泡沫滅火劑的組成及特點(diǎn)
什么是泡沫滅火劑
凡能與水混溶，并可通過(guò)化學(xué)反應(yīng)或機(jī)械方法產(chǎn)生滅火泡沫的滅火劑統(tǒng)稱為泡沫滅火劑，其組成包括發(fā)泡劑、泡沫穩(wěn)定劑、降粘劑、抗凍劑、助溶劑、防腐劑及水。以泡沫為滅火介質(zhì)的滅火系統(tǒng)稱為泡沫滅火系統(tǒng)。
泡沫滅火系統(tǒng)主要用于撲滅非水溶性可燃液體及一般固體火災(zāi)。其滅火原理是泡沫滅火劑的水溶液通過(guò)化學(xué)、物理作用，充填大量氣體(CQ、空氣)后形成無(wú)數(shù)小氣泡，覆蓋在燃燒物表面，使燃燒物與空氣隔絕，阻斷火焰的熱輻射，從而形成滅火能力。同時(shí)泡沫在滅火過(guò)程中析出液體，可使燃燒物冷卻。受熱產(chǎn)生的水蒸氣還可降低燃燒物附近的氧氣濃度，也能起到較好的滅火效果。
泡沫滅火器的化學(xué)成分比例
Al2(SO4)3+6NaHCO3==3Na2SO4+2Al(OH)3↓+6CO2↑泡?i可按方程式配比
分類(lèi)原則：
消防泡沫滅火劑是撲救可燃易燃液體的有效滅火劑，它主要是在液體表面生成凝聚的泡沫漂浮層，起窒息和冷卻作用。泡沫滅火劑分為化學(xué)泡沫、空氣泡沫、氟蛋白泡沫、水成膜泡沫和抗溶性泡沫等。適用范圍廣泛。
泡沫滅火劑可分為化學(xué)泡沫滅火劑和空氣泡沫滅火劑�；瘜W(xué)泡沫是通過(guò)硫酸鋁和碳酸鈉的水溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的，泡沫中包含的氣體為二氧化碳。空氣泡沫是通過(guò)空氣泡沫滅火劑的水溶液與空氣在泡沫產(chǎn)生器中進(jìn)行機(jī)械混合攪拌而生成的，所以空氣泡沫又稱為機(jī)械泡沫，泡沫中所含氣體為空氣。
空氣泡沫滅火劑種類(lèi)繁多，按泡沫的發(fā)泡倍數(shù)，可分為低倍數(shù)泡沫、中倍數(shù)泡沫和高倍數(shù)泡沫三類(lèi)。低倍數(shù)泡沫滅火劑的發(fā)泡倍數(shù)一般在20倍以下，中倍數(shù)滅火劑的發(fā)泡倍數(shù)一般在20~200倍、高倍數(shù)滅火劑的發(fā)泡倍數(shù)一般在201~1000倍。
根據(jù)發(fā)泡劑的類(lèi)型和用途，低倍數(shù)空氣泡沫滅火劑又分為蛋白泡沫、氟蛋白泡沫、水成膜泡沫、合成泡沫、抗溶性泡沫物中類(lèi)型。中、高倍數(shù)泡沫滅火劑屬于合成泡沫的類(lèi)型。
具體分類(lèi)
化學(xué)泡沫滅火劑(MP)
常用的化學(xué)泡沫滅火劑，主要是酸性鹽(硫酸鋁)和堿性鹽(碳酸氫鈉)與少量的發(fā)泡劑(植物水解蛋白質(zhì)或甘草粉)、少量的穩(wěn)定劑(三氯化鐵)等混合后，相互作用而生成的泡沫，其反應(yīng)式如下：
6NaHCO3十Al2(SO4)3=2Al(OH)3十3Na2SO4十6CO2
化學(xué)泡沫滅火劑在發(fā)生作用后生成大量的二氧化碳?xì)怏w，它與發(fā)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(shí)二氧化碳又是惰性氣體，不助燃。
化學(xué)泡沫滅火劑不能用來(lái)?yè)渚燃伤伤岬幕瘜W(xué)物質(zhì)和電氣設(shè)備的火災(zāi)。
主要成分硫酸鋁介紹
化學(xué)性質(zhì)極易溶于水，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于水，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(jié)晶水，為18水硫酸鋁，工業(yè)上生產(chǎn)多為18水硫酸鋁。含無(wú)水硫酸鋁51.3%，即使100℃也不會(huì)自溶（溶于自身結(jié)晶水）。
