組成
泡沫滅火劑是與水混溶,通過機械作用或化學反應產生泡沫進行滅火的藥劑。泡沫滅火劑一般由發泡劑、
泡沫穩定劑、降黏劑、
抗凍劑、
助溶劑、防腐劑及水組成。主要用於撲救非水溶性
可燃液體及一般固體火災。特殊的泡沫滅火劑還可以撲滅水溶性可燃液體火災。
滅火原理
由碳酸氫鈉和發泡劑 (或機械發泡) 組成的混合溶液。泡沫是一種體積小、重量輕、表面被液體圍成的氣泡群,是撲救易燃、可燃液體火災的有效滅火劑。泡沫滅火劑分為化學泡沫和空氣機械泡沫兩種。化學泡沫由化學反應產生,泡沫中主要是二氧化碳。空氣機械泡沫是由水流的機械作用產生,泡沫中主要是空氣。它們的滅火原理是相同的。
泡沫噴在著火液體上後,能浮在液面起覆蓋作用。泡沫是熱的不良導體,有隔熱作用,又具有吸熱性能,可以吸收液體的熱量,使液體表面溫度降低,蒸發速度減慢; 另一方面,泡沫之間有一定粘性,阻止液體蒸氣穿過,使液體和燃燒區隔絕. 當液體完全被泡沫封蓋之後,得不到可燃蒸氣的補充,火焰被迫熄滅。
1. 化學泡沫。由酸性物質 (硫酸鋁) 和鹼性物質(碳酸氫鈉) 的水溶液混合後發生化學反應而生成的。反應生成的二氧化碳,一方面造成壓力將泡沫液噴出,另一方面在發泡劑作用下形成以二氧化碳為核心,外包氫氧化鋁的泡沫。它具有抗燒性強、持久性好、粘性好的特點,附著在著火物的表面上,具有很好的覆蓋作用和冷卻作用,能將易燃物和氧氣隔絕,起到滅火作用。
化學泡沫能撲滅多種液體和固體物料的火災,它是石油及其產品以及其他許多油類 (如汽油、煤油等) 的良好滅火劑,還可以用於一般可燃物質 (如竹、木、棉、草等) 的初起火災。但醇類、醚類、酮類等水溶性液體,不宜用化學泡沫撲救。
2. 普通蛋白泡沫。由蛋白型空氣泡沫液、水和空氣經機械作用而生成的滅火劑。空氣泡沫液與水的比例為6:94或 3:97。
普通蛋白泡沫具有良好的覆蓋和冷卻滅火作用,可以有效地撲救易燃液體火災。例如,可以撲救原油、汽油、煤油和木材等火災,但不宜用於撲救醇類、醚類、酮類等可溶性液體火災。
3. 抗溶性空氣泡沫。撲救水溶性液體的滅火劑,由抗溶性空氣泡沫液與水按比例混合,經機械作用而形成。這種滅火劑加入了一種不溶解於水的脂肪酸鋅皂,它能均勻地分布在泡沫壁上,有效地防止水溶性溶劑溶於泡沫中的水,保護了泡沫,使泡沫能夠牢固地覆蓋在溶劑液面上,起到滅火作用。抗溶性空氣泡沫滅火劑,不僅能撲救醇類 (甲醇、乙醇、異丙醇) 、酮類 (丙酮) 、酯類 (醋酸乙酯) 等水溶性有機溶劑的火災,而且可以撲救油類、木材及非水溶性有機物質的火災。
4. 高倍數泡沫。以少量高倍數泡沫液和水,按一定比例混合後,再通過高倍數泡沫發生裝置,吸入大量空氣,把混合液吹成許許多多的滅火氣泡。
高倍數泡沫液由發泡劑、穩定劑、抗凍劑等組成。目前採用的發泡劑有脂肪醇硫酸鈉、烷基苯磺酸鈉、聚氧乙烯脂肪醇硫酸鈉、烷基磺酸鈉等。高倍數泡沫用於撲救那些火源集中、泡沫容易堆積場合的火災,如船倉、大型油池、地下建築、室內倉庫、礦井巷道、機場設施等。對撲救一般油類、木材、煤炭、纖維等火災,也有較好效果。
分類
分類原則
按其發泡方法分為化學泡沫滅火劑和空氣機械泡沫滅火劑。按其發泡倍數分為低倍數泡沫滅火劑,中倍數泡沫滅火劑,高倍數泡沫滅火劑。泡沫滅火劑一般由發泡劑、泡沫穩定劑、耐液性添加劑、助溶劑、抗凍劑、降粘劑、防蝕劑、防腐劑、無機鹽以及水組成。我國生產和使用的泡沫滅火劑主要有蛋白泡沫滅火劑、氟蛋白泡沫滅火劑、水成膜泡沫滅火劑、高倍數泡沫滅火劑、化學泡沫滅火劑、抗溶泡沫滅火劑。泡沫滅火劑體輕、流動性好,持久性和抗燒性強,粘著力大,並能迅速流散和漂浮在著火的液面上,形成嚴密的覆蓋層,使燃燒表面與空氣隔絕,遮斷火焰的熱輻射,阻止燃燒體和附近可燃物質的蒸發。同時,泡沫中的水蒸發可以降低燃燒表面氧氣濃度,冷卻燃燒表面或破壞物質燃燒的其他條件,使火熄滅。泡沫滅火劑適用於撲救油類可燃液體、可燃固體物質火災,不能用於撲救輕金屬火災,遇水燃燒或爆炸物質的火災,帶電設備的火災。
具體分類
化學泡沫滅火劑(MP)
