Водна вогнегасна речовина “вгхм-іі”

Реферат: Винахід належить до водних вогнегасних речовин і може бути використаний для об'ємного припинення процесів горіння твердих і рідких нітрогенвмісних вуглеводнів. Вогнегасна речовина містить, мас. %: СuСl2 - 40 та вода - решта. UA 102757 C2 (12) UA 102757 C2 UA 102757 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до водних вогнегасних речовин і може бути використаний для об'ємного припинення процесів горіння твердих і рідких нітрогенвмісних вуглеводнів (органічних амінів, нітрилів тощо) в приміщеннях різного призначення (хімічних складах, цехах тощо) з застосуванням технологій водно-аерозольного гасіння. Відомий спосіб припинення процесу горіння дрібно розприсканою водою [Копылов Н.П., Чибисов А.Л., Душкин А.Л., Кудрявцев Е.А. Изучение закономерностей тушения тонкораспыленной водой модельных очагов пожара // Пожарная безопасность.-2008. - № 4. - С. 45-58]. Відомий спосіб припинення процесу горіння дрібним розприскуванням водних вогнегасних речовин [Турчин А.І., Антонов А.В. Теоретичні і практичні питання застосування технологій тонкого розпилювання водних вогнегасних речовин // Науковий вісник УкрНДІПБ.-2008. - № 1 (17). - С. 138-145]. Відома водна вогнегасна речовина на основі K2СО3 для гасіння пожеж класу А та В дрібно розприсканим струменем [Патент на корисну модель № 52969 U, Україна, МПК A62D 1/02 (2006.01). Водна вогнегасна речовина для гасіння тонкорозпиленими струменями пожеж класів "А" та "В" за ГОСТом 27331-87 з використанням від -30 до +50 °C / Антонов А.В., Ковалишин В.В., Турчин А.І., Козяр Н.М. (Україна). - № u200911293; Заявл. 06.11.2009; Опубл. 27.09.2009; Бюл. № 18]. Відома водна вогнегасна композиція, виготовлення якої базується на хімічних реакціях між органічними кислотами (ацетатною і лимонною) та неорганічними лугами (КОН), з додаванням речовин (K2СО3, KНСО3, K4Р2О7, NaHCO3 тощо), що стабілізують цю реакцію [Патент на винахід № 84683 С2, Україна, МПК С09K 21/00, A62D 1/00, A62D 1/06 (2006.01). Антипіренова композиція та спосіб її одержання / Нільссон Йенc Бірґер. -№ а200501765; Заявл. 05.08.2003; Опубл. 25.11.2008; Бюл. № 22]. Відомий водний вогнегасний засіб, виготовлений на основі відходів титанового виробництва - розплаву хлоридів металів (переважно KСl, NaCl, MgCl2 тощо) [Авторское свидетельство № 1792719 А1, СССР, МПК A62D 1/00. Огнетушащее средство / Вакулонис Г.Ю., Левертов М.Г., Любарский Б.С., Романенко И.П. - № 4731866/26; Заявл. 26.06.1989; Опубл. 07.02.1993; Бюл. № 5]. Відомо, що вогнегасна здатність більшості аерозолів розчинів солей визначається природою розчинених у воді солей, що інгібують газофазні перетворення в полум'ї, в ролі яких здебільшого виступають солі лужних та лужноземельних металів (Li, Na, К, Mg, Ca тощо) [Дяченко О.І., Биченко А.О. Залежність вогнегасної ефективності води від її хімічного складу // Пожежна безпека: теорія i практика.-2008. - № 1. - С. 36-39]. Недоліком більшості перелічених водних вогнегасних речовин є те, що в якості розчинених солей використовують солі s-металів, які здатні припиняти процес горіння винятково в полум'ї, а процедура приготування таких розчинів подекуди є вкрай складною. Ряд приготованих водних розчинів солей мають значення рН12, що характеризує їх як хімічно небезпечні, корозійні і шкідливі для довкілля. Найближчим за технічною суттю, а саме функціональною залежністю (прототипом) є приготований 30 % водний розчин "червоної кров'яної" солі (калій гексаціаноферату(III), K3[Fe(CN)6]), що використовують для гасіння лісових пожеж [Коробейничев О.П., Шмаков А.Г, Чернов А.А., Большова Т.А., Шварцберг В.М., Куценогий К.П., Макаров В.И. Тушение пожаров с помощью аэрозолей растворов солей // Физика горения и взрыва.