硫酸鋁不易風(fēng)化而失去結(jié)晶水，比較穩(wěn)定，加熱會(huì)失水，高溫會(huì)分解為氧化鋁和硫的氧化物。加熱至77℃開(kāi)始分解為氧化鋁、三氧化硫、二氧化硫和水蒸氣。溶于水、酸和堿，不溶于乙醇。水溶液呈酸性。水解后生成氫氧化鋁。水溶液長(zhǎng)時(shí)間沸騰可生成堿式硫酸鋁。工業(yè)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(jià)鐵鹽被氧化而使表面發(fā)黃。粗品為灰白色細(xì)晶結(jié)構(gòu)多孔狀物。無(wú)毒，粉塵能刺激眼睛。
主要成分碳酸氫鈉介紹
碳酸氫鈉（Sodium Bicarbonate），俗稱“小蘇打”、“蘇打粉”、“重曹”，白色細(xì)小晶體，在水中的溶解度小于碳酸鈉。固體50℃以上開(kāi)始逐漸分解生成碳酸鈉、二氧化碳和水，270℃時(shí)完全分解。碳酸氫鈉是強(qiáng)堿與弱酸中和后生成的酸式鹽，溶于水時(shí)呈現(xiàn)弱堿性。常利用此特性作為食品制作過(guò)程中的膨松劑。碳酸氫鈉在作用后會(huì)殘留碳酸鈉，使用過(guò)多會(huì)使成品有堿味。
作用與用途：造紙工業(yè)中作為松香膠、蠟乳液等膠料的沉淀劑，水處理中作絮凝劑，還可作泡沫滅火器的內(nèi)留劑，制造工業(yè)硫酸鋁明礬、鋁白的原料，石油脫色、脫臭劑、某些藥物的原料等。還可制造人造寶石及高級(jí)銨明礬。砷含量不大于5mg/kg的產(chǎn)品可用于水處理絮凝劑。
空氣泡沫滅火劑(MPE)
空氣泡沫即普通蛋白質(zhì)泡沫沫；它是一定比例的泡沫液、水和空氣經(jīng)過(guò)機(jī)械作用相互混合后生成的膜狀泡沫群。泡沫的相對(duì)密度為0．11-0．16，氣泡中的氣體是空氣。泡沫液是動(dòng)物或植物蛋白質(zhì)類(lèi)物質(zhì)經(jīng)水解而成的。
空氣泡沫滅火劑的作用是當(dāng)其以一定厚度覆蓋在可燃或易燃液體的表面后，可以阻擋易燃或可燃液體的蒸氣進(jìn)入火焰區(qū)，使空氣與液面隔離，也防止火焰區(qū)的熱量進(jìn)入可燃或易燃液體表面。
在高溫下，空氣泡沫滅火劑產(chǎn)生的氣泡由于受熱膨脹會(huì)迅速遭到破壞，所以不宜在高溫下使用。
構(gòu)成泡沫的水溶液能溶解于酒精、丙酮和其他有機(jī)溶劑中，使泡沫遭到破壞，故空氣泡沫不適用于撲救醇、酮、醚類(lèi)等有機(jī)溶劑的火災(zāi)，對(duì)于忌水的化學(xué)物質(zhì)也不適用。
抗溶性泡沫滅火劑(MPK)[1]
在蛋白質(zhì)水解液中添加有機(jī)酸金屬絡(luò)合鹽便制成了蛋白型的抗溶性泡沫液；這種有機(jī)金屬絡(luò)合鹽類(lèi)與水接觸，析出不溶于水的有機(jī)酸金屬皂。當(dāng)產(chǎn)生泡沫時(shí)，析出的有機(jī)酸金屬皂在泡沫層上面形成連續(xù)的固體薄膜。這層薄膜能有效地防止水溶性有機(jī)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(lèi)的火災(zāi)可以有效地?fù)錅缢苄杂袡C(jī)溶劑的火災(zāi)。
氟蛋白泡沫滅火劑(MPF)
普通蛋白泡沫通過(guò)油層時(shí)，由于不能抵抗油類(lèi)的污染，上升到油面后泡沫本身含的油足以使其燃燒，導(dǎo)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(wěn)定性、較好的浸潤(rùn)性和流動(dòng)性。當(dāng)該泡沫通過(guò)油層時(shí)，油不能向泡沫內(nèi)擴(kuò)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(gè)包有小油滴的不燃燒的泡沫層，即使泡沫中含汽油量高達(dá)25%也不會(huì)燃燒，而普通空氣泡沫層中含有10%的汽油時(shí)即開(kāi)始燃燒。因此；這種氟蛋白泡沫滅火劑適用于較高溫度下的油類(lèi)滅火，并適用于液下噴射滅火。
