TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU THUỘC LĨNH VỰC CỦA ĐỀ TÀI
Khái niệm và phân loại chất chữa cháy
Để kiểm soát và dập tắt các đám cháy hiệu quả, việc sử dụng các loại chất chữa cháy là rất cần thiết nhằm giảm thiểu thiệt hại do cháy gây ra.
Chất chữa cháy được hiểu đó là các chất và vật liệu mà nhờ chúng tạo ra được các điều kiện dập cháy
Chất chữa cháy có thể tồn tại dưới dạng rắn, lỏng, khí hoặc bọt, và được phân loại dựa trên hai tiêu chí chính: trạng thái vật lý và cơ chế dập tắt lửa.
1.1.1 Phân loại theo trạng thái: a - Chất chữa cháy dạng lỏng: chẳng hạn như nước và các dung dịch chữa cháy khác b - Chất chữa cháy dạng bọt: chẳng hạn bọt hòa không khí và bọt hóa học c - Chất chữa cháy dạng rắn: các loại bột chữa cháy, cát, …
1.1.2 Phân loại theo cơ chế dập cháy:
Các chất chữa cháy được phân loại thành 4 nhóm chính dựa vào cơ chế dập cháy Nhóm đầu tiên là cơ chế làm lạnh, giúp hạ nhiệt độ vùng cháy và các chất cháy Nhóm thứ hai là cơ chế kìm hãm hóa học, có khả năng giảm tốc độ và cường độ của phản ứng cháy Nhóm thứ ba là cơ chế cách ly, giúp cô lập các thành phần tham gia vào phản ứng cháy Cuối cùng, nhóm thứ tư là cơ chế pha loãng, làm giảm nồng độ các thành phần trong phản ứng cháy.
Hầu hết các chất chữa cháy đều có khả năng kết hợp nhiều cơ chế dập cháy, bao gồm làm lạnh vùng cháy và giảm nồng độ các thành phần tham gia phản ứng cháy Mỗi loại chất chữa cháy lại có một cơ chế dập cháy chủ đạo, giúp phân loại chúng một cách tiện lợi, nhưng điều này chỉ áp dụng trong những điều kiện nhất định Đặc biệt, các chất kìm hãm hóa học được xem là có tác dụng đơn giản trong các loại chất chữa cháy.
1.1.3 Các cơ chế lý hóa dập tắt đám cháy:
Khi đám cháy xảy ra, các chuyên gia PCCC phải nhanh chóng tìm cách khống chế và dập tắt lửa để đảm bảo an toàn.
- Ngăn chặn sự lan truyền của đám cháy
- Giảm tốc độ tăng trưởng của đám cháy
- Giảm cường độ cháy, cường độ sinh khói
Cứu người bị nạn và dập tắt đám cháy hiệu quả là nhiệm vụ quan trọng, có thể thực hiện qua nhiều phương pháp và công cụ khác nhau Các giải pháp kiến trúc xây dựng, sử dụng thiết bị và phương tiện kỹ thuật đặc biệt như hệ thống chữa cháy tự động và chống tụ khói, cùng với các quy định và tiêu chuẩn xây dựng, đóng vai trò then chốt Cuối cùng, việc áp dụng các biện pháp tích cực và hiệu quả từ lực lượng chữa cháy là cần thiết để đảm bảo an toàn.
Để đảm bảo an toàn cho con người và tài sản trước nguy cơ cháy, lực lượng chữa cháy cần nắm vững quy luật cháy và các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của đám cháy Việc dập tắt đám cháy nhanh chóng với lực lượng và phương tiện tối thiểu là nhiệm vụ quan trọng, đòi hỏi sự áp dụng khoa học các phương pháp chữa cháy, xác định đúng hướng tấn công và tổ chức hợp lý trong công tác dập lửa Hiểu biết về cơ sở hóa lý của quá trình phát triển và dập tắt đám cháy là yếu tố thiết yếu để thực hiện hiệu quả nhiệm vụ này Thời điểm dập tắt kịp thời đám cháy là giai đoạn cuối cùng trong hệ thống đảm bảo an toàn cháy, và nếu không thực hiện tốt, sẽ gây ảnh hưởng lớn đến kinh tế và xã hội.
Theo quan điểm vật lý học, dập tắt đám cháy có nghĩa là ngăn chặn quá trình cháy dưới mọi hình thức, bằng cách tạo ra điều kiện không cho phản ứng cháy tiếp diễn, bao gồm cả cháy ngấn và cháy thành ngọn lửa Để hiểu rõ hơn về bản chất của quá trình này, cần phân tích các yếu tố cần thiết và điều kiện đủ cho quá trình cháy khuyếch tán, có thể được minh họa bằng sơ đồ tam giác cháy truyền thống, bao gồm chất cháy, chất oxy hóa và nguồn nhiệt.
Hình 1.1 Sơ đồ tam giác cháy
Qua sơ đồ ta thấy: sự cháy không thể tồn tại nếu như loại bỏ hoặc cắt đứt bất kỳ một cạnh nào của tam giác
- Chẳng hạn, nếu ta loại bỏ một đỉnh là chất cháy, tức là cách ly chất cháy khỏi vùng cháy thì sự cháy sẽ tắt
- Hiện tượng này cũng sẽ lặp lại nếu ta loại bỏ nguồn nhiệt hoặc chất oxy hóa của tam giác cháy
Nhiều ví dụ thực tế cho thấy quá trình loại bỏ các đỉnh của tam giác cháy truyền thống, hay cắt đứt các cạnh của chúng, được ứng dụng hiệu quả trong việc dập tắt các đám cháy khác nhau.
