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泡沫灭火剂的组成及特点

2016-9-5 23:44:43      点击:

什么是泡沫灭火剂

凡能与水混溶,并可通过化学反应或机械方法产生灭火泡沫的灭火剂统称为泡沫灭火剂,其组成包括发泡剂、泡沫稳定剂、降粘剂、抗冻剂、助溶剂、防腐剂及水。以泡沫为灭火介质的灭火系统称为泡沫灭火系统。

泡沫灭火系统主要用于扑灭非水溶性可燃液体及一般固体火灾。其灭火原理是泡沫灭火剂的水溶液通过化学、物理作用,充填大量气体(CQ、空气)后形成无数小气泡,覆盖在燃烧物表面,使燃烧物与空气隔绝,阻断火焰的热辐射,从而形成灭火能力。同时泡沫在灭火过程中析出液体,可使燃烧物冷却。受热产生的水蒸气还可降低燃烧物附近的氧气浓度,也能起到较好的灭火效果。

泡沫灭火器的化学成分比例

   Al2(SO4)3+6NaHCO3==3Na2SO4+2Al(OH)3↓+6CO2↑泡?i可按方程式配比 


分类原则:

消防泡沫灭火剂是扑救可燃易燃液体的有效灭火剂,它主要是在液体表面生成凝聚的泡沫漂浮层,起窒息和冷却作用。泡沫灭火剂分为化学泡沫、空气泡沫、氟蛋白泡沫、水成膜泡沫和抗溶性泡沫等。适用范围广泛。

泡沫灭火剂可分为化学泡沫灭火剂和空气泡沫灭火剂。化学泡沫是通过硫酸铝和碳酸钠的水溶液发生化学反应产生的,泡沫中包含的气体为二氧化碳。空气泡沫是通过空气泡沫灭火剂的水溶液与空气在泡沫产生器中进行机械混合搅拌而生成的,所以空气泡沫又称为机械泡沫,泡沫中所含气体为空气。

空气泡沫灭火剂种类繁多,按泡沫的发泡倍数,可分为低倍数泡沫、中倍数泡沫和高倍数泡沫三类。低倍数泡沫灭火剂的发泡倍数一般在20倍以下,中倍数灭火剂的发泡倍数一般在20~200倍、高倍数灭火剂的发泡倍数一般在201~1000倍。

根据发泡剂的类型和用途,低倍数空气泡沫灭火剂又分为蛋白泡沫、氟蛋白泡沫、水成膜泡沫、合成泡沫、抗溶性泡沫物中类型。中、高倍数泡沫灭火剂属于合成泡沫的类型。

具体分类

化学泡沫灭火剂(MP)

常用的化学泡沫灭火剂,主要是酸性盐(硫酸铝)和碱性盐(碳酸氢钠)与少量的发泡剂(植物水解蛋白质或甘草粉)、少量的稳定剂(三氯化铁)等混合后,相互作用而生成的泡沫,其反应式如下:

6NaHCO3十Al2(SO4)3=2Al(OH)3十3Na2SO4十6CO2

化学泡沫灭火剂在发生作用后生成大量的二氧化碳气体,它与发泡剂作用便生成许多气泡。这种泡沫密度小,且有黏性,能覆盖在着火物的表面上隔绝空气。同时二氧化碳又是惰性气体,不助燃。

化学泡沫灭火剂不能用来扑救忌水忌酸的化学物质和电气设备的火灾。

主要成分硫酸铝介绍

化学性质极易溶于水,硫酸铝在纯硫酸中不能溶解(只是共存),在硫酸溶液中与硫酸共同溶解于水,所以硫酸铝在硫酸中溶解度就是硫酸铝在水中的溶解度。

常温析出含有18分子结晶水,为18水硫酸铝,工业上生产多为18水硫酸铝。含无水硫酸铝51.3%,即使100℃也不会自溶(溶于自身结晶水)。

硫酸铝不易风化而失去结晶水,比较稳定,加热会失水,高温会分解为氧化铝和硫的氧化物。加热至77℃开始分解为氧化铝、三氧化硫、二氧化硫和水蒸气。溶于水、酸和碱,不溶于乙醇。水溶液呈酸性。水解后生成氢氧化铝。水溶液长时间沸腾可生成碱式硫酸铝。工业品为灰白色片状、粒状或块状,因含低铁盐而带淡绿色,又因低价铁盐被氧化而使表面发黄。粗品为灰白色细晶结构多孔状物。无毒,粉尘能刺激眼睛。