水成膜泡沫滅火劑(MPQ)
水成膜泡沫滅火劑又稱“輕水”泡沫滅火劑，英文簡(jiǎn)稱：AFFF，或氟化學(xué)泡沫滅火劑。它由氟碳表面活性劑、無(wú)氟表面活性劑(碳氯表面活性劑或硅酮表面活性劑)和改進(jìn)泡沫性能的添加劑(泡沫穩(wěn)定劑、抗凍劑、助溶劑以及增稠劑等)及水組成。
根據(jù)泡沫滅火劑溶液成泡后發(fā)泡倍數(shù)(膨脹率)的大��；泡沫滅火劑可以分為低倍數(shù)、中倍數(shù)和高倍數(shù)3種。發(fā)泡倍數(shù)在20倍以下稱為低倍數(shù)；20-200倍的為中倍數(shù)；200－1000倍以上的為高倍數(shù)。
發(fā)泡倍數(shù)的計(jì)算公式為：
發(fā)泡倍數(shù)=泡沫體積/溶液體積
通常使用的泡沫滅火劑的發(fā)泡倍數(shù)為6—8倍，低于4倍的就不能再用了。
通常泡沫滅火劑是水加入泡沫劑，令泡沫能浮在燃燒中的液體之上，隔絕火及燃燒表面。普通泡沫可用在非極化燃料如汽油之上，但用在極化液體如酒精或甘油則可能會(huì)過(guò)快分解而失效。儲(chǔ)存大量極化易燃液體的地方要使用特別之酒精泡
相對(duì)而言，泡沫滅火系統(tǒng)滅火效率高，效果好，空氣泡沫滅火劑使用方便，流動(dòng)性好，安全可靠，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，是油庫(kù)目前是理想的滅火劑。按其發(fā)泡倍數(shù)可分為低倍數(shù)、中倍數(shù)和高倍數(shù)泡沫滅火劑3種類(lèi)型；按泡沫液與水的體積混合比不同，又可分為6%型、3%型2種類(lèi)型；按原料組成不同，又可分為蛋白型和合成型2種類(lèi)型。其中在油庫(kù)中常用的低倍數(shù)泡沫滅火劑有蛋白(植物蛋白、動(dòng)物蛋白)型、氟蛋白型、水成膜型3大類(lèi)。
蛋白泡沫滅火劑
蛋白泡沫滅火劑是由動(dòng)物蛋白質(zhì)，如牛、馬、羊、豬的蹄角、毛血或植物性蛋白質(zhì)如豆餅、菜籽餅等，在堿性(氫氧化鈉或氫氧化鈣)的作用下，經(jīng)過(guò)部分水解后，加入穩(wěn)定劑、防凍劑、緩蝕劑、防腐劑和黏度控制劑等添加劑加工濃縮而成。蛋白泡沫液按制造原料分為動(dòng)物蛋白和植物蛋白2類(lèi)。蛋白泡沫滅火劑是最早用于油庫(kù)油罐滅火劑，也是油庫(kù)油罐區(qū)液上式系統(tǒng)普遍使用的滅火劑，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品已系列化、標(biāo)準(zhǔn)化。
低倍數(shù)泡沫滅火劑
GB50074-2002《石油庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，地上式固定頂、內(nèi)浮頂油罐應(yīng)設(shè)低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)等，浮頂油罐宜設(shè)低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)。GB50151-2000《低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，對(duì)非水溶性甲、乙、丙類(lèi)液體儲(chǔ)罐，當(dāng)采用液上噴射泡沫滅火時(shí)，可選用蛋白、氟蛋白、水成膜泡沫液液；當(dāng)采用液下噴射泡沫滅火時(shí)，應(yīng)選用氟蛋白、水成膜泡沫液等。低倍數(shù)泡沫滅火劑可應(yīng)用于固定、半固定或移動(dòng)式泡沫滅火系統(tǒng)，發(fā)泡倍數(shù)小于20，由于比重大，泡沫可遠(yuǎn)距離噴射，抗風(fēng)干擾比中、高倍數(shù)泡沫強(qiáng)，在浮頂油罐的液上泡沫噴放中，易覆蓋表面形成保護(hù)泡沫層，適用開(kāi)放性的火災(zāi)滅火。
