市场呼唤环保高效的灭火剂
能够有效地在燃烧区破坏燃烧条件,达到抑制或中止燃烧的物质,称作灭火剂。众所周知,灭火,特别是大规模的灭火离不开灭火剂。
长期以来,人们主要用水作灭火剂。水是一种来源丰富、取用方便、价格低廉的灭火剂。然而,灭火之后火场的水渍等次生灾害也是显而易见的;随着整个地球水资源的日益紧缺,水的灭火效率也越来越不能令人满意;特别是随着生产、生活的发展,越来越多的火灾不能用水扑救,或仅用水是无法扑灭的,于是,人们大力发展消防技术,尤其是依赖整个社会科学技术的进步,逐渐研制开发了泡沫、卤代烷气体、二氧化碳气体、干粉等新型灭火剂。如今,人们对灭火剂的要求越来越高,不仅要能高效灭火,而且要求环保、节能,无害无污染。
大气臭氧层被破坏,引起了世界各国的关注和焦虑。1989年9月11日,我国正式加入《蒙特利尔条约》,参加保护大气臭氧层组织。哈龙(halon)曾经是世界范围内广泛流行的卤代烷气体灭火剂,其灭火效率较高,但由于哈龙含有氯和溴,分解后会使大气臭氧层遭到破坏,因此在国外已逐渐淘汰。根据《中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案》,到2010年1月1日,我国将彻底淘汰哈龙(卤代烷)产品,包括通用的"哈龙系列灭火剂"。
泡沫灭火剂被联合国环境署首推为卤代烷灭火剂的第一位替代物,同时也被中国政府列为哈龙灭火剂"替代路线"和重点产品。
1900年化学泡沫灭火剂问世,1927年空气泡沫灭火剂研制成功,1937年水解天然蛋白泡沫灭火剂研制成功,1963年水成膜泡沫灭火剂和氟蛋白泡沫灭火剂研制成功……100多年来,泡沫灭火剂不断更新换代,屡创辉煌,为人类社会的发展和安宁做出了不可磨灭的贡献。然而,并非所有的泡沫灭火剂都是环保、节能、高效的"绿色消防产品"。
化学泡沫灭火剂的泡沫是通过两种药剂的水溶液发生化学反应生成的,由于其灭火效果较差、腐蚀性强、保质期短、对人体和环境有害,在我国已经被停止使用多年了。
空气泡沫灭火剂的泡沫则是通过搅拌而生成的。按其发泡倍数可分为低倍数泡沫、中倍数泡沫和高倍数泡沫三类。根据发泡剂的类型和用途,低倍数泡沫灭火剂又可分为蛋白泡沫、氟蛋白泡沫、水成膜泡沫、抗溶性泡沫和合成泡沫灭火剂五种类型。
蛋白泡沫灭火剂是由动物性蛋白质或植物性蛋白质的水解产物组成的泡沫液。在我国,长期大量使用"臭"名昭著的动物蛋白泡沫灭火剂扑救原油及石油产品火灾,主要是因为其价格便宜。但是,其水解生产过程严重耗电、耗水、耗煤,而且产生硫醇、硫醚、硫化氢等大量有害气体;泡沫本身有臭味,使用时与火焰接触还会产生二恶英有害气体,且多数会对设备有所腐蚀,因此,退出市场已是大势所趋。
氟蛋白泡沫灭火剂是在蛋白泡沫灭火剂中加入含氟表面活性剂,提高蛋白泡沫灭火剂的流动性和灭火效果。但它和蛋白泡沫灭火剂一样,多数呈深褐色或黑色,腐蚀性强、易腐臭变质,保质期短。
水成膜泡沫灭火剂,又称"轻水"泡沫灭火剂或氟化学泡沫灭火剂。它主要由氟碳表面活性剂、碳氢表面活性剂、稳定剂以及其他添加剂和水等组成。在扑救石油产品火灾时,依靠泡沫和水膜的双重作用进行灭火,灭火效率约为蛋白泡沫的3倍。水成膜泡沫灭火剂没有臭味,保质期长,灭火效果明显优于其他泡沫灭火剂,但由于使用的主要原料是不易被自然降解的化学合成氟表面活性剂,其环保性又受了人们的担心。
2005年11月颁布的国家《促进产业结构调整暂行规定》第十六条明令淘汰严重浪费资源、能源,污染环境的产业,国家《"十一五"规划纲要》又对节约能源,建设资源节约型社会和自主创新提出了新的要求,因此,近年来,北京、上海、成都等各地政府都将"新型灭火剂"列为高新技术产业和产品目录以及优先发展的重点领域,给予大力扶持,人们迫切希望研制出生产无"三废"(废渣、废水、废气)、使用无"三害"(无毒、无腐蚀、无环境污染)、节能效果好的新型环保泡沫灭火剂!
