared from the cell, the battery pack was sprayed with fire extinguishing gel, visually fixing the cessation of combustion. Due to the rapid suppression of the flame of the first cell and the cooling properties of the gel, the second battery cell did not reach the thermal runaway temperature, retaining its performance. The gelled lithium ion battery pack is shown in FIG. 2.
Для оценки способности огнетушащего геля препятствовать тепловому разгону литий-ионных аккумуляторных ячеек, находящихся под прямым воздействием пламени, взяли два литий-ионных аккумулятора, аналогичных тем, что использовались в предыдущем испытании. Один из аккумуляторов предварительно обработали огнетушащим гелем, а затем оба аккумулятора разместили в пламени гептанового очага размером 250 на 450 мм. Необработанный огнетушащим гелем аккумулятор перешел в состояние пламенного горения через 33 секунды, а обработанный через 176 секунд, что говорит о высоких теплоизолирующих свойствах огнетушащего геля.To evaluate the ability of the fire extinguishing gel to prevent thermal runaway of lithium-ion battery cells directly exposed to flame, two lithium-ion batteries similar to those used in the previous test were taken. One of the batteries was pre-treated with a fire extinguishing gel, and then both batteries were placed in a heptane hearth flame 250 by 450 mm in size. The battery, untreated with fire extinguishing gel, went into a state of flame burning after 33 seconds, and treated after 176 seconds, which indicates the high heat-insulating properties of the fire extinguishing gel.
С целью определения способности огнетушащего огнезащитного геля охлаждать высоконагретые поверхности стальную пластину толщиной 12 мм нагрели до температуры 600-615 с помощью кровельной газовой горелки, а затем нанесли слой геля, фиксируя изменение температуры. Скорость охлаждения пластины составила 1-2/сек.In order to determine the ability of the fire extinguishing fire retardant gel to cool highly heated surfaces, a 12 mm thick steel plate was heated to a temperature of 600-615 with a roofing gas burner, and then a layer of gel was applied, fixing the temperature change. The plate cooling rate was 1-2/sec.
Способность геля изолировать защищаемую поверхность от воздействия открытого пламени подтверждается экспериментом, согласно которому на фанерную пластину с размещенной на ней термопарой нанесли слой геля толщиной 40 мм и воздействовали на него пламенем кровельной газовой горелки мощностью 40 кВт в течение 9 минут. Начальная температура составила 13,9, примерно через 5 минут воздействия она опустилась до 13,6, а через 9 минут составила 14,2.The ability of the gel to isolate the protected surface from exposure to an open flame is confirmed by the experiment, according to which a layer of gel 40 mm thick was applied to a plywood plate with a thermocouple placed on it and exposed to the flame of a roofing gas burner with a power of 40 kW for 9 minutes. The initial temperature was 13.9, after about 5 minutes of exposure, it dropped to 13.6, and after 9 minutes it was 14.2.
Условно теплозащиту защищаемой от пламени поверхности слоем огнетушащего геля по настоящей заявке можно разделить на два процесса. Первый - это испарение воды, удерживаемой гидроксокарбонатом магния, второй - эндотермическое разложение гидроксокарбоната магния при температуре 500-650оС с образованием паров воды, углекислого газа и малорастворимого в воде пожаро- взрывобезопасного оксида магния, широко применяемого в промышленности для производства огнеупоров.Conventionally, the thermal protection of the surface protected from the flame with a layer of fire-extinguishing gel according to the present application can be divided into two processes. The first is the evaporation of water retained by magnesium hydroxocarbonate, the second is the endothermic decomposition of magnesium hydroxocarbonate at a temperature of 500-650 ° C with the formation of water vapor, carbon dioxide and fire-explosion-proof magnesium oxide, which is poorly soluble in water, and is widely used in industry for the production of refractories.
(MgOH)2CO3 → 2MgO + H2O↑ + CO2↑(MgOH) 2 CO 3 → 2MgO + H 2 O↑ + CO 2 ↑
За счет двухстадийного процесса поглощения тепла огнетушащий гель по настоящей заявке имеет явное преимущество перед гелями на основе органических загустителей, которые после испарения воды теряют свои теплоизоляционные свойства.Due to the two-stage heat absorption process, the fire extinguishing gel according to the present application has a clear advantage over gels based on organic thickeners, which, after evaporation of water, lose their heat-insulating properties.