主要成分碳酸氢钠介绍

碳酸氢钠(Sodium Bicarbonate),俗称“小苏打”、“苏打粉”、“重曹”,白色细小晶体,在水中的溶解度小于碳酸钠。固体50℃以上开始逐渐分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,270℃时完全分解。碳酸氢钠是强碱与弱酸中和后生成的酸式盐,溶于水时呈现弱碱性。常利用此特性作为食品制作过程中的膨松剂。碳酸氢钠在作用后会残留碳酸钠,使用过多会使成品有碱味。

作用与用途:造纸工业中作为松香胶、蜡乳液等胶料的沉淀剂,水处理中作絮凝剂,还可作泡沫灭火器的内留剂,制造工业硫酸铝明矾、铝白的原料,石油脱色、脱臭剂、某些药物的原料等。还可制造人造宝石及高级铵明矾。砷含量不大于5mg/kg的产品可用于水处理絮凝剂。

空气泡沫灭火剂(MPE)

空气泡沫即普通蛋白质泡沫沫;它是一定比例的泡沫液、水和空气经过机械作用相互混合后生成的膜状泡沫群。泡沫的相对密度为0.11-0.16,气泡中的气体是空气。泡沫液是动物或植物蛋白质类物质经水解而成的。

空气泡沫灭火剂的作用是当其以一定厚度覆盖在可燃或易燃液体的表面后,可以阻挡易燃或可燃液体的蒸气进入火焰区,使空气与液面隔离,也防止火焰区的热量进入可燃或易燃液体表面。

在高温下,空气泡沫灭火剂产生的气泡由于受热膨胀会迅速遭到破坏,所以不宜在高温下使用。

构成泡沫的水溶液能溶解于酒精、丙酮和其他有机溶剂中,使泡沫遭到破坏,故空气泡沫不适用于扑救醇、酮、醚类等有机溶剂的火灾,对于忌水的化学物质也不适用。

抗溶性泡沫灭火剂(MPK)[1] 

在蛋白质水解液中添加有机酸金属络合盐便制成了蛋白型的抗溶性泡沫液;这种有机金属络合盐类与水接触,析出不溶于水的有机酸金属皂。当产生泡沫时,析出的有机酸金属皂在泡沫层上面形成连续的固体薄膜。这层薄膜能有效地防止水溶性有机溶剂吸收泡沫中的水分,使泡沫能持久地覆盖在溶剂液面上,从而起到灭火的作用。

这种抗溶性泡沫不仅可以扑救一般液体烃类的火灾可以有效地扑灭水溶性有机溶剂的火灾。

氟蛋白泡沫灭火剂(MPF)

普通蛋白泡沫通过油层时,由于不能抵抗油类的污染,上升到油面后泡沫本身含的油足以使其燃烧,导致泡沫的破坏。在空气泡沫液中加入氟碳表面活性剂,即生成氟蛋白泡沫。

氟碳表面活性剂具有良好的表面活性、较高的热稳定性、较好的浸润性和流动性。当该泡沫通过油层时,油不能向泡沫内扩散而被泡沫分隔成小油滴。这些小油滴被未污染的泡沫包裹,在油层表面形成一个包有小油滴的不燃烧的泡沫层,即使泡沫中含汽油量高达25%也不会燃烧,而普通空气泡沫层中含有10%的汽油时即开始燃烧。因此;这种氟蛋白泡沫灭火剂适用于较高温度下的油类灭火,并适用于液下喷射灭火。

水成膜泡沫灭火剂(MPQ)

水成膜泡沫灭火剂又称“轻水”泡沫灭火剂,英文简称:AFFF,或氟化学泡沫灭火剂。它由氟碳表面活性剂、无氟表面活性剂(碳氯表面活性剂或硅酮表面活性剂)和改进泡沫性能的添加剂(泡沫稳定剂、抗冻剂、助溶剂以及增稠剂等)及水组成。

根据泡沫灭火剂溶液成泡后发泡倍数(膨胀率)的大小;泡沫灭火剂可以分为低倍数、中倍数和高倍数3种。发泡倍数在20倍以下称为低倍数;20-200倍的为中倍数;200-1000倍以上的为高倍数。

发泡倍数的计算公式为:

发泡倍数=泡沫体积/溶液体积

通常使用的泡沫灭火剂的发泡倍数为6—8倍,低于4倍的就不能再用了。


通常泡沫灭火剂是水加入泡沫剂,令泡沫能浮在燃烧中的液体之上,隔绝火及燃烧表面。普通泡沫可用在非极化燃料如汽油之上,但用在极化液体如酒精或甘油则可能会过快分解而失效。储存大量极化易燃液体的地方要使用特别之酒精泡

相对而言,泡沫灭火系统灭火效率高,效果好,空气泡沫灭火剂使用方便,流动性好,安全可靠,经济实用,是油库目前是理想的灭火剂。按其发泡倍数可分为低倍数、中倍数和高倍数泡沫灭火剂3种类型;按泡沫液与水的体积混合比不同,又可分为6%型、3%型2种类型;按原料组成不同,又可分为蛋白型和合成型2种类型。其中在油库中常用的低倍数泡沫灭火剂有蛋白(植物蛋白、动物蛋白)型、氟蛋白型、水成膜型3大类。

蛋白泡沫灭火剂

蛋白泡沫灭火剂是由动物蛋白质,如牛、马、羊、猪的蹄角、毛血或植物性蛋白质如豆饼、菜籽饼等,在碱性(氢氧化钠或氢氧化钙)的作用下,经过部分水解后,加入稳定剂、防冻剂、缓蚀剂、防腐剂和黏度控制剂等添加剂加工浓缩而成。蛋白泡沫液按制造原料分为动物蛋白和植物蛋白2类。蛋白泡沫灭火剂是最早用于油库油罐灭火剂,也是油库油罐区液上式系统普遍使用的灭火剂,国内产品已系列化、标准化。

低倍数泡沫灭火剂

GB50074-2002《石油库设计规范》规定,地上式固定顶、内浮顶油罐应设低倍数泡沫灭火系统等,浮顶油罐宜设低倍数泡沫灭火系统。GB50151-2000《低倍数泡沫灭火系统设计规范》规定,对非水溶性甲、乙、丙类液体储罐,当采用液上喷射泡沫灭火时,可选用蛋白、氟蛋白、水成膜泡沫液液;当采用液下喷射泡沫灭火时,应选用氟蛋白、水成膜泡沫液等。低倍数泡沫灭火剂可应用于固定、半固定或移动式泡沫灭火系统,发泡倍数小于20,由于比重大,泡沫可远距离喷射,抗风干扰比中、高倍数泡沫强,在浮顶油罐的液上泡沫喷放中,易覆盖表面形成保护泡沫层,适用开放性的火灾灭火。

性能比较

分类

名称

组成

优缺点

扑救场所

化学泡沫灭火剂

YP型普通化学泡沫

硫酸铝碳酸氢钠+水解蛋白稳定剂

泡沫黏稠、流动性差、灭火效率低、不能久储

A类及B类非水溶性油类液体

YPB

YP+氟碳蛋白表面活性剂+碳氢蛋白表面活性剂

泡沫黏度小、流动性好、自封性好、灭火效率高,为同容量YP型灭火剂的23倍,储存期长

A类及B类非水溶性油类液体,但不能扑救水溶性液体

空气泡沫灭火剂

蛋白泡沫灭火剂

蛋白泡沫灭火剂以动植物蛋白质或植物性蛋白质在碱性溶剂中浓缩液为基料,加入适当的稳定剂、防腐剂和防冻剂等添加剂的起泡性液体

该灭火剂具有成本低、泡沫稳定,灭火效果好,污染少等优点。但流动性差影响了灭火效率。该泡沫耐油性低,不能以液下喷射方式扑救油罐火灾

各种石油产品,油脂等火灾,亦可扑救木材,油罐灭火、在飞机的跑道上灭火

氟蛋白泡沫灭火剂

蛋白泡沫基料+氟碳表面活性剂配置而成

克服了蛋白泡沫灭火剂的缺点,同时可以液下喷射方式扑救油罐火灾。与干粉(ABC类)的相溶性好;可采用液下喷射方式

可扑救大型储罐散装仓库、输送中转装置、生产加工装置,油码头的火灾及飞机火灾

水成膜泡沫灭火剂

氟碳表面活性剂,无氟表面活性剂和改进泡沫性能的添加剂(泡沫稳定剂抗冻剂助溶剂以及增粘剂)及水组成

具有剪切应力小,流动性小,泡沫喷射到油面上时,泡沫能迅速展开,并结合水膜的作用把火势迅速扑灭的优点

适用于扑救石油类产品和贵重设备。油罐可以采用液下喷射方式

高倍数泡沫灭火剂

以合成表面活性剂为基料的泡沫灭火剂。与水按一定的比例混合后通过高倍泡沫灭火剂产生器,可产生数百倍以上甚至千倍的泡沫

1分钟内产生1000立方米以上的泡沫,泡沫可以迅速充满点火的空间,使燃烧物与空气隔绝,使火焰窒息

主要用于扑救非水溶性可燃易燃液体的火灾。如油罐漏滴、防火堤内的火灾,以及仓库、飞机库、地下室、地下街室、煤矿坑道的火灾


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