Технологія приготування та фізико-хімічні властивості нової водної вогнегасної речовини

Abstract

Вступ. Для ліквідації аварійних ситуацій природного та техногенного характеру, пов’язаних з горінням різноманітних органічних речовин, зокрема продукції нафтопереробної галузі чи полімерних матеріалів, постає нагальна потреба в розробці нових вогнегасних засобів, які здатні були б ефективно гасити полум’я, тобто проявляти високу вогнегасну дію. Серед різноманітних представників вогнегасних засобів найбільш широко застосування набули вогнегасні речовини на водній основі. До цієї групи водних вогнегасних речовин (ВВР) відносять водні розчини солей лужних та лужноземельних металів, а також неорганічних солей перехідних металів. Проте ці ВВР здатні ефективно придушувати полум’я пожежі лише за умови досягнення високої концентрації розчиненої солі у воді, приблизно 40% і більше. А це, зазвичай, негативно позначається на технологічних та деяких фізико-хімічних властивостях ВВР (текучості та в’язкості розчинів, здатності розчинених солей піддаватись гідролізу тощо). Тому для вибору найбільш ефективних засобів гасіння пожеж важливо мати інформацію про фізико-хімічні властивості ВВР та фізико-хімічні параметри процесів, що відбуваються під час горіння та гасіння. Мета. Розробити особливу технологію приготування концентрованого водного розчину амоній карбонату, вивчити фізико-хімічні властивості отриманої ВВР, що дасть змогу спрогнозувати доцільність використання цієї ВВР як вогнегасного засобу, придатного для аерозольного гасіння осередків займань класу «В». Методи. Препаративний метод отримання концентрованого водно-амоніачного розчину амоній карбонату, включаючи емпіричний підбір співвідношення компонентів ВВР та визначення фізико-хімічних властивостей отриманої ВВР аналітичними методами. Результати. Водну вогнегасну речовину на основі амоній карбонату отримували з (NH4)2CO3 та 25% водного розчину амоніаку. Така технологія приготування цієї ВВР унеможливлює подальший гідроліз солі, утвореної слабкою карбонатною кислотою та слабкою основою (амоній гідроксидом). Вивчено фізико-хімічні властивості розробленої ВВР. Висновки. Завдяки розробленій технології отримано нову ВВР у вигляді концентрованого водноамоніачного розчину амоній карбонату. Результати проведених досліджень з вивчення фізико-хімічних властивостей отриманої ВВР дали змогу спрогнозувати доцільність використання розробленої ВВР як ефективного вогнегасного засобу, придатного для аерозольного гасіння осередків пожеж класу «В». Introduction. In order to eliminate natural and man-made emergencies involving the combustion of various organic substances, in particular petroleum products or polymer materials, there is an urgent need to develop new fire extinguishing agents that are capable of effectively extinguishing flames, i.e., exhibiting high fire extinguishing performance. Among the various types of fire extinguishing agents, water-based fire extinguishing substances have become the most widely used. This group of aqueous fire extinguishing agents (AFEA) includes salts of alkali and alkaline earth metals, as well as inorganic salts of transition metals. However, these AFEAs can only effectively suppress flames if the concentration of dissolved salt in water is high, approximately 40% or more. This usually hurts the technological and some physicochemical properties of WFR (fluidity and viscosity of solutions, the ability of dissolved salts to undergo hydrolysis, etc.). Therefore, in order to select the most effective fire extinguishing agents, it is important to have information about the physicochemical properties of aqueous fire extinguishing agents and the physicochemical parameters of the processes that occur during combustion and extinguishing. Aim of research. Develop a special technology for preparing a concentrated aqueous solution of ammonium carbonate, study the physicochemical properties of the resulting AFEA, which will make it possible to predict the feasibility of using this AFEA as a fire extinguisher suitable for aerosol extinguishing of class “B” fires. Methods. A preparative method for obtaining a concentrated aqueous solution of ammonium carbonate was used, which includes empirical selection of the ratio of components in AFEA. The physicochemical properties of the obtained AFEA were determined using analytical methods. Results. An aqueous fire extinguishing agent based on ammonium carbonate was obtained from (NH4)2CO3 and a 25% aqueous solution of ammonia. This technology for preparing the AFEA prevents further hydrolysis of the salt formed by weak carbonic acid and a weak base (ammonium hydroxide). The physicochemical properties of the developed AFEA were studied. Conclusions. Using the developed technology, a new AFEA was obtained in the form of a concentrated aqueousammonia solution of ammonium carbonate. The results of studies on the physicochemical properties of the obtained AFEA made it possible to predict the feasibility of using the developed AFEA as an effective fire extinguisher suitable for aerosol extinguishing of class “B” fires.