Theo hình 1.1, một số cơ chế dập tắt đám cháy được trình bày, tuy nhiên không phải tất cả đều có thể áp dụng cho mọi loại đám cháy Trong một số trường hợp cụ thể, các cơ chế này vẫn có thể mang lại hiệu quả dập lửa.
Giảm áp suất trong hỗn hợp cháy sẽ làm giảm cường độ cháy, do số lượng phần tử trong một đơn vị thể tích vùng cháy giảm, dẫn đến tần suất va đập giữa chất cháy và oxy hóa giảm, từ đó làm chậm tốc độ phản ứng hóa học và có thể ngăn chặn sự cháy Biện pháp này có thể được áp dụng để dập tắt các đám cháy trong thiết bị công nghệ, cabin máy bay, khoang hành khách máy bay, cũng như trong khoang tàu vũ trụ.
Phương pháp dập tắt đám cháy bằng cách giảm cường độ sinh nhiệt có thể thực hiện qua hai hướng chính: thay đổi nồng độ các thành phần tham gia phản ứng cháy hoặc điều chỉnh các hằng số vận tốc phản ứng K0 và E Một trong những biện pháp đơn giản để thay đổi nồng độ trong vùng cháy là ngăn chặn sự xâm nhập của một trong các thành phần tham gia phản ứng, như chất cháy hoặc chất oxy hóa, bằng các biện pháp thích hợp.
- Đóng van ở đường ống dẫn chất cháy
- Dùng chăn ướt hay tấm kim loại bịt kín miệng thiết bị chứa chất cháy
Việc lựa chọn chất chữa cháy và phương pháp phun phụ thuộc vào cơ chế ngừng quá trình cháy, cùng với dạng chất cháy và trạng thái của chúng Để xác định phương pháp chữa cháy tối ưu, cần xem xét trạng thái chất cháy và cơ chế cháy Ví dụ, trong việc chữa cháy giếng phun dầu khí, có thể sử dụng nhiều loại chất chữa cháy như khí trơ, chất kìm hãm hóa học, bột, nước và chất chữa cháy hỗn hợp, ngoại trừ bọt.
Có thể tổng quát hóa các cơ chế làm ngưng sự cháy bằng sơ đồ sau đây:
Giảm nhiệt độ môi trường xung quanh vùng phản ứng cháy
Giảm nồng độ một trong hai chất thành phaàn tham gia phản ứng cháy
(ngăn chặn chất cháy vào vùng cháy) Đột ngột cách ly nguoàn gaây cháy baèng bieọn pháp cơ học
Kìm hãm hóa học các phản ứng cháy do giảm K 0 và tăng E
Giảm cường độ sinh nhiệt ở vùng phản ứng
Giảm áp suất vùng phản ứng cháy
Thay đổi nồng độ các thành phaàn tham gia phản ứng cháy
Giảm nồng độ hỗn hợp baèng cách đưa vào vùng cháy các khí khoâng cháy Đưa vào vuứng phản ứng cháy các chất kìm hãm hóa học
Tăng cường chế độ thoát nhiệt từ vùng phản ứng cháy
Tăng hệ số độ đen của vùng phản ứng cháy
Để giảm nhiệt độ vùng cháy và dập tắt đám cháy, cần đưa vào vùng cháy các thành phần có bề mặt tiếp xúc lớn và nhiệt dung cao, cũng như các chất có khả năng dẫn nhiệt cao Phương pháp hiệu quả nhất cho các đám cháy chất rắn là sử dụng chất dập cháy làm lạnh như nước, dung dịch nước và các chất thấm ướt, giúp ngăn ngừa quá trình nhiệt phân Ngoài ra, có thể áp dụng chất dập cháy cách ly như bọt và bột Đối với đám cháy chất rắn, việc sử dụng chất dập cháy theo thể tích như khí không cháy và chất kìm hãm hóa học thường không mang lại hiệu quả cao trong việc dập tắt ngọn lửa.
Cơ chế dập cháy của các chất kìm hãm hóa học phản ứng cháy
Cơ chế dập cháy duy nhất có tác dụng đơn là cơ chế kìm hãm hóa học phản ứng cháy, đây cũng là cơ chế phức tạp nhất và vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ Bản chất của cơ chế này là giảm tốc độ phản ứng cháy thông qua việc sử dụng các chất ức chế hóa học.
Có thể phác họa cơ chế phản ứng này như sau:
+ Các chất tham gia trong thành phần hỗn hợp cháy các sản phẩm cháy trung gian sản phẩm phản ứng
+ Các sản phẩm trung gian có khả năng hoạt hóa nhất định (các nguyên tử hoặc các gốc có năng lượng hoạt hóa cao: H, HO., HC., H2C., H3C.…)
Trong động hóa học, tâm hoạt hóa là các phần tử có tính hoạt hóa, dễ dàng tự kết hợp để tạo thành sản phẩm phản ứng qua quá trình tiếp tục phản ứng chuỗi Ngoài ra, chúng cũng có khả năng phản ứng với các chất tham gia khác, tạo ra nguyên tử hoặc gốc mới, được gọi là phản ứng phân nhánh.
Khi đưa vào vùng phản ứng cháy một chất có khả năng triệt tiêu các tâm hoạt hóa, phản ứng chuỗi sẽ bị ngắt Các chất xúc tác khác nhau và sự mạnh mẽ của các tâm hoạt động O2 sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất của các chất kìm hãm hóa học trong phản ứng cháy, từ đó làm tăng khả năng ngăn chặn các thành phần của phản ứng chuỗi.