-2010. - Т. 46 - № 1. - С. 2025], висока вогнегасна ефективність якого, окрім спроможності гальмувати перетворення в 3+ полум'ї, зумовлена ще й здатністю акцепторних атомів d-металу (іонів Fe ) хімічно зв'язуватись з донорними гетероатомами (N, О, S тощо) органічних речовин, внаслідок чого горючі властивості таких вуглеводнів суттєво знижуються, що у підсумку і забезпечує високу вогнегасну здатність розчину цієї солі. Недоліком цієї водної вогнегасної речовини є те, що в якості солі використовується дуже токсичний комплексний ціанід феруму(III), який внаслідок гідролізу чи термолізу спроможний вивільняти смертельно небезпечні речовини - ціанідну кислоту (HCN) чи, навіть, диціан (NCCN). В основу винаходу поставлена задача розробити таку водну вогнегасну речовину на основі солі d-металу, застосування якої забезпечило б високу вогнегасну ефективність об'ємного гасіння займань за участі нітрогенвмісних вуглеводнів за рахунок скорочення часу гасіння та зменшення витрат води й без утворення будь-яких смертельно небезпечнихречовин. Поставлена задача вирішується так, що водна вогнегасна речовина для об'ємного гасіння займань з участю нітрогенвмісних вуглеводнів виготовлена на основі купрум(ІІ) хлориду, яку готують розчиненням СuСl2∙2Н2О у воді. 1 UA 102757 C2 5 10 15 20 25 Досі не була відома водна вогнегасна речовина на основі солей купруму(II) і авторами вперше запропонована водна вогнегасна речовина на основі купрум(II) хлориду, вогнегасні 2+ властивості якої зумовлені появою у розчині акцепторних іонів Сu . Суть винаходу полягає в тому, що як водну вогнегасну речовину "ВГХМ-ІІ" використовують 40 % водний розчин купрум(ІІ) хлориду, який готують розчиненням у 97 масових частинах води 100 масових частин кристалогідрату СuСl2∙2Н2О (тобто, масове співвідношення інгредієнтів становить  1:1). Вогнегасна ефективність водного розчину купрум(ІІ) хлориду досліджувалась в лабораторних умовах з використанням загальної методики визначення вогнегасної ефективності за допомогою установки для об'ємного припинення процесу горіння. Установка складається з камери розміром 0,2×0,2×0,3 м з осередком горіння в середині, мірної ємності для визначення витрат вогнегасної рідини, обладнання для подачі в осередок горіння дрібно розприсканої рідини (пульверизатор) і секундоміра. За методикою в камеру вносили кругле деко (висота борту 0,03 м, діаметр 0,08 м) з горючою рідиною (20 мл) і підпалювали. Витримували час вільного горіння до моменту, коли горюча рідина закипить, після чого в осередок горіння крізь боковий отвір камери вносили дрібно розприскану водну вогнегасну речовину з продуктивністю подачі 0,0015 л/с. Після припинення процесу горіння фіксувався час гасіння та об'єм витраченої водної вогнегасної речовини. Як горючу речовину використовували н-гексан (С6Н14) та моноетаноламін (NH2C2H4OH). Як водну вогнегасну речовину (ВВР) використовували водні розчини купрум(ІІ) хлориду різної концентрації та звичайну водогінну воду. За умовами дослідження температура ВВР у всіх випадках складала 15 °C. Для кожного зразка ВВР визначали середній проміжок часу (, с) та середні витрати рідини (V, мл) на вогнегасіння, а також обчислювали коефіцієнт підвищення вогнегасної ефективності (K1) ВВР стосовно води за формулою: K1=Vвода/VВВР Результати експериментального дослідження вогнегасної здатності водних розчинів купрум(ІІ) хлориду різної концентрації та води подані в таблиці. ВВР 40 % водний розчин СuСl2 20 % водний розчин СuСl2 10 % водний розчин СuСl2 вода 30 н-Гексан Середній Витрати проміжок ВВР на часу вогвогнеганегасіння, сіння, мл с 8 6 13 9 20 13 25 17 K1 3,12 1,92 1,25 Моноетаноламін Середній Витрати проміжок ВВР на часу вогK1 вогнеганегасіння, сіння, мл с 4 3 5,50 6 4 3,67 13 9 1,69 22 15 Отже, експериментальні дослідження показали, що при об'ємному гасінні займань з участю нітрогенвмісних вуглеводнів (моноетаноламін), вогнегасна здатність пропонованої водної вогнегасної речовини "ВГХМ-ІІ" (40 % водний розчин СuСl2) у 5,5 разу краща, ніж води, а якщо зіставляти результати випробувань з гасіння займань N-вмісних вуглеводнів з незаміщеними вуглеводнями (н-гексан), то вогнегасна здатність "ВГХМ-ІІ" буде майже удвічі вищою. 35 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 40 Водна вогнегасна речовина для об'ємного гасіння займань нітрогенвмісних вуглеводнів (органічних амінів, нітрилів тощо) з застосуванням технологій водно-аерозольного гасіння, яка відрізняється тим, що як вогнегасну речовину використовують водний розчин купрум(ІІ) хлориду у такому співвідношенні компонентів, мас. %: СuСl2 40 вода решта. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2