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泡沫灭火剂都有哪些种类?

发布时间:2021-02-17 06:57浏览次数:
  消防中国网 讯 对于火灾,连专业消防员都头痛的可能就是石化企业的火灾了,里面燃烧的多数都是易燃易爆产品,甚至是有毒有害产品,普通的消防剂是行不通的,该如何灭火呢?

在机械泡沫方面,人类从上世纪初开始使用合成泡沫灭火剂。可是合成泡沫对付石油火灾效果不理想,于是人们又开发了蛋白泡沫、水成膜泡沫、氟蛋白泡沫、成膜氟蛋白泡沫。为了对付醇类火灾,人们还开发了抗醇泡沫灭火剂。

  (一)蛋白泡沫灭火剂

  1922年,美国标准石油公司的詹宁斯把动物胶和硫酸亚铁注射到汽油的表面,防止其蒸发起火,这是世界上最早把蛋白泡沫用于消防。后来,德国的威森保鲁和斯培玛发现,蛋白质加水分解物是最好的泡沫灭火剂。他们把蛋白质加水分解物与硫酸亚水溶液作为两种水溶液分别放置。使用时混合起来,吸入空气搅拌发泡,以后他们又在蛋白质加水分解物中添加硫酸亚铁盐,作为一种浓缩剂使用,开发了现在的蛋白泡沫。它们5%的浓度与淡水、海水组成混合液,发生8倍的泡沫,能稳定地留在石油的表面。至今,德国汉堡的斯塔玛公司还在销售这种泡沫灭火剂。

  从第二次世界大战末期到战后初期,泡沫灭火剂研究的重心从欧洲转移到美国。1946年,美国制定了关于蛋白泡沫灭火剂的陆、海军联合技术要求(JAN-C-266),美国驻欧洲、亚洲的军队都按这一技术要求采购蛋白泡沫液,产生很大的影响。一时间,全世界的泡沫灭火剂几乎都采用同一配方。后来,研究人员试用蛋白、鱼粉、飞禽毛等作为原料,用烧碱加水分解牛、马等血液干粉等,制成的蛋白泡沫液,从而使蛋白的泡沫液的原料更多元化了。我国的蛋白泡沫灭火剂技术发展相对较晚,不过在1967年,上海消防器材厂和北京消防器材厂研制成功6%蛋白泡沫灭火剂,之后国产的蛋白泡沫灭火剂逐步替代了进口产品。

  (二)氟蛋白泡沫灭火剂

  蛋白泡沫在对付油品火灾时,有卓越彻底耐油性、耐火性,但有流动性差,泡沫容易受到油品污染的弱点。为了解决这些问题,美国的国民泡沫公司于1965年开发了商品为AER-O-FOAMXL的氟蛋白泡沫。氟蛋白泡沫流动性好,并且在受油品污染的情况下也不轻易消泡,能以液下喷射的形式使用。在欧美地区,氟蛋白泡沫问世后很快就替代了蛋白泡沫成为保护大型油罐的主流灭火剂。现在,说到蛋白类泡沫,欧美一般是指氟蛋白泡沫。

  1982年,天津消防研究所研制出氟蛋白泡沫灭火剂,并先后在北京消防器材厂、沈阳于洪消防器材厂,洛阳郊区消防药剂厂、扬州江亚消防药剂有限公司等10多个厂家投产。1993年,公安部天津消防研究所研制出多功能氟蛋白泡沫灭火剂,并在兴化消防药剂厂投产。

  (三)合成泡沫灭火剂

  这种合成泡沫灭火剂称为A类泡沫,其成分是烃类表面活性剂。合成泡沫原本的目的是用于A类火灾,而不是B类火灾。在遇到极小规模的油类火灾,并且手头只有表面活性剂的泡沫的场合,大量喷射也能灭火,但是泡沫在油面上很快破坏。合成泡沫灭火剂主要用于发中、高倍数泡沫,但也可作为低倍数泡沫使用。其实,作为泡沫灭火剂使用,表面活性剂比蛋白泡沫早。早在1903年,德国在铵皂水溶液注入二氧化碳、氮气,生成空气泡沫。

  1930年,德国的戴姆勒、左鲁斯等在十二烷基硫酸钠中加入作为稳定剂的动物胶等。为了延长析水时间,他们又添加了羧甲基纤维素和作为抗冻剂的醇类,继续进行研究。这种表面活性剂以2%~4%的水溶液使用,发泡倍数可达10~18倍,但它的耐油性,耐火性都不佳,对付石油火灾不是十分有效。在第二次世界大战以后,曾经有一段时间合成表面活性剂泡沫在市场上销声匿迹。

  从20世纪60年代起,日本的石油化学工业迅速发展,生产出大量各种类型的表面活性剂,生产了20多种表面活性剂泡沫灭火剂推向市场。由于这类泡沫以低倍数应用于油品火灾不如蛋白泡沫,人们就把它们发成高倍数泡沫灭火,即一举把大量的泡沫送到油品的火焰部位灭火。表面活性剂泡沫灭火剂产生的高倍数泡沫还能用于扑救一般建筑火灾。