Các chất có hiệu suất kìm hãm phản ứng cháy cao là các chất có chứa Halogen hoặc các dẫn xuất Halogen của Hydrocacbon
Chẳng hạn, sử dụng Br2 để triệt tiêu tâm hoạt hóa bằng phản ứng sau ủaõy:
H (tâm hoạt hóa) + Br2 = HBr (ít hoạt hóa) + Br(hoạt hóa)
H (tâm hoạt hóa) + Br (hoạt hóa) = HBr(ít hoạt hóa)
Việc sản xuất các phân tử HBr bão hòa đã làm gián đoạn các phản ứng chuỗi, dẫn đến việc kìm hãm phản ứng cháy có sự tham gia của nguyên tử H trong phân tử brom.
Từ các dẫn xuất Halogen của Hydrocacbon, ở nhiệt độ của đám cháy, chúng cũng dễ dàng phân hủy tạo ra các gốc khác nhau, chẳng hạn:
CH2ClBr CH2Cl + Br.
CH 2 Cl 2 HCl + :CHCl CCl4 CCl3 + Cl Với Etylbromua: C 2 H 5 Br C 2 H 5 + Br
Gốc C2H5 ở nhiệt độ của đám cháy dễ bị nhiệt phân và oxy hóa, tạo ra CO2 và H2O, trong khi gốc Br có khả năng kết hợp với các gốc hoạt hóa để hình thành các chất trung hòa, làm ngắt chuỗi phản ứng cháy Nghiên cứu cho thấy tác dụng dập cháy tăng theo thứ tự từ các dẫn xuất halogen chứa clo → Br → I Ngoài ra, các dẫn xuất halogen chứa gốc etyl có hiệu quả chữa cháy mạnh hơn so với gốc metyl.
CH3Cl < CH3Br < CH3I
Cl2 < HCl < CH3Cl < C2H5Cl Các dẫn xuất halogen, khi có nguyên tử Brom bên cạnh nguyên tử Flo trong phân tử, cho thấy khả năng dập cháy tốt nhất.
Theo khảo sát thực tế và so sánh với các chất dập cháy khác ở thể khí, các chuyên gia cho biết lượng chất kìm hãm hóa học cần phun vào vùng cháy để dập lửa chỉ khoảng 2-3% thể tích.
- 10 lần thấp hơn so với CO2 (thường chiếm 25 – 30% thể tích)
- 20 – 25 lần thấp hơn so với Argon (Ar) (thường chiếm 50% thể tích)
Nghiên cứu về cơ chế dập cháy của các chất khí không cháy và chất kìm hãm hóa học cho thấy tác động chính của chúng diễn ra tại vùng phản ứng cháy, giúp dập tắt hiệu quả các đám cháy khuyếch tán đồng thể Do khí không cháy và Halon hoạt động ở trạng thái khí và có xu hướng khuyếch tán trong không gian, chúng đặc biệt hiệu quả trong việc dập tắt cháy ở các khu vực kín như phòng kín hoặc hầm tàu Vì lý do này, các chất chữa cháy này thường được sử dụng trong các hệ thống chữa cháy tự động để xử lý các đám cháy trong không gian hạn chế.
Các Halon tác động trực tiếp lên vùng phản ứng, nơi các chất phản ứng tồn tại dưới dạng hơi hoặc khí Để sử dụng Halon hiệu quả như chất dập cháy, chúng cần phải đáp ứng những yêu cầu quan trọng sau đây.
- Có nhiệt độ sôi thấp, dễ chuyển sang trạng thái hơi ngay ở nhiệt độ thấp
- Có độ bền thấp, nghĩa là dễ bị phân hủy thành các nguyên tử hay các gốc cấu thành chúng khi ở nhiệt độ thấp
- Sản phẩm phân hủy nhiệt của chất dập cháy phải tham gia tích cực vào phản ứng với trung tâm hoạt hóa của sự cháy
Khi sử dụng halon làm chất dập cháy, cần chú ý đến độc tính của chúng, đặc biệt là các sản phẩm nhiệt phân sinh ra.
Dựa vào nồng độ dập cháy và nồng độ nguy hiểm giới hạn của halon đối với con người, các nhà khoa học đã thực hiện so sánh và thống kê trong bảng dưới đây, từ đó đưa ra quy định cấm sử dụng các loại halon có tỷ lệ này.
Cdc / Cnh= R lớn hơn 4 và không sử dụng các loại halon có R>1 để dập các đám cháy ở những nơi có người ở
Bảng 1.1 Nồng độ halon của các chất dập cháy và giới hạn đối với con người
CF3Br là Halon ít nguy hiểm nhất theo các số liệu trong bảng trên, và trước đây, nó được sử dụng rộng rãi ở các nước công nghiệp phát triển để trang bị cho hệ thống chữa cháy tự động trên tàu thủy cũng như những khu vực có đông người qua lại.
Qua khảo sát trong thực tế, các ứng dụng có hiệu quả khi sử dụng các halon làm chất dập cháy thuộc các lĩnh vực:
- Các đám cháy ở miệng giếng phun dầu khí (hoặc cùng với bột, bọt, khí không cháy…)
Các đám cháy trong không gian kín như hầm tàu, máy bay, xe vận tải và xe tăng thường được trang bị hệ thống chữa cháy tự động nhằm dập tắt hiệu quả các đám cháy xảy ra trong những khu vực này.
- Được nạp vàp các bình chữa cháy xách tay để dập các đám cháy ở các đối tượng trên
Các halon có khả năng thấm ướt cao, rất hiệu quả trong việc dập tắt các đám cháy từ vật liệu như gỗ, bông, vải và sợi Ngoài ra, chúng cũng được sử dụng để xử lý các đám cháy liên quan đến chất lỏng hữu cơ và dung môi.
