由于油品具有易燃易爆的特性,因此大型油品庫一旦發(fā)生火災(zāi)后果不堪設(shè)想。國內(nèi)外撲滅油品火災(zāi)(B類火災(zāi))最主要的手段就是利用泡沫滅火劑,但泡沫滅火劑產(chǎn)生的泡沫在火場高溫條件下容易坍塌。針對油品火災(zāi)存在泡沫易坍塌和油品容易復(fù)燃的問題,有必要對增強(qiáng)泡沫抗燒性能開展研究。三相泡沫滅火技術(shù)是一種有效提高滅火效率的技術(shù),其中泡沫與粉體的復(fù)配以及三相泡沫的工程應(yīng)用是三相泡沫滅火技術(shù)的核心技術(shù)和難點(diǎn)。本文利用硅烷偶聯(lián)劑對空心玻璃微珠進(jìn)行表面改性和固相材料與蛋白泡沫進(jìn)行復(fù)配,開發(fā)了抗燒能力強(qiáng)和發(fā)泡穩(wěn)定的三相泡沫,設(shè)計(jì)了相應(yīng)的噴射裝置,解決了三相泡沫混合以及噴射的難題并按照國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試和評價(jià)。本文主要研究內(nèi)容如下。采用空心玻璃微珠作為三相泡沫滅火劑固體材料,選用全氟辛磺酰氨丙基三乙氧基硅烷(FSi-8124)和十三氟代辛烷基三乙氧基硅烷(FSi-8261)對空心玻璃微珠進(jìn)行表面疏油改性處理。研究了預(yù)處理工藝、超聲反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、FSi-8124和FSi-8261濃度等因素對空心玻璃微珠疏油性的影響,測定了空心玻璃微珠的微觀形貌以及物化參數(shù),獲得的最佳改性工藝條件為:空心玻璃微珠經(jīng)預(yù)處理后,60℃條件下超聲反應(yīng)2.0 h,攪拌4.0 h,FSi-8261和粉體添加比例為1:100。強(qiáng)化憎油后的空心玻璃微珠粉體與油珠接觸角達(dá)到132.5o,油珠在粉體表面的停留時(shí)間超過5天。將強(qiáng)化憎油處理后的空心玻璃微珠與蛋白泡沫進(jìn)行復(fù)配得到空心玻璃微珠三相泡沫滅火劑并進(jìn)行測試和評價(jià),對比了強(qiáng)化憎油處理前后三相泡沫體系的發(fā)泡倍數(shù)、25%析液時(shí)間、熱穩(wěn)定性、抗溶性。研究了空心玻璃微珠添加量、蛋白泡沫液濃度和添加劑類型等因素對三相泡沫體系的影響,利用模擬裝置對比熱輻射條件下空心玻璃微珠三相泡沫與普通蛋白泡沫的熱穩(wěn)定性。結(jié)果表明經(jīng)強(qiáng)化憎油處理后,空心玻璃微珠三相泡沫發(fā)泡性能顯著改善,且泡沫的穩(wěn)定性顯著增強(qiáng),三相泡沫的析液速度逐漸減慢,其25%析液時(shí)間逐漸延長。當(dāng)強(qiáng)化憎油處理后的空心玻璃微珠添加量達(dá)到30%時(shí),空心玻璃微珠三相泡沫受熱后可形成致密的固體覆蓋層,具有良好的抗燒性能。參照泡沫滅火劑通用技術(shù)條件(GBT 15308-2006),在中小尺寸油盤上進(jìn)行改性空心玻璃微珠三相泡沫的滅火性能和抗燒能力試驗(yàn),并與普通蛋白泡沫滅火劑進(jìn)行比較,研究空心玻璃微珠三相泡沫組成和三相泡沫覆蓋厚度等因素對其抗燒能力的影響,評價(jià)改性空心玻璃微珠三相泡沫滅火性能。油盤滅火實(shí)驗(yàn)表明,改性空心玻璃微珠三相泡沫與普通蛋白兩相泡沫在滅火時(shí)間上無顯著差異,但改性后的空心玻璃微珠三相泡沫在火焰熱輻射下可形成致密固體層,表現(xiàn)出較好的抗復(fù)燃能力。利用從無患子中提取的高分子聚合物與納米二氧化硅制成一種三相滅火泡沫,測定了泡沫體系的氣泡大小、發(fā)泡倍數(shù)、25%析液時(shí)間等參數(shù),考察該此泡沫體系的熱穩(wěn)定性、抗溶性和耐燒性并與蛋白泡沫滅火劑作了對比。結(jié)果表明:將無患子洗滌、過濾、干燥后加去離子水浸泡4.0 h和靜置8.0 h后得到的濃縮液發(fā)泡倍數(shù)為8.8,25%析液時(shí)間為367 s,高于蛋白泡沫滅火劑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)納米二氧化硅添加量30%時(shí),在280℃輻射條件下泡沫的發(fā)泡及耐燒性能明顯增強(qiáng)。開發(fā)了一套三相泡沫固液比例混合裝置,進(jìn)行了噴射角度和噴射距離的測試。按照泡沫滅火劑國家標(biāo)準(zhǔn)(GB 15308-2006)5.10.5.1.2中規(guī)定的方法,進(jìn)行場地滅火實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明:在敞開環(huán)境下,負(fù)壓式三相泡沫裝置產(chǎn)生的空心玻璃微珠三相泡沫具有良好的滅火抗燒性能。當(dāng)泡沫濃度為6%,空心玻璃微珠體積比為15%時(shí),裝置產(chǎn)生的空心玻璃微珠三相泡沫覆蓋層具有較強(qiáng)的隔熱效果,表現(xiàn)出優(yōu)異的抗燒性能。場地大油盤實(shí)驗(yàn)結(jié)果與小油盤實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合。
【學(xué)位單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：TQ569;TE88
【部分圖文】：