  随着70年代日本经济的继续成长,道路的油品槽车、汽车日益增多,普通家庭里燃油炉越来越普及,从而使原来局限于油罐区、石化企业的油类火灾,在路上、住宅发生的机会也大大增加。地方的消防部门为了采取相应的对策,采购了不少表面活性剂类的泡沫灭火剂。1975年,日本颁布了“泡沫灭火剂技术要求部令”其中对表面活性剂类的泡沫灭火剂也做了规定,从而给人们带来了这种泡沫能扑救石油类火灾的错觉,使日本储备表面活性剂泡沫灭火剂的消防部门进一步增加,合成表面活性剂泡沫灭火剂在日本进入了黄金时期。

  2003年,日本十胜冲地区遭遇地震时发生了油罐火灾,消防队用合成表面活性剂泡沫灭不了火,此后大都数消防队达成了不能用表面活性剂泡沫扑救油类火灾的共识。此后,日本很少用表面活性剂泡沫扑救油类火灾,主要把它作为A类泡沫使用,用于压缩空气泡沫系统(CAFS)。但由于各地的消防队对于多大的火灾用多大的量不明白,在性价比方面形成瓶颈,因此在扑救A类火灾上用合成表面活性剂泡沫也减少了。

  在欧美,二战以后基本上不把合成表面活性剂泡沫用于油类火灾,70年代,美国开发了压缩空气泡沫系(CAFS)后,合成表面活性剂泡沫作为A类泡沫使用的数量增加。随着CAFS推广到世界各地,作为A类泡沫使用的合成表面活性剂泡沫灭火剂的产量也相应地上升,合成表面活性剂泡沫灭火剂再次受到人们的青睐。

  在国内,1975年,公安部上海消防研究所,辽宁煤碳研究所等6个单位联合开发出粉剂型高倍数泡沫灭火剂。1990年,公安部天津消防研究所研制出第三代耐湿并耐烟的高倍数泡沫灭火剂,并在北京川合消防材料厂投产。

  (四)水成膜泡沫灭火剂

  水成膜泡沫(AFFF)是美国的称法,也有许多国家称之为氟表面活性剂泡沫,因为其主要的成分是氟表面活性剂。

  水成膜泡沫是美国发明的。1946—1952年,美国海军技术研究所的特威斯曼在研究团体的湿润性发现,氟表面活性剂既具有斥水性,又具有斥油性。该研究所的查布研究把氟表面活性剂作为灭火剂应用,并开发了把它与干粉灭火剂一起使用的联用系统。这种泡沫析出的氟表面活性剂水溶液在油表面形成薄膜,浮在上面,在灭火后抑止蒸汽发生并防止复燃。由于它在油的表面形成轻的水性薄膜,美国海军就称其为轻水泡沫,并于1964年获得专利。

  这一专利后来转让给美国的3M公司,3M公司仍采用“轻水泡沫”这一商品后,后来其他公司也生产销售这种泡沫灭火剂,由于军方的技术要求上不能用商品名,这种泡沫统一改称水成膜泡沫(AFFF)。1979年,公安部天津消防研究所和上海有机所共同研制出第一代水成膜泡沫灭火剂,并在青岛娄山消防器材厂投产。1995年,公安部天津消防研究所研制出第三代多用途水成膜泡沫灭火剂。

  (五)抗醇泡沫灭火剂

  1939年,德国的戴姆勒发明了在蛋白质加水分解物中加入脂肪酸锌皂,形成具有抗溶性的泡沫。1950年,金贝尔与克林福特在表面活性剂中添加海藻酸钠。使泡沫抗溶,因为海藻酸钠与醇接触,生成不溶性的凝胶。1952年,美国的贝利用表面活性剂和乙醇胺,使乳酸铝和脂肪酸在大豆蛋白质水解物中分散的方法使蛋白泡沫抗溶,拉扎则用乙醇胺使脂肪酸锌皂在蛋白质中分散的方法达到同样的目的。可是,金属皂类的抗醇泡沫的致命缺点——过度时间短,无法克服。即浓缩液在与水混合的时间超过2~3分钟就不发泡。因此配管必须短,无法在固定设备使用。1974年,美国的凯撒发现多糖类高分子在接触醇类后凝胶化,于是把它添加在氟表面活性剂和烃类表面活性剂里,形成抗醇泡沫,并取得专利。这种泡沫在环已酮表面形成水成膜,称为AR—AFFF或AFFF—AR,现在欧美使用得很多。日本的冲山开发了在蛋白质加水分解物中添加氟表面活性剂形成的抗醇泡沫。这种泡沫与过去的抗醇泡沫不同,不会在水溶液中产生沉淀物,并且不仅能扑救醇类火灾,还能扑救汽油等石油类火灾。

  在这两类新的抗醇泡沫推广应用后,金属皂类抗醇泡沫逐渐销声匿迹了。在我国,1976年公安部上海消防研究所和上海合成洗涤剂四厂共同研制出金属皂抗醇泡沫灭火剂,并在上海合成洗涤剂四厂投产。

  (六)成膜氟蛋白泡沫灭火剂

  二十世纪八十年代,英国的英格斯公司开发了成膜氟蛋白泡沫灭火剂,到了九十年代,我国公安部天津消防研究所也研制成功了成膜氟蛋白泡沫灭火剂。

当前,在泡沫灭火剂的技术上,国内的企业已基本赶上发达国家的水平了。

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