Etylbromua, trong thực tế được sử dụng để tạo ra các hỗn hợp làm chất dập cháy 3,5; 4Hд ; БΦ1 và 2БM (chủ yếu sử dụng ở nước Nga)
- Hỗn hợp 3,5 gồm 70% Etylbromua và 30% CO2
- Còn các hỗn hợp còn lại chủ yếu gồm 50% Etylbromua + 50% Metylenbromua (CH2Br2) hoặc Etylbromua và Bromofooc (50/50) (CHBr3)
- Hoặc 97% Etylbromua và 3% CO2 (theo trọng lượng)
Khi sử dụng 1 lít Etylbromua, có thể thu được 400 lít hơi khi bay hơi Từ 1 kg hỗn hợp 3,5, quá trình bay hơi cho ra 144 lít hơi Etylbromua và 153 lít CO2 Với thể tích lớn của các khí này, đám cháy nhanh chóng bị dập tắt Sử dụng hỗn hợp nước và Etylbromua theo tỷ lệ 90/10 giúp giảm lượng Etylbromua cần thiết xuống 7 – 10 lần so với lượng nước sử dụng.
Sơ lược tình hình nghiên cứu chế tạo chất dập cháy ở trên thế giới và ở
1.3.1 Lịch sử phát triển các chất dập cháy trên thế giới Ở cuối thế kỷ 18, suốt thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20, các nhà khoa học thế giới đã tạo ra được hàng loạt các loại chất dập cháy khác nhau, có hiệu quả dập cháy hơn hẳn nước Đa số các loại này được chế tạo ở nước Nga thời Sa hoàng
Vào năm 1815, nhà khoa học Nga X.P.Vlaxop, đã có ba tờ trình gửi lên
Hoàng đế Alexandrơ I đã trình bày những nội dung cơ bản về các chất dập cháy mới, bao gồm cơ chế dập cháy, giá thành và chi phí sản xuất thấp Ông nhấn mạnh việc tận dụng chất thải từ các nhà máy sản xuất chất tẩy rửa để chế tạo các chất dập cháy với chi phí thấp Nguyên tắc chỉ đạo trong quá trình dập cháy mà ông đề xuất là "cô lập không khí, không cho tiếp xúc với các vật dễ cháy" Bên cạnh đó, ông cũng khuyến nghị sử dụng các muối vô cơ như K2SO4, KCl, FeSO4, các axit hoặc kiềm và oxyt canxi để tạo ra các hợp phần dập cháy hiệu quả.
Vào năm 1819, nhà khoa học Nga P Sumliasky đã đề xuất trong công trình của mình về việc "bổ sung vào sự kết hợp các phương pháp chế ngự đám cháy", đánh dấu lần đầu tiên ý tưởng sử dụng khí trơ để dập tắt lửa được nêu ra.
Nhà khoa học người Áo, Karl, đã đưa ra một nhận xét thú vị về việc sử dụng khói từ các đám cháy của rơm rạ và cỏ để dập lửa thay vì dùng nước Ông cho rằng việc dùng khói không chỉ hiệu quả trong việc dập tắt đám cháy mà còn giúp bảo toàn vật thể bị cháy, điều mà nước không thể đạt được.
Bảy mươi năm sau công trình của P Sumliansky, nhà khoa học Nga Kolexnhic – Kulevic đã phát triển một luận chứng khoa học về phương pháp dập cháy bằng khí Ông khẳng định rằng để dập tắt ngọn lửa, cần sử dụng chất dạng khí hoặc dễ chuyển thành khí, và đã khảo sát khí CO2 cho mục đích này Kolexnhic – Kulevic cũng là người đặt nền móng cho cơ sở khoa học của các chất dập cháy ở dạng bột.
Các nhà khoa học không chỉ phát triển các hỗn hợp dập cháy mới mà còn nghiên cứu và chế tạo các thiết bị dập cháy hiệu quả Những bình chứa chất dập cháy, bao gồm bình gốm và các loại đạn dập cháy, đã được ra đời nhằm nâng cao khả năng ứng phó với các tình huống hỏa hoạn.
Vào năm 1846, kỹ sư mỏ Kiun ở Xacxon đã phát minh ra thiết bị chứa chất chữa cháy, bao gồm 66% lưu huỳnh, 30% diêm tiêu (KNO3) và 4% than Khi hỗn hợp này được đốt cháy, nó sản sinh ra các khí có khả năng ngăn chặn sự phát triển của đám cháy Thiết bị này thường được sử dụng dưới dạng bom để dập tắt các đám cháy trong hệ thống kín chứa chất lỏng dễ cháy như xăng và cồn.
Vào năm 1871, Mỹ lần đầu tiên áp dụng hệ thống bom chứa chất dập cháy bằng bình thủy tinh, sau đó lan rộng sang Anh, Pháp và Đức, với dung tích từ 0,5 đến 1,5 lít, chỉ dùng cho những đám cháy ở khu vực hẹp và xa khu dân cư Sau đó, bình thủy tinh mỏng được cải tiến bằng cao su để bao gói hỗn hợp dập cháy, nhưng do hạn chế trong ứng dụng thực tế, không được sản xuất công nghiệp Trong số các thiết bị phóng, quả đạn của Bucher với thành phần 36% lưu huỳnh, 59% diêm tiêu, 3% bột than và 1,25% oxyt sắt được ưa chuộng Ngoài ra, các loại xô, chậu, thùng cũng được sử dụng để bổ sung hóa chất cho chữa cháy Đồng thời, các đội phòng cháy cơ động bằng xe đẩy được hình thành, với bình chữa cháy là trang bị chính.