強(qiáng)化油品抗燒三相泡沫滅火劑開發(fā)及性能研究1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1 三相泡沫滅火劑的組成及特點(diǎn)泡沫滅火劑是由滅火泡沫液（液相）利用專用消防設(shè)施混入空氣（氣相）發(fā)泡得，由于在泡沫滅火劑中添加了耐燒粉體形成包含空氣、水和固體微粒的固、液、三相共存的泡沫體系所以稱之為三相泡沫。相比于傳統(tǒng)的氣液兩相泡沫，由于固體微粒的加入勢必將影響液膜中水的析出度及泡沫的穩(wěn)定性，此外固體顆粒的性質(zhì)特別是表面特性也會對液膜強(qiáng)度和液膜的定性有很大影響[37-42]。三相泡沫與兩相泡沫的結(jié)構(gòu)對比如圖 1.1 所示。

直接將粉體與泡沫預(yù)混，長期放置以后難以保證泡沫噴射質(zhì)量用泡沫發(fā)生裝置對接形成系統(tǒng)有效的滅火力量。相泡沫需要向現(xiàn)有的泡沫液中添加粉體材料，而現(xiàn)有我國油品為氣液兩相混合，主要分為固定泡沫發(fā)生裝置和移動泡沫發(fā)生置主要用于固定泡沫滅火系統(tǒng)和泡沫噴淋滅火系統(tǒng)。移動泡沫消防車、推車式泡沫滅火裝置和背負(fù)式泡沫滅火裝置。泡沫發(fā)制氣液混合比例的泡沫比例混合器。按其工作原理主要分為環(huán)以及平衡式比例混合裝置[69]。負(fù)壓比例混合器如圖 1.2 所示，其關(guān)鍵部位是利用文丘里管原液與水混合后形成泡沫混合液。所謂“環(huán)泵”就是在水泵的出一條回路，在回路上安裝有比例混合器，形成“環(huán)裝”。當(dāng)液作用下將泡沫原液壓入到出水口與水混合，多次循環(huán)混合后達(dá)的正常值。該泵又稱為“泡沫消防泵”[70]。該泵的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)分開儲存；缺點(diǎn)是泡沫原液與水并未進(jìn)行準(zhǔn)確比例混合，只是生泡沫要求即可。

圖 1.3 管線式負(fù)壓泡沫比例混合器Fig. 1.3 Pipeline negative-pressure foam proportioner管線式比例混合器其基本原理是利用能量守恒方程進(jìn)行的能量轉(zhuǎn)化。壓力水以很高的速度經(jīng)噴嘴射入真空室，由于射流質(zhì)點(diǎn)的橫向紊動擴(kuò)散作用，動能增加，壓力勢能相應(yīng)減少，造成真空室形成真空狀態(tài)，儲罐內(nèi)的泡沫液在大氣壓的作用下通過吸液管進(jìn)入真空室。通過調(diào)整進(jìn)水量來控制泡沫液的添加量使兩股流體在擴(kuò)散管前喉管內(nèi)混合并進(jìn)行能量交換，充分混合后，在喉管出口處兩者趨近一致，動能減少，壓力勢能逐漸增加，從而達(dá)到充分的混合效果。