常用的化學泡沫滅火劑,主要是酸性鹽(
硫酸鋁)和鹼性鹽(
碳酸氫鈉)與少量的發泡劑(植物
水解蛋白質或
甘草粉)、少量的穩定劑(三氯化鐵)等混合後,相互作用而生成的泡沫,其反應式如下:
6NaHCO3十Al2(SO4)3=2Al(OH)3十3Na2SO4十6CO2
化學泡沫滅火劑在發生作用後生成大量的二氧化碳氣體,它與發泡劑作用便生成許多氣泡。這種泡沫密度小,且有黏性,能覆蓋在著火物的表面上隔絕空氣。同時二氧化碳又是惰性氣體,不助燃。
化學泡沫滅火劑不能用來撲救忌水忌酸的化學物質和電氣設備的火災。
化學性質極易溶於水,硫酸鋁在純硫酸中不能溶解(只是共存),在硫酸溶液中與硫酸共同溶解於水,所以硫酸鋁在硫酸中溶解度就是硫酸鋁在水中的溶解度。
常溫析出含有18分子
結晶水,為18水硫酸鋁,工業上生產多為18水硫酸鋁。含無水硫酸鋁51.3%,即使100℃也不會
自溶(溶於自身結晶水)。
硫酸鋁不易風化而失去結晶水,比較穩定,加熱會失水,高溫會分解為
氧化鋁和硫的氧化物。加熱至77℃開始分解為氧化鋁、
三氧化硫、二氧化硫和
水蒸氣。溶於水、酸和鹼,不溶於乙醇。水溶液呈酸性。
水解後生成
氫氧化鋁。水溶液長時間沸騰可生成
鹼式硫酸鋁。工業品為灰白色片狀、粒狀或塊狀,因含低鐵鹽而帶淡綠色,又因低價
鐵鹽被氧化而使表面發黃。粗品為灰白色細晶結構多孔狀物。無毒,粉塵能刺激眼睛。
碳酸氫鈉(Sodium Bicarbonate),俗稱“小蘇打”、“蘇打粉”、“
重曹”,白色細小晶體,在水中的溶解度小於
碳酸鈉。固體50℃以上開始逐漸分解生成碳酸鈉、二氧化碳和水,270℃時完全分解。碳酸氫鈉是強鹼與弱酸中和後生成的
酸式鹽,溶於水時呈現弱鹼性。常利用此特性作為食品製作過程中的
膨鬆劑。碳酸氫鈉在作用後會殘留碳酸鈉,使用過多會使成品有鹼味。
空氣泡沫滅火劑(MPE)
空氣泡沫即普通蛋白質泡沫;它是一定比例的泡沫液、水和空氣經過機械作用相互混合後生成的膜狀泡沫群。泡沫的相對密度為0.11-0.16,氣泡中的氣體是空氣。泡沫液是動物或植物蛋白質類物質經
水解而成的。
空氣泡沫滅火劑的作用是當其以一定厚度覆蓋在可燃或
易燃液體的表面後,可以阻擋易燃或
可燃液體的蒸氣進入火焰區,使空氣與液面隔離,也防止火焰區的熱量進入可燃或易燃液體表面。
在高溫下,空氣泡沫滅火劑產生的氣泡由於受熱膨脹會迅速遭到破壞,所以不宜在高溫下使用。
構成泡沫的水溶液能溶解於酒精、
丙酮和其他有機溶劑中,使泡沫遭到破壞,故空氣泡沫不適用於撲救醇、酮、醚類等有機溶劑的火災,對於忌水的化學物質也不適用。
在蛋白質水解液中添加有機酸金屬絡合鹽便製成了蛋白型的抗溶性泡沫液;這種
有機金屬絡合鹽類與水接觸,析出不溶於水的有機酸
金屬皂。當產生泡沫時,析出的有機酸金屬皂在
泡沫層上面形成連續的固體薄膜。這層薄膜能有效地防止水溶性有機溶劑吸收泡沫中的水分,使泡沫能持久地覆蓋在溶劑液面上,從而起到滅火的作用。
這種抗溶性泡沫不僅可以撲救一般液體
烴類的火災可以有效地撲滅水溶性有機溶劑的火災。
普通蛋白泡沫通過油層時,由於不能抵抗油類的污染,上升到油麵後泡沫本身含的油足以使其燃燒,導致泡沫的破壞。在空氣泡沫液中加入
氟碳表面活性劑,即生成氟蛋白泡沫。
氟碳表面活性劑具有良好的表面活性、較高的
熱穩定性、較好的浸潤性和流動性。當該泡沫通過油層時,油不能向泡沫內擴散而被泡沫分隔成小油滴。這些小油滴被未污染的泡沫包裹,在油層表面形成一個包有小油滴的不燃燒的
泡沫層,即使泡沫中含汽油量高達25%也不會燃燒,而普通空氣泡沫層中含有10%的汽油時即開始燃燒。因此;這種
氟蛋白泡沫滅火劑適用於較高溫度下的油類滅火,並適用於液下噴射滅火。
根據泡沫滅火劑溶液成泡後發泡倍數(膨脹率)的大小;泡沫滅火劑可以分為低倍數、中倍數和高倍數3種。發泡倍數在20倍以下稱為低倍數;20-200倍的為中倍數;200-1000倍以上的為高倍數。
發泡倍數的計算公式為:
發泡倍數=泡沫體積/溶液體積
通常使用的泡沫滅火劑的發泡倍數為6—8倍,低於4倍的就不能再用了。