Vào ngày 13 tháng 11 năm 1863, cơ quan sáng chế Nga đã cấp bằng sáng chế độc quyền đầu tiên cho Đ Liapunov về thành phần chất chữa cháy Thành phần này được chế tạo dưới dạng bột, mang lại hiệu quả trong việc chữa cháy.
Khi sử dụng, chúng được hòa tan trong bình bơm (trộn) bằng nước và được phun vào ngọn lửa
Vài chục năm sau đó, sau khi bằng sáng chế độc quyền đầu tiên được công nhận, số lượng phát minh các chất chữa cháy tăng đột biến
Vào năm 1880, nhà công nghệ người Đức Schlipper đã được cấp bằng sáng chế độc quyền cho lựu đạn có chứa thành phần chất chữa cháy, bao gồm natrisunfat và pheứn chua natri.
Cuối thế kỷ 20, Nga đã triển khai phương pháp chữa cháy bằng bột, với phát minh nổi bật của N.B Sephtali về thiết bị dập cháy gây nổ “khí cháy” Thiết bị này chứa khí CO2, phèn chua hoặc amoni sunfat, cùng với 10% mùn xơ thạch anh và 10% đất mùn Bình dập cháy này có trọng lượng từ 4,6 đến 8 kg, đi kèm với hệ thống dây cháy chậm và pháo để cảnh báo nổ.
Những đám cháy dầu mỏ, đặc biệt là ở bể chứa và trên biển, đã thu hút sự chú ý của các nhà khoa học từ cuối thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20 Nhà khoa học người Nga A.G Loran là người tiên phong trong nghiên cứu này, bắt đầu vào năm 1899 với mục tiêu tìm kiếm một chất lỏng nhẹ và ít linh động Sau nhiều năm nghiên cứu và thử nghiệm, ông đã phát hiện ra hỗn hợp hiệu quả để dập tắt các đám cháy từ chất lỏng.
Vào ngày 25/5/1904, trong báo cáo “Phương pháp dập cháy” gửi đến cơ quan sáng chế Nga, tác giả đã đề xuất một phương pháp dập cháy mới bằng cách sử dụng dung dịch tạo bọt từ các chất dập cháy quen thuộc Ông khuyến nghị sử dụng các chất như dầu đậu, Albumin, keo hồ, và dung dịch rễ cây bồ hòn để tạo ra bọt bán lỏng có khả năng dập tắt lửa hiệu quả Ông cũng nhận xét rằng bọt được bão hòa bằng khí không chỉ ngăn chặn sự cháy mà còn tăng cường khả năng dập cháy Tác giả đã phát triển hai phương pháp tạo bọt: hóa học và cơ học, và để ghi nhận công lao của ông, thành phần tạo bọt hóa học đã được đặt tên là “Lorantin”.
Sau 5 năm lao động nghiêm túc, ngày 1/12/1904, Loran đã trình bày tại hội nghị Hóa học thuộc hiệp hội kỷ thuật Hoàng gia Nga tại St.Petecbua bản báo cáo, và trong đó ông đã viết: “có thể nói, phát minh của tôi, dập cháy bằng bọt có hai công dụng Dập tắt các đám cháy thông thường và dập tắt các đám cháy lỏng ở trong các bể chứa (xăng, dầu …) Ý nghĩa đặc biệt của bọt này là để sử dụng dập tắt các đám cháy chất lỏng mà trong thực tế hiện giờ, những chất dập cháy đã biết không thể sử dụng để dập tắt các đám cháy chất lỏng ở trong các bể chứa trên một diện tích rộng …”
Vào đầu thế kỷ 20, Loran và R.L.Litichen đã thành lập một xưởng sản xuất tại St Petersburg để chế tạo bình chữa cháy mang tên “Evrica” Hệ thống chữa cháy “Evrica” nhanh chóng trở nên phổ biến và phát triển mạnh mẽ ở Nga, đặc biệt là tại các thành phố lớn như St Petersburg và Matxcơva.
PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP ETYLBROMUA
Muùc ủớch yeõu caàu
Có nhiều phương pháp tổng hợp Etylbromua trong phòng thí nghiệm, nhưng để áp dụng cho đề tài này, phương pháp chọn lựa cần đáp ứng các yêu cầu cụ thể.
1 - Phương pháp tổng hợp có quy trình đơn giản dễ thực hiện
2 - Hiệu suất phản ứng đạt cao nhất để ứng dụng sản xuất khi cần thiết
3 - Nguyên vật liệu có sẵn trên thị trường, dễ kiếm và giá cả hợp lý
4 - Qúa trình tổng hợp, sử dụng các nguyên liệu, hóa chất ít gây ảnh hưởng độc hại cho người trực tiếp vận hành, thao tác
5 - Thiết bị phản ứng và hệ thống sinh hàn phải kín để giảm thiểu ô nhiễm môi trường
6 - Có thiết bị hoặc phương án xử lý các sản phẩm phụ sau phản ứng không gây ô nhiễm cho môi trường và nguồn nước thải
Chúng tôi đã quyết định áp dụng phương pháp điều chế Etylbromua do nhà hóa học người Nga L.A Svetcop phát minh Tiến trình phản ứng này có thể được biểu diễn một cách rõ ràng.
C2H5OH + KBr + H2SO4 J C2H5Br + KHSO4 + H2O
Mặc dù tiến trình phản ứng được mô tả nguyên tắc như trên, việc trộn lẫn tất cả các nguyên liệu và tiến hành phản ứng đồng thời sẽ không đạt hiệu suất mong muốn H2SO4 đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra sản phẩm trung gian là Este etylhydrosunfat, chất này sau đó dễ dàng phản ứng với KBr để tạo ra Etylbromua cùng với sản phẩm phụ KHSO4.