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;成膜氟蛋白抗溶泡沫滅火劑的研究[J];消防科學(xué)與技術(shù);2000年01期

2 趙德君,劉征;泡沫滅火劑標(biāo)準(zhǔn)的制訂應(yīng)遵循的原則[J];消防科學(xué)與技術(shù);2000年02期

3 趙德君,劉征;過期蛋白泡沫滅火劑的再生[J];消防技術(shù)與產(chǎn)品信息;2001年04期

4 鄒方勇;;新型泡沫滅火劑研制成功[J];消防科學(xué)與技術(shù);2006年04期

5 王克輝;;新型環(huán)保高效泡沫滅火劑在我國誕生[J];新安全 東方消防;2007年05期

6 ;多功能泡沫滅火劑[J];警察技術(shù);2009年05期

7 陳哲浩;杜占合;;蛋白泡沫滅火劑的污染與治理對策[J];中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量;2011年05期

8 程剛;;干粉、泡沫滅火劑聯(lián)合應(yīng)用滅火效應(yīng)研究[J];中國科技信息;2011年20期

9 劉肖巖;B.莫爾恰諾夫;馬卡羅夫;;使用各種泡沫滅火劑撲救液體燃料火災(zāi)[J];消防技術(shù)與產(chǎn)品信息;2012年12期

10 趙興藝;;泡沫滅火劑應(yīng)用及其發(fā)展現(xiàn)狀[J];河北省科學(xué)院學(xué)報(bào);2012年03期

相關(guān)會議論文 前8條

1 張憲忠;傅學(xué)成;包志明;;泡沫滅火劑生物降解性能評價(jià)方法研究[A];2012中國消防協(xié)會科學(xué)技術(shù)年會論文集（上）[C];2012年

2 耿紅;姚晨婷;李屹;朱江;;水成膜泡沫滅火劑的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)研究[A];第十四屆中國科協(xié)年會第17分會場：環(huán)境危害與健康防護(hù)研討會論文集[C];2012年

3 張志英;;高效凝膠色譜法測定蛋白泡沫滅火劑的分子量及分布[A];天津市第五次色譜學(xué)術(shù)交流會論文集[C];1987年

4 李建華;;泡沫滅火劑覆蓋效果的研究[A];展望新世紀(jì)消防學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2001年

5 李漢明;;AFFF1高濃度低凍點(diǎn)耐海水型水成膜泡沫滅火劑的研究[A];2012中國消防協(xié)會科學(xué)技術(shù)年會論文集（上）[C];2012年

6 陳蔚勤;邢航;肖進(jìn)新;;用于水成膜泡沫滅火劑的PFOS替代品的研究[A];持久性有機(jī)污染物論壇2011暨第六屆持久性有機(jī)污染物全國學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2011年

7 包志明;傅學(xué)成;李姝;劉慧敏;張憲忠;陳濤;;中國含PFOS泡沫滅火劑替代品研究及生產(chǎn)現(xiàn)狀[A];持久性有機(jī)污染物論壇2011暨第六屆持久性有機(jī)污染物全國學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2011年

8 朱江;郭興;郭潞梅;;消防泡沫滅火劑中氟碳表面活性劑環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)控制措施初探[A];2012中國消防協(xié)會科學(xué)技術(shù)年會論文集（下）[C];2012年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前6條

1 本報(bào)記者　王克輝;具有深遠(yuǎn)意義的革命[N];人民公安報(bào)·消防周刊;2007年

2 記者 王巧然;多功能環(huán)保泡沫滅火劑問世[N];中國石油報(bào);2007年

3 宋寧　孟卓;北京召開部級應(yīng)用創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目驗(yàn)收工作會[N];人民公安報(bào)·消防周刊;2009年

4 包志明;哈龍?zhí)蕴蟮男绿魬?zhàn)[N];人民公安報(bào)·消防周刊;2010年

5 霍景;普通泡沫滅火劑不能撲滅酒精火災(zāi)[N];中國安全生產(chǎn)報(bào);2005年

6 周運(yùn)華;高溫酷暑用電四注意[N];中國安全生產(chǎn)報(bào);2005年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 唐寶華;強(qiáng)化油品抗燒三相泡沫滅火劑開發(fā)及性能研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2016年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 王明武;高高原低壓低氧對水成膜泡沫滅火劑的性能影響研究[D];中國民用航空飛行學(xué)院;2015年

本文編號：2834671