Известно, что при тепловом разгоне литий-ионных аккумуляторов выделяется значительное количество фтороводорода - высокоопасного токсичного вещества в виде бесцветного газа с резким неприятным запахом. В настоящее время основным огнетушащим средством для пожаротушения литий-ионных аккумуляторных батарей является вода, которая обладает как минимум двумя недостатками:It is known that thermal runaway of lithium-ion batteries releases a significant amount of hydrogen fluoride, a highly hazardous toxic substance in the form of a colorless gas with a sharp unpleasant odor. Currently, the main fire extinguishing agent for fire extinguishing lithium-ion batteries is water, which has at least two disadvantages:
1) для тушения литий-ионных аккумуляторных батарей требуется значительное количество воды, например, чтобы ликвидировать возгорание электромобиля необходимо не менее 11 тонн воды.1) A significant amount of water is required to extinguish a lithium-ion battery, for example, at least 11 tons of water is needed to extinguish the fire of an electric car.
2) вода, поглощая токсичные вещества, выделяемые из литий-ионного аккумулятора, например, вышеуказанный фтороводород, который смешивается с водой в любом соотношении с образованием фтороводородной (плавиковой) кислоты, попадает в сточные воды и почву, тем самым ухудшая экологическую обстановку при тушении подобных пожаров.2) water, absorbing toxic substances released from a lithium-ion battery, for example, the above hydrogen fluoride, which is mixed with water in any ratio to form hydrofluoric (hydrofluoric) acid, enters wastewater and soil, thereby worsening the environmental situation when extinguishing such fires.
Огнетушащий гель по настоящей заявке устраняет недостатки, присущие обычной воде при тушении литий-ионных аккумуляторов. Во-первых, за счет высокой вязкости огнетушащего геля вся вода, удерживаемая гелирующим веществом в виде гидроксокарбоната магния, остается на объекте тушения пожара и не стекает, попадая в почву и сточные воды. Во вторых, гидроксокарбонат магния при температурах пожара может взаимодействовать с токсичным фтороводородом, переводя его в более безопасную форму в виде нерастворимого в воде фторида магния. Условное уравнение реакции может быть записано следующим образом:The fire-extinguishing gel of the present application eliminates the disadvantages inherent in ordinary water when extinguishing lithium-ion batteries. Firstly, due to the high viscosity of the fire extinguishing gel, all the water retained by the gelling agent in the form of magnesium hydroxocarbonate remains at the fire extinguishing object and does not drain, falling into the soil and wastewater. Secondly, magnesium hydroxocarbonate at fire temperatures can interact with toxic hydrogen fluoride, converting it into a safer form in the form of water-insoluble magnesium fluoride. The conditional reaction equation can be written as follows:
(MgOH)2CO3 + 4HF → 2MgF2↓ + 3H2O + CO2↑(MgOH) 2 CO 3 + 4HF → 2MgF 2 ↓ + 3H 2 O + CO 2 ↑
Из уравнения реакции видно, что один моль гидроксокарбоната магния может взаимодействовать с четырьмя молями фтороводорода, образуя 2 моля нерастворимого фторида магния, 3 моля воды для дополнительного охлаждения объекта пожара и 1 моль углекислого газа, способного к локальному снижению концентрации кислорода в зоне пожара.It can be seen from the reaction equation that one mole of magnesium hydroxocarbonate can interact with four moles of hydrogen fluoride, forming 2 moles of insoluble magnesium fluoride, 3 moles of water for additional cooling of the fire object, and 1 mole of carbon dioxide capable of locally reducing the oxygen concentration in the fire zone.
Таким образом, заявляемые варианты композиций для получения огнетушащего геля на основе гидроксокарбоната магния повышают экологическую безопасность как процесса пожаротушения литий-ионных аккумуляторов, так и его последствий.Thus, the claimed variants of compositions for obtaining a fire extinguishing gel based on magnesium hydroxocarbonate increase the environmental safety of both the fire extinguishing process of lithium-ion batteries and its consequences.
Представленные примеры осуществления и результаты испытаний показали, что предлагаемые композиции способны образовывать огнетушащий огнезащитный гель, который может быть использован для эффективного экологически безопасного тушения и/или предотвращения пожара при низких температурах (до - 50 °С), включая возгорания литий-ионных аккумуляторов с одновременным обезвреживанием образующихся при горении литий-ионных аккумуляторов фторсодержащих соединений, а также может быть использован для защиты поверхностей от перегрева и/или в качестве огнезащитного покрытия.The presented examples of implementation and test results have shown that the proposed compositions are capable of forming a fire-extinguishing fire-retardant gel, which can be used for effective environmentally friendly extinguishing and / or fire prevention at low temperatures (up to -50 ° C), including ignition of lithium-ion batteries with simultaneous neutralization of fluorine-containing compounds formed during the combustion of lithium-ion batteries, and can also be used to protect surfaces from overheating and / or as a fire retardant coating.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2022/000369 WO2023239255A1 (en) | 2022-06-08 | 2022-12-14 | Composition for producing a fire-extinguishing fire-retardant gel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2784106C1 true RU2784106C1 (en) | 2022-11-23 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4149976A (en) * | 1975-11-26 | 1979-04-17 | Commissariat A L'energie Atomique | Powder for extinguishing fires of liquid substances or of a mixture of liquid substances |
| GB2325160A (en) * | 1997-05-16 | 1998-11-18 | Ansul Inc | Fire extinguishing composition |
| RU2264242C2 (en) * | 2003-12-23 | 2005-11-20 | Академия пожарной безопасности Украины (АПБУ) | Fire-extinguishing method and device |
| RU2614963C1 (en) * | 2015-12-16 | 2017-03-31 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова" | Method for fire fighting |
| RU2615715C1 (en) * | 2016-02-18 | 2017-04-07 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) | Fire-extinguishing powder composition |
| RU2715174C2 (en) * | 2014-11-26 | 2020-02-25 | Файррейн Инк. | Hydrogels for fire extinguishing, intensifying action of water |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4149976A (en) * | 1975-11-26 | 1979-04-17 | Commissariat A L'energie Atomique | Powder for extinguishing fires of liquid substances or of a mixture of liquid substances |
| GB2325160A (en) * | 1997-05-16 | 1998-11-18 | Ansul Inc | Fire extinguishing composition |
| RU2264242C2 (en) * | 2003-12-23 | 2005-11-20 | Академия пожарной безопасности Украины (АПБУ) | Fire-extinguishing method and device |
| RU2715174C2 (en) * | 2014-11-26 | 2020-02-25 | Файррейн Инк. | Hydrogels for fire extinguishing, intensifying action of water |
| RU2614963C1 (en) * | 2015-12-16 | 2017-03-31 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова" | Method for fire fighting |
| RU2615715C1 (en) * | 2016-02-18 | 2017-04-07 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) | Fire-extinguishing powder composition |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Han et al. | New-type gel dry-water extinguishants and its effectiveness | |
| CN102179023B (en) | Novel fire extinguishing method | |
| KR100984584B1 (en) | A fire retardant | |
| RU2510754C2 (en) | Fire-extinguishing solution and method for fire fighting with this solution | |
| JP6173212B2 (en) | Fire extinguishing composition that generates fire extinguishing substance by high temperature sublimation | |
| NO323306B1 (en) | Fire extinguishing agent, method of preparation and method of extinguishing fire | |
| CN102614618A (en) | Fire-extinguishing agent capable of extinguishing instantly and retarding flame efficiently | |
| WO2007030982A1 (en) | Highly active (hydr) oxide aqueous sol-gel fire extinguishing agent and the application thereof | |
| JP2013541361A5 (en) | ||
| CN103740212B (en) | A kind of chemical fire retardant preventing and treating power plant's brown coal spontaneous combustion | |
| CN113426059B (en) | Organic/inorganic hybrid core-shell structure fire extinguishing agent suitable for extinguishing lithium ion battery fire and preparation method thereof | |
| WO2019164415A1 (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 | |
| CN106621159A (en) | Super-fine dry powder fire extinguishing agent | |
| RU2784106C1 (en) | Composition for obtaining fire-extinguishing fire-retardant gel (options) | |
| CN103751940A (en) | Application of multielement class-D dry powder extinguishing agent in extinguishment of metallic magnesium and metallic sodium fires | |
| CN110124245A (en) | Foam Sodium Alginate Hydrogel Films and preparation method thereof, extinguishing device | |
| CN104888397B (en) | A kind of water mists additive and its preparation method and application | |
| RU2784095C1 (en) | Method for extinguishing and/or preventing fire, including ignition of lithium-ion batteries | |
| CN106280165B (en) | High molecular fire-retardant and fire-extinguishing gel and preparation method thereof | |
| CN105288924B (en) | D class dry powder fire extinguishing agent | |
| WO2023239255A1 (en) | Composition for producing a fire-extinguishing fire-retardant gel | |
| Tianwei et al. | Sustained effect of dry water in a thermal environment after fire extinguishing: Fuel surface coating methods | |
| CN107952205A (en) | A kind of fire-extinguishing composite for liquid fire | |
| CN107899174A (en) | A kind of water-soluble foam fire-extinguishing composite | |
| CN106492393B (en) | Fire extinguishing agent, preparation method and application thereof |