Trong quá trình tổng hợp Etylbromua, chúng tôi đã nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng Từ những kết quả khảo sát này, chúng tôi đưa ra một số nhận xét quan trọng.
Khi thực hiện quy trình tổng hợp, cần đảm bảo hệ thống phản ứng hoàn toàn kín với các đầu và cổ nhám được nối chặt, vì sản phẩm phản ứng là chất lỏng có nhiệt độ sôi thấp và dễ bay hơi ở nhiệt độ trung bình tại thành phố Hồ Chí Minh (32 – 35 độ C).
Trong quá trình phản ứng ete hóa, giai đoạn đầu cần duy trì nhiệt độ không quá 35°C để đảm bảo phản ứng diễn ra thuận lợi do tính chất phát nhiệt của nó Để đạt được điều này, việc khuấy đều và nhỏ từng giọt là rất quan trọng.
Khi H2SO4 được thêm vào dung dịch C2H5OH, quá trình phản ứng diễn ra trong điều kiện được làm lạnh bằng hỗn hợp đá và nước Sơ đồ mô tả quá trình này cho thấy các bước chính của phản ứng hóa học.
C2H5OH kết hợp với HOSO3H tạo ra C2H5OSO3H và H2O Ở giai đoạn 2, sản phẩm trung gian C2H5OSO3H phản ứng với KBr để sản xuất Etylbromua Phương trình phản ứng cho giai đoạn này được trình bày rõ ràng.
C2H5OSO3H + KBr J C2H5Br + KHSO4 [2] Để triển khai phản ứng ở giai đoạn này, lưu ý một số yêu cầu sau đây:
Hệ thống ngưng tụ cần được làm lạnh hiệu quả để ngăn chặn thất thoát sản phẩm Để đạt được điều này, nên sử dụng nước lạnh có đá để làm lạnh sinh hàn và thiết lập hệ thống làm lạnh cho bình thu.
Trong quá trình phản ứng, chúng tôi đã lắp thêm bộ phận sinh hàn ngưng tụ đứng theo góp ý của các thành viên hội đồng nhằm tăng cường hồi lưu chất phản ứng, từ đó nâng cao quá trình trao đổi chất trong bình và ngăn ngừa thất thoát chất phản ứng Qua theo dõi một số lần thực nghiệm, chúng tôi nhận thấy hiệu suất đã tăng từ 3 – 5%.
Sau khi ngưng tụ, sản phẩm được rửa nhiều lần bằng nước lã để loại bỏ tạp chất và sản phẩm phụ như H2SO4 dư, dung dịch HBr và alcol etylic dư Quá trình này cho ra Etylbromua tương đối tinh khiết, có thể sử dụng trực tiếp cho việc pha trộn hỗn hợp chất dập cháy theo yêu cầu.
Để điều chế Etylbromua tinh khiết nhằm xác định các hằng số vật lý, chúng tôi đã sử dụng Etylbromua tương đối tinh khiết và tiến hành làm khô bằng Canxiclorua khan để loại bỏ nước dư Sau đó, quá trình chưng cất được thực hiện để thu được Etylbromua tinh khiết, có nhiệt độ sôi từ 38,5 đến 39,5 độ C, tạo ra dung dịch trong suốt, có mùi đặc trưng và dễ bay hơi ở nhiệt độ phòng.
Có thể mô tả thiết bị để tổng hợp etylbromua ở trong phòng thí nghiệm nhử sau:
1 – Tổng hợp etylhydrosufat (sản phẩm trung gian)
Hình 2.1 Mô tả quá trình phản ứng este hóa
2 – Tổng hợp Etylbromua (giai đoạn 2)
Hình 2.2 Mô tả quá trình phản ứng để tạo Etylbromua
Quy trình thực hiện phản ứng
Dựa vào phương trình phản ứng tổng hợp Etylbromua, chúng ta có thể thấy rằng ở cả hai giai đoạn, tỷ lệ mol của các chất tham gia phản ứng đều là 1:1, điều này là cơ sở để xác định lượng chất cần dùng trong thí nghiệm Với thiết bị thí nghiệm có thể tích 4 lít, chúng tôi sử dụng 10 mol KBr (tương ứng 1190 g) Ancoletylic sử dụng trong thí nghiệm là cồn 95-96%, loại cồn công nghiệp, do đó chúng tôi tăng lượng ancoletylic lên 12-13 mol (khoảng 670-690ml) để đảm bảo đủ C2H5OH cho phản ứng Tương tự, đối với axitsunfuric, vì là axit công nghiệp có tỷ trọng không vượt quá 1,8 g/cm³, chúng tôi cần sử dụng từ 14-15 mol axitsunfuric để đảm bảo đủ lượng axit tham gia phản ứng và đóng vai trò hút nước.
Nước thướng Hỗn hợp phản ứng
Để đảm bảo độ tin cậy trong các thông số, chúng tôi đã sử dụng lượng KBr tham gia phản ứng làm cơ sở ban đầu Sau đó, chúng tôi điều chỉnh lượng các chất tham gia phản ứng khác để thực hiện so sánh Kết quả được đánh giá dựa trên hiệu suất phản ứng của sản phẩm.
Cách tiến hành thí nghiệm chúng tôi sẽ lần lượt thay đổi điều kiện và lượng các chất tham gia phản ứng để so sánh:
• Thay đổi nhiệt độ phản ứng
2.2.1 Thực hiện phản ứng Sunfonic hóa để tạo sản phẩm trung gian
Làm lạnh 11,5 mol (690ml) C2H5OH 96% trong bình cầu thủy tinh có hệ thống khuấy, sau đó nhỏ từ từ 13 mol (850ml) axít H2SO4 đặc từ phễu nhỏ giọt trong khi khuấy đều Phản ứng tỏa nhiệt mạnh, nên cần làm lạnh bên ngoài bằng nước đá, có thể thêm muối để giữ nhiệt độ dưới 40°C Phản ứng diễn ra trong khoảng một giờ, tạo ra sản phẩm Sunfonic hóa là dung dịch đặc sánh, không màu, được làm nguội trước khi tiến hành phản ứng tiếp theo.
