阅读说明：本技术 一种用于扑灭棉花堆垛深位火灾的水基灭火剂 (Water-based fire extinguishing agent for extinguishing cotton stacking deep fire ) 是由 伍晗 吕东 姜楠 于 2019-09-24 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于扑灭棉花堆垛深位火灾的水基灭火剂,该灭火剂的各组分及质量百分比为：碳酸钠：5％；尿素：10％；乙二醇：5％；聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯(Tween—80)：0.5％；余量为水。本发明灭火剂可用于细水雾系统、自动喷淋、手持式灭火器、消火栓系统、移动式喷水系统中。使用本发明所述灭火剂,能迅速渗透至棉花堆垛表层以下,能有效的对发生阴燃的棉花堆垛进行降温、润湿、隔绝氧气,使其完全熄灭。(The invention relates to a water-based fire extinguishing agent for extinguishing a cotton stack deep fire, which comprises the following components in percentage by mass: sodium carbonate: 5 percent; urea: 10 percent; ethylene glycol: 5 percent; polyoxyethylene sorbitan monooleate (Tween-80): 0.5 percent; the balance being water. The fire extinguishing agent can be used in water mist systems, automatic spraying, hand-held fire extinguishers, fire hydrant systems and mobile water spraying systems. The fire extinguishing agent can quickly permeate below the surface layer of the cotton stack, and can effectively cool, wet and isolate oxygen for the smoldering cotton stack to be completely extinguished.)

一种用于扑灭棉花堆垛深位火灾的水基灭火剂

技术领域

本发明涉及一种水基灭火剂，具体涉及一种扑灭棉花堆垛的水基灭火剂，特别针对棉花的深位灭火。

背景技术

棉花的主要成分是棉纤维，具有吸湿性和多孔性，在潮湿的环境下易吸湿放热，还会发酵、氧化放热，其多孔性又会导致热传导慢，蓄热性好，因此极易发生自燃。以堆积方式放置的棉花蓄热能力更强，更易发生自燃，形成固体深位火灾。此外，棉花也极易发生阴燃，这是由于棉纤维孔隙中存在少量空气，在外部氧气不足的情况下，能维持棉花局部或小范围的缓慢燃烧，即发生阴燃，这种燃烧不易被察觉，可以持续数天甚至几十天，极易造成重大火灾事故。

棉纤维从分子结构来看，应该有很好的润湿性，但由于其含有6％左右的纤维素共生物，使得润湿性很差。普通药剂喷射到棉花堆垛上往往只能扑灭表层火灾。对于棉花堆垛深位火灾，普通药剂难以渗透棉花，扑救效果甚微，灭火救援时需要反复翻搅深处棉花来灭火，导致该类火灾扑救工作量大、灭火所需时间长。

发明内容

本发明为克服目前灭火剂在灭棉花堆垛深位火灾中的不足，提供一种用于扑灭棉花堆垛深位火灾的水基灭火剂及其制备方法。

本发明采用的技术方案为：

本发明提供了一种用于扑灭棉花堆垛深位火灾的水基灭火剂，该灭火剂的各组分及质量百分比为：

碳酸钠：5％；尿素：10％；乙二醇：5％；聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯(Tween—80)： 0.5％；余量为水。

本发明还提供了上述灭火剂的制备方法，包括如下步骤：

1)、按照所述的质量百分比称取各组分；

2)、将碳酸钠、尿素、乙二醇加入水中，并搅拌至溶解，这三者加入水中的顺序无要求；

3)、然后加入聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯(Tween—80)，搅拌至溶解，溶液澄清即得该灭火剂。

本发明还提供了上述水基灭火剂在用于扑灭棉花堆垛深位火灾的灭火剂中的应用。

具体地，在上述应用中，该灭火剂用于细水雾灭火系统、自动喷水灭火系统、消火栓系统、手持式灭火器等系统中。

本发明水基灭火剂由碳酸钠、尿素、乙二醇和聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯溶于水配置而成。碳酸钠偏碱性物质，有利于棉花内部少数纤细纤维的断裂，有利于水分在棉花之间下渗。棉花的组分主要为纤维素，纤维素上的羟基氢可与尿素中的胺基上的氮形成氢键，从而促使棉花微孔的增加，使得吸附和保持在自由羟基附近的水量增大，即增大了水分在棉花中的渗透。乙二醇能使棉花块萎缩，使得不同棉花团体之间的缝隙增大，同时具有辅助渗透作用。吐温-80是非离子表面活性剂，能乳化棉花表面油脂，促进水分和棉花表面附着性能，减少棉花表面油脂对水分的托浮和阻挡能力，有利于水分的渗入。

本发明的有益效果是：

本发明灭火剂可用于细水雾系统、自动喷淋、手持式灭火器、消火栓系统、移动式喷水系统中。使用本发明所述灭火剂，能迅速渗透至棉花堆垛表层以下，能有效的对发生阴燃的棉花堆垛进行降温、润湿、隔绝氧气，使其完全熄灭。

附图说明

图1为实验1的4只传感器的温度-时间变化曲线；

图2为实验2的4只传感器的温度-时间变化曲线。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不限定本发明的保护范围。

实施例1

一种用于扑灭棉花堆垛深位火灾的水基灭火剂，该灭火剂的各组分及质量百分比为：

碳酸钠：5％；

尿素：10％；

乙二醇：5％；

聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯(Tween—80)：0.5％；

余量为水。

该灭火剂的制备方法，包括如下步骤：

1)、按照所述的质量百分比称取各组分；

2)、将碳酸钠、尿素、乙二醇加入水中，并搅拌至溶解，这三者加入水中的顺序无要求；

3)、然后加入聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯(Tween—80)，搅拌至溶解，溶液澄清即得该灭火剂。

灭火性能测试：

实验装置：实验装置为长、宽、高分别为20cm×20cm×85cm的铁制长方体筒，上端开口其余面封闭。在高10cm处设置一电炉放置台，并在该处开设一可抽拉式的开口，电炉的接线通过该开口与外部连接。沿铁制长方体筒的中轴线，在电炉位置上方每隔 10cm连续设置4个热电偶传感器支撑管，每个支撑管处各安装1只热电偶传感器，从下往上分别编号为#1、#2、#3、#4，传感器采集的数据实时传输至上位机。在铁制长方体筒的上端面的中心位置设置一喷头，用于喷洒灭火药剂。

实验物质：实验采用棉花500g，将棉花从铁制长方体筒底端开始均匀铺设，4只热电偶传感器均埋于棉花内部。

灭火药剂：实验选用2种灭火药剂开展对比实验，实验1采用的灭火药剂为纯水，总剂量10kg。实验2采用的灭火药剂为本发明的药剂(即实施例1的水基灭火剂)，总剂量10kg，各组分及其质量百分比为：5％碳酸钠；10％尿素；5％乙二醇；0.5％聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯(Tween—80)；余量为水。

实验操作过程：实验前，先铺设好棉花，并制备好药剂。开始实验时，接通电炉的电源加热电热炉，当#1传感器的温度达到105℃时，停止加热，并开始喷洒灭火药剂，直至药剂喷洒完。灭火药剂通过加压泵加压输送至水雾喷头喷洒，水雾喷头流量约为 154ml/min。上位机在电炉开始加热时开始采集4只传感器的数据，观察棉花内部的温度变化。

实验1结果：实验约持续9000s后停止数据采集。4只传感器的温度-时间变化曲线如图1所示，从图1可看出，在停止加热后，#1传感器的温升速率仍较大，温度持续升高，在约2500s时升至约425℃，随后开始下降。其余3只传感器在前7000s内温度变化不大，在约7300s时#2传感器的温度快速上升，此时#2传感器处的棉花被引燃。

实验2结果：实验约持续3900s后停止数据采集。4只传感器的温度-时间变化曲线如图2所示，从图2可看出，在停止加热后，#1传感器的温升速率仍较大，温度持续升高，在约1500s时升至约190℃，随后开始快速下降，最后趋于稳定，在3600s后下降至 30℃左右。#2传感器温度略有上升，在约1500s时达到最高，约50℃，随后开始下降至室温，#3传感器和#4传感器的温度波动很小，基本维持室温不变。铁制长方体筒内棉花未着火。

实验1和实验2对比结果：