乙醇汽油(油醇混合燃料)的挑战
能源危机早已成为影响世界经济发展的重要因素,石油短缺更是燃眉之急,使用油醇混合燃料(乙醇汽油、甲醇汽油)作为石油替代品成为许多国家的选择。
在汽油组分油中按体积比加入一定比例(我国规定10%)的变性燃料乙醇(高纯度无水酒精)调配而成的车用乙醇汽油,不影响汽车的行驶性能,并具有燃烧充分、有害气体排放量低、减少油路系统杂质沉淀等优点。乙醇汽油,在美国、巴西、欧共体等发达国家已大范围使用20多年,泰国、日本也正在大面积使用。
我国从1993年开始成为石油净进口国,每年需花费大量外汇进口石油及石油产品。全面推广油醇混合燃料,也是我国实施能源战略的重要步骤。我国《"十五"计划纲要》明确提出开发燃料酒精等石油替代品。2001年,国家颁布了《变性燃料乙醇》(GB18530-2001)和《车用乙醇汽油》(GB18531-2001)两项标准;2004年,国家发改委、公安部、财政部、质检总局等八部委联合制定、颁布了《车用乙醇汽油扩大试点方案》,并在黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽五个省全省,河北、山东、江苏、湖北四个省部分地区启动试点工作。到2005年底,这九个省已基本实现乙醇汽油替代其他车用汽油,成效显著。2008年前,北京等地也将全面推广乙醇汽油。
2005年底国家颁布的《产业结构调整指导目录》进一步将"醇醚燃料生产"列为"鼓励类"产业。目前,陕西、山西又在小范围地试点使用甲醇汽油。甲醇的价格比乙醇和汽油低,来源广泛,推广甲醇汽油的社会效果、环境效益、经济效益会更好,已被纳入了国家的中长期规划。
然而,油醇混合燃料是新能源,又是易燃易爆品,其危险参数接近于汽油,而一旦着火比单纯的汽油火灾更难扑救。
美国、巴西车用乙醇汽油的调配多数是在加油站通过专用加油机现场进行调配的,所以国外对扑救车用乙醇汽油的灭火剂尚缺乏系统的研究。我国试点省份的乙醇汽油均采用在油库调配中心电脑控制、管道调合、集中配送,因此在调配和运输、储存、使用过程中都存在着火灾危险性。国内部分科研单位近年来对扑救乙醇汽油火灾的灭火剂进行了尝试性的研究,但目前都没有研究出很好的产品。
本来,各种泡沫灭火剂对付非极性的油类液体火灾都有良好表现,可是乙醇汽油中的乙醇是极性液体,非常容易溶于水,一般的泡沫接触到乙醇很快就会被吃掉,因此难以在乙醇汽油表面形成隔绝氧气的泡沫层,也就不能达到灭火的目的。乙醇的这种较强的"消泡"功能,导致使用常规蛋白泡沫灭火剂扑救乙醇汽油火灾效果甚差。目前,对扑救乙醇汽油火灾较为看好的灭火剂为"水成膜抗溶"泡沫灭火剂,但该灭火剂使用了杜邦公司的长链有机氟产品--氟碳表面活性剂,且大量地使用了二乙二醇丁醚作溶剂,不仅会严重地腐蚀设备,而且还会造成环境污染。而且,"水成膜抗溶"泡沫灭火剂由于原材料进口,制备工艺复杂等原因,产品价格居高不下。同时,水成膜抗溶型泡沫灭火剂和蛋白抗溶型泡沫灭火剂均为低倍数泡沫类,发不出中、高倍数的泡沫,因此,灭火效率也不高。
干粉灭火剂扑救大面积油类火灾效果不如泡沫灭火剂,常常需要与泡沫联用;而单用干粉灭火剂对付乙醇汽油火灾效果就更不够理想。现在,灭油醇火灾,一般地得用抗溶灭火剂、水成膜抗溶灭火剂和干粉灭火剂等两种以上的灭火剂,火灾虽然最终总是能够被扑灭,但灭火的速度和经济性、安全性都不高。
法国不久前问世了BIO-EX型泡沫灭火剂,灭火效果好,对环境无污染,但是只能低倍数发泡,不具备通用性。
因此,应对能源危机,对油醇混合燃料生产、储存、运输、销售、使用过程中的防火、灭火工作提出了新的课题,特别是研制开发和规模化生产相应的新型灭火剂更是迫在眉睫。
多功能环保泡沫灭火剂的革命
针对扑救油醇混合燃料(乙醇汽油)火灾和替代哈龙灭火剂,北京特威特国际环保科技有限公司洁净消防技术实验室在公司油醇混合燃料火灾灭火剂研制领导小组的领导下,在公安部、国家环保总局有关领导和专家的大力支持下,展开了系列的课题攻关,经过两年多时间、上千次实验,成功地研制出了 "多功能泡沫灭火剂"产品。
多功能泡沫灭火剂在研制中,通过成功地解决了表面活性剂及保护胶体的选型、成膜剂和抗烧剂的复配协同效应以及发泡倍数与泡沫灭火流动性的关系等三大难题,由此带来了从生产到使用的全过程的革命。
革命性之一,表现在多功能性上。它集高倍数、中倍数、低倍数、蛋白、水成膜、抗溶等泡沫灭火剂的灭火功能于一身,既能够有效地扑灭醇类、酮类、酯类、腈类等B类极性易燃液体火灾,也能有效扑灭轻油、重油、苯类等B类非极性易燃液体火灾,还能扑灭以任何比例相混合的油醇混合燃料火灾,同时可以扑灭A类固体物质火灾及部分C类、D类火灾。
革命性之二,表现在通用性上。一般的"合成型"泡沫灭火剂多采用单一的碳氢表面活性剂,特威特公司则采用多种碳氢表面活性剂使其产生"复合协同效应",提高了泡沫的发泡倍数和泡沫的稳定性,从而能任意产生高、中、低三种倍数的泡沫,并达到高中低倍数的兼容,适用于高倍数、中倍数、低倍数的固定式或移动式泡沫灭火系统和器材,能在不同的泡沫发生器中产生各种不同倍数的灭火泡沫,同时可充装车载式和手提式灭火器等。
革命性之三,表现在高效和安全上。他们采用"反粒子效应",即在阴离子和非离子型表面活性剂中加入阳粒子表面活性剂,使灭火剂的发泡倍数不但可以兼容,还大大提高了灭火速度。灭火效能是水成膜泡沫灭火剂的2倍,是氟蛋白泡沫灭火剂的3倍,是其他蛋白泡沫灭火剂的更大倍数。高效的灭火性能,大大缩短了灭火人员接触火灾的时间,赢得了灭火人员保存生命的宝贵时间。
革命性之四,表现在环保和节能上。它采用植物蛋白作主要原料,选用可食用的物质作防冻剂、选用食品添加剂作防腐剂;其表面活性剂选用的是具有独立知识产权的4-6碳的氟碳表面活性剂和聚硅氧烷特种表面活性剂,无污染,易生物降解,性价比也远远高于国外公司的表面活性剂产品。多功能泡沫灭火剂使用过程无毒、无腐蚀、无异味,对人体无伤害;生产过程中,不需加热水分解,也无须浓缩,无废气、废水、废渣,对环境无污染,而且具有显著的节能优势,相比于传统的动(植)物蛋白泡沫灭火剂产品每生产1吨节电100度,节煤1吨,节水5吨。
这种自主创新、具有独立知识产权的高科技产品,兼备高中低倍数、水成膜、抗溶等泡沫灭火剂的灭火功能,有效地解决了扑救乙醇汽油火灾的难题,并能适应各种灭火需要,以其具有国际领先水平的通用型、多功能、环保性,成为传统泡沫灭火剂换代和哈龙灭火剂替代的理想产品,填补了世界空白,成为洁净消防技术领域的一大突破,标志着泡沫灭火剂又一次新的革命,实现了以环保代替污染,以一种代替多种的设想和要求,开创了世界灭火剂新的里程碑。