Hòa tan 10 mol (1190g) KBr (loại công nghiệp) vào 450 ml nước trong bình cầu 4 lít, lắc đều trong 5 phút để tạo phản ứng thu nhiệt Đặt bình phản ứng lên bếp điện với hệ thống điều khiển nhiệt độ và lắp đặt hệ thống sinh hàn ngưng tụ cho cả chất phản ứng và sản phẩm Sau đó, qua phễu thủy tinh, rót dung dịch đã sufonic hóa vào bình cầu và tiến hành đun nóng để thực hiện phản ứng.
Phản ứng tạo Etylbromua diễn ra mạnh mẽ ở nhiệt độ 85 – 90 độ C, với thời gian phản ứng khoảng 1 giờ Trong quá trình này, Etylbromua sẽ lắng xuống đáy bình chứa nước lạnh, tạo thành từng giọt Cần lưu ý rằng hỗn hợp phản ứng sinh ra nhiều bọt khí, do đó có thể thêm một vài giọt chất chống tạo bọt (Metyl Silicon) nếu cần thiết Sản phẩm thu được dao động từ 560ml đến 600ml ở dạng thô Để đạt được Etylbromua tương đối tinh khiết phục vụ cho việc pha trộn hỗn hợp dập cháy trong kỹ thuật quân sự, cần rửa sản phẩm bằng nước lạnh ba lần Sau khi rửa, Etylbromua sẽ có màu trong suốt, mùi dễ chịu và thường hao hụt khoảng 2% Để tinh chế thêm, sản phẩm sẽ được làm khan bằng CaCl2 và được chưng cất ở nhiệt độ 38,5 – 39,5 độ C để thu được Etylbromua tinh khiết.
Kết quả tổng hợp Etylbromua đạt hiệu suất từ 70% đến 76%, với tổng khối lượng thu được là 70kg, tương đối tinh khiết Sản phẩm này sẽ được sử dụng cho quá trình thử nghiệm tạo hỗn hợp chất dập cháy 3,5 theo yêu cầu của đề tài.
Bảng 2.1: Kết quả tổng hợp Etylbromua
STT (g) (ml) (ml) (ml) (ml) % Ghi chuù
I Kết quả tổng hợp khi thay đổi lượng Ancol Etylic
II Kết quả tổng hợp khi thay đổi lượng Axit Sunfuric
III Kết quả tổng hợp khi thay đổi lượng nước
IV Kết quả tổng hợp khi thay đổi nhiệt độ phản ứng
2 2.3 So sánh chất lượng Etylbromua tổng hợp với yêu cầu
Bảng 2.2: So sánh chất lượng Etylbromua
Thứ tự Tên sản phẩm và chỉ tiêu chất lượng chủ yếu ẹụn vũ ủo
Theo tài liệu [14] Mẫu thử nghiệm
Kết quả thực nghiệm cho thấy hiệu suất sản phẩm Etylbromua thô cao khi sử dụng ancol etylic và axit sunfuric với tỷ lệ cao hơn KBr từ 1,3 – 1,5 lần Nhiệt độ phản ứng tối ưu là từ 80 – 90 oC, cho hiệu suất trung bình đạt từ 70% – 76%.
Hình 2.3 Thiết bị tổng hợp Etylbromua
Hình 2.4 Nhóm nghiên cứu đang theo doĩ phản ứng tổng hợp Etylbromua
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THIẾT BỊ NẠP CÁC BÌNH CHỮA CHÁY
Yêu cầu an toàn chung đối với kết cấu thiết bị nén khí
1 Thiết bị nén khí ( kết cấu các cụm chi tiết, hệ thống điều khiển…) phải đảm bảo thuận tiện và an toàn khi lắp ráp, vận hành, bảo dưỡng kĩ thuật và sửa chữa
2 Bố trí bảng điều khiển, thiết bị chỉ báo, bộ phận điều khiển, thiết bị phụ trợ phải phù hợp với yêu cầu về vị trí tương hổ của các bộ phận
3 Đảm bảo an toàn nổ trong quá trình làm việc thiết bị nén khí phải thỏa mãn yêu cầu của TCVN 3255: 1986
4 Các thiết bị điện của thiết bị nén khí cần đảm bảo các yêu cầu an toàn điện của thiết bị điện
5 Sản phẩm kĩ thuật điện dùng trong trạm máy nén khí phải thỏa mãn yêu cầu chung về an toàn theo TCVN 3144: 1979 và đáp ứng các yêu cầu về bố trí thiết bị điện và yêu cầu kĩ thuật an toàn đối với hệ tiêu thụ khi dùng thiết bị điện
6 Kết cấu nén khí, các hệ thống và cụm phụ trợ dùng trong thiết bị nén khí phải loại trừ khả năng tích và phóng tĩnh điện
7 Kiểu thiết bị nén khí, dụng cụ đo, bộ phận điều khiển, thiết bị báo hiệu dùng trong thiết bị nén khí khi nén khí dễ nổ và khí độc phải đáp ứng yêu cầu về bố trí vận hành an toàn đường ống dẫn khí đốt, khí độc và khí hóa lỏng
8 Thiết bị nén khí cần phải kín, không cho phép nồng độ chất độc hại tạo thành trong không khí vùng làm việc vượt quá nồng độ cho phép
9 Yêu cầu chung về đặc tính ồn của thiết bị nén khí phải phù hợp với yêu cầu chung về tiếng ồn, mức ồn cho phép ở chỗ làm việc và trong vùng phục vụ theo TCVN 3985: 1985
10 Yêu cầu chung về đặc tính rung của thiết bị nén khí phải phù hợp với yêu cầu an toàn chung về độ rung
11 Các bề mặt bị đốt nóng của thiết bị nén khí đang làm việc bố trí ở nơi có người (chỗ làm việc và lối đi chính) phải được cách nhiệt hoặc che chắn để loại trừ sự tiếp xúc ngẫu nhiên của người vận hành với các bề mặt ngoài Xi lanh nén khí và vở máy nén khí không cần cách nhiệt Nhiệt độ các bề mặt tiếp xúc không vượt quá 45 0 C
3.1.2 Yêu cầu an toàn đối với các bộ phận làm việc
Tính chất lý hóa của vật liệu các bộ phận chính của thiết bị nén khí không bị thay đổi bởi tác động của khí nén và chất lỏng làm mát.