性能比較
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分類(lèi) |
名稱 |
組成 |
優(yōu)缺點(diǎn) |
撲救場(chǎng)所 |
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化學(xué)泡沫滅火劑 |
YP型普通化學(xué)泡沫 |
硫酸鋁、碳酸氫鈉+水解蛋白穩(wěn)定劑 |
泡沫黏稠、流動(dòng)性差、滅火效率低、不能久儲(chǔ) |
A類(lèi)及B類(lèi)非水溶性油類(lèi)液體 |
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YPB型 |
YP+氟碳蛋白表面活性劑+碳?xì)涞鞍妆砻婊钚詣?/span> |
泡沫黏度小、流動(dòng)性好、自封性好、滅火效率高，為同容量YP型滅火劑的2到3倍，儲(chǔ)存期長(zhǎng) |
A類(lèi)及B類(lèi)非水溶性油類(lèi)液體，但不能撲救水溶性液體 |
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空氣泡沫滅火劑 |
蛋白泡沫滅火劑 |
蛋白泡沫滅火劑以動(dòng)植物蛋白質(zhì)或植物性蛋白質(zhì)在堿性溶劑中濃縮液為基料，加入適當(dāng)?shù)姆�(wěn)定劑、防腐劑和防凍劑等添加劑的起泡性液體 |
該滅火劑具有成本低、泡沫穩(wěn)定，滅火效果好，污染少等優(yōu)點(diǎn)。但流動(dòng)性差影響了滅火效率。該泡沫耐油性低，不能以液下噴射方式撲救油罐火災(zāi) |
各種石油產(chǎn)品，油脂等火災(zāi)，亦可撲救木材，油罐滅火、在飛機(jī)的跑道上滅火 |
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氟蛋白泡沫滅火劑 |
蛋白泡沫基料+氟碳表面活性劑配置而成 |
克服了蛋白泡沫滅火劑的缺點(diǎn)，同時(shí)可以液下噴射方式撲救油罐火災(zāi)。與干粉（ABC類(lèi)）的相溶性好；可采用液下噴射方式 |
可撲救大型儲(chǔ)罐散裝倉(cāng)庫(kù)、輸送中轉(zhuǎn)裝置、生產(chǎn)加工裝置，油碼頭的火災(zāi)及飛機(jī)火災(zāi) |
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水成膜泡沫滅火劑 |
氟碳表面活性劑，無(wú)氟表面活性劑和改進(jìn)泡沫性能的添加劑（泡沫穩(wěn)定劑、抗凍劑、助溶劑以及增粘劑）及水組成 |
具有剪切應(yīng)力小，流動(dòng)性小，泡沫噴射到油面上時(shí)，泡沫能迅速展開(kāi)，并結(jié)合水膜的作用把火勢(shì)迅速撲滅的優(yōu)點(diǎn) |
適用于撲救石油類(lèi)產(chǎn)品和貴重設(shè)備。油罐可以采用液下噴射方式 |
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高倍數(shù)泡沫滅火劑 |
以合成表面活性劑為基料的泡沫滅火劑。與水按一定的比例混合后通過(guò)高倍泡沫滅火劑產(chǎn)生器，可產(chǎn)生數(shù)百倍以上甚至千倍的泡沫 |
1分鐘內(nèi)產(chǎn)生1000立方米以上的泡沫，泡沫可以迅速充滿點(diǎn)火的空間，使燃燒物與空氣隔絕，使火焰窒息 |
主要用于撲救非水溶性可燃易燃液體的火災(zāi)。如油罐漏滴、防火堤內(nèi)的火災(zāi)，以及倉(cāng)庫(kù)、飛機(jī)庫(kù)、地下室、地下街室、煤礦坑道的火災(zāi) |
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