2006年3月15日,湖北省消防总队主持了多功能环保泡沫灭火剂扑救油醇混合燃料(乙醇汽油)火灾试验,他们在武汉消防特勤大队,用3升多功能环保泡沫灭火剂混合液灭0.8平方米油盘乙醇汽油火灾,仅用46秒就将火彻底扑灭,试验结果表明其各项技术性能指标均达到了研制标准和设计的要求,取得了圆满成功。
多功能环保泡沫灭火剂顺利地申请到国家国秘级专利和商标注册,并通过了国家固定灭火系统和耐火构件质量监督检测中心的检测,获得公安部消防产品合格评定中心的认可。
2006年10月26日,在第十一届国际消防设备技术交流展览会上,多功能环保泡沫灭火剂隆重登场,获得公安部、公安部消防局以及有关部委领导的充分肯定,社会各界和新闻媒体的高度关注,消防部队和企业用户的一致好评。
公安部消防产品合格评定中心主任东靖飞在接受本报记者采访时,充分肯定了多功能泡沫灭火剂诞生的革命性,称赞它综合了国内国际多种泡沫灭火剂的优点,利用这一种灭火剂就可以扑救不同种类的火灾,特别是在对付各种液体火灾方面具有"通杀"的超强多功能,达到了空前的完美境界!
上海交通大学环境科学与技术应用管理研究所所长刘俊认为:多功能泡沫灭火剂从生产到使用,减少了对灾害现场以及周边人居环境的影响,符合和谐社会创建的基本原则,是对消防与环境安全传统模式的变革;经济效益(降低成本)与环境效益(减少污染和资源消耗)并重,符合市场经济规则,具有广泛的发展空间和应用前景。
"多功能泡沫灭火剂,使灭火准备和行动变得简单轻松了!"出身于消防队员和消防警官的北京特威特国际环保科技有限公司董事长刘书杰,深有体会而又充满自豪地告诉记者:开发多功能灭火剂的初衷,除了针对扑救乙醇汽油火灾和替代哈龙灭火剂外,就是要解放灭火。传统的泡沫灭火剂灭火对象单一,基本上只能扑救单一易燃液体和场合的火灾,消防部队为了扑救各类火灾,需要储存多种泡沫灭火剂,这样既烦琐又浪费,还容易因为选用灭火剂的性质和功能不对,贻误灭火战机。多功能泡沫灭火剂以一种代替全部,用户就可省去多种泡沫灭火剂的储备,省去多种泡沫灭火设施的设置,并以其超强的灭火效能,节省大量灭火药剂的使用,从而降低了灭火强度和成本。
使用多功能泡沫灭火剂,并不需要对现有泡沫灭火设备、车辆进行技术改造。目前正在服役的泡沫消防车、车载泡沫炮、水带和泡沫管枪、移动泡沫炮、固定或半固定式泡沫灭火设备使用该泡沫液,只要根据计算所需的泡沫灭火量,调节好泡沫比例混合器,按普通蛋白泡沫灭火的方法就可以很轻松地扑救各种液烃和混合液烃火灾。
纵观整个消防史,现代工业生产的灭火剂,特别是泡沫灭火剂,我国以前生产和使用的基本都是国外的专利,在经过了多少年的沉寂和努力之后,中国人终于有了的自主创新的第一种灭火剂,并且是多功能泡沫灭火剂!这,或许是它最大的革命意义所在。
外观颇像色拉油,略带一点黄色,却十分清澈透亮;稀释以后变成白色,并能发出多种倍数的泡沫,这就是具有"通杀"功能的神奇的多功能泡沫灭火剂!如今,针对不同需要,它已经形成系列化产品,包括常用型、清香型、海水型、耐寒型、长效型、浓缩型等,并已登上公安部消防局消防装备采购网采购目录。让我们充满信心地等待着它在各地灭火一线大显神威的捷报吧!