2 Cửa sổ và bề mặt ngoài các cụm cơ cấu chuyển động và nhóm pít tông – xi lanh phải có cửa đậy, nút che chắn tin cậy
3 Mối ghép ren của các bộ phận chuyển động trong thiết bị nén khí cần phải có bộ hãm để tránh tự tháo
Để kiểm tra cơ cấu chuyển động và điều chỉnh vị trí làm việc của thiết bị nén khí, cần sử dụng bộ phận quay trục máy nén khí bằng tay hoặc cơ cấu quay trục.
5 Thiết bị khí nén cần có bộ phận ngắt tải cho máy nén khí khi khởi động và khi dùng động cơ dẫn động
Kết cấu của trục chính trong thiết bị nén khí cần được thiết kế để cho phép trục di chuyển tự do theo chiều trục, nhằm ứng phó với sự giãn nở nhiệt xảy ra trong quá trình hoạt động.
7 Kết cấu ống dẫn và ống góp cần bảo đảm tự điều hòa các biến dạng nhiệt (trong trường hợp cần thiết phải sử dụng thiết bị bù)
8 Dầu và chất lỏng bôi trơn cho các bộ phận làm việc của thiết bị nén khí phải bảo toàn chất lượng của chúng trong môi trường nén khí
Hệ thống bôi trơn cần lắp đặt van điều chỉnh hoặc van thoát dầu để kiểm soát áp suất dầu trên 9 đường ống có áp Ngoài ra, ống dẫn dầu đến xi lanh và vòng khít cũng phải có van một chiều Cấu trúc của hệ thống bôi trơn phải đảm bảo cung cấp dầu đến mọi điểm bôi trơn trước khi khởi động thiết bị nén khí.
10 Thùng chứa dầu của hệ thống bôi trơn không cho phép phun dầu khi tăng áp suất trong khoang cacte
11 Kết cấu các bộ phận của thiết bị nén khí phải loại trừ khả năng chảy dầu bôi trơn ra nơi làm việc
12 Kết cấu hệ thống làm mát thiết bị nén khí cần loại trừ sự tiếp xúc của chất lỏng làm mát với khí nén
13 đường ống dẫn khí cần được thiết kế và chế tạo theo các quy định cơ bản về thiết bị công nghệ, đảm bảo đáp ứng yêu cầu vận hành an toàn.
14 Những đoạn ống dẫn khí nằm ngang nối với thiết bị nén khí phải có độ nghiêng 1:300 về phía ra khỏi thiết bị nén khí
15 Trên đường ống dẫn khí phải có thiết bị tích tụ chất lỏng và thiết bị loại trừ chất lỏng đó Các bình tách nước phải phù hợp QPVN 275
16 Áp suất làm việc cho phép 150 kg/cm 2 Áp suất thiết kế 225 kg/cm 2 Nhiệt độ lớn nhất của môi chất làm việc đối với thiết bị nén khí 40 0 C
17 vật liệu được sử dụng để chế tạo và lắp đặt các bộ phận chịu áp lực của thiết bị, bao gồm cả que hàn và dây hàn, đảm bảo độ bền và độ tin cậy cao Những vật liệu này phải đáp ứng các yêu cầu về an toàn trong các điều kiện vận hành đã được quy định.
3.2 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC THIẾT BỊ NÉN KHÍ
Bộ thiết bị để nạp các bình chữa cháy có thành phần dập cháy “3,5” bao gồm các thiết bị cơ bản sau (hình vẽ sơ đồ trang 34):
Thiết bị nén khí cấu tạo bao gồm bộ piston nén khí 3 cấp; áp suất làm việc
Hệ thống máy nén khí hoạt động với áp suất 150 kg/cm², bao gồm các thiết bị phụ trợ như hệ thống chứa và làm mát dầu bôi trơn Ngoài ra, van an toàn và hệ thống điều chỉnh áp suất tự động giúp duy trì hiệu suất làm việc ổn định Bộ tách và xả nước trong đường ống khí nén cao áp cũng rất quan trọng, cùng với bộ van và đồng hồ theo dõi áp lực khí nén, đảm bảo áp lực dầu bôi trơn luôn ở mức tối ưu.
Đầu nạp được thiết kế với lỗ ở van chai nạp, giúp điều phối các thành phần dập cháy từ bình chứa lưu động và bình trộn Etylbromua, cùng với khí nén từ máy nén khí.
Cờ lê chuyên dùng còn có thể gọi là chìa khóa chuyên dùng Nó được dùng để đóng mở chai nạp
Thùng lưu chuyển, hay còn gọi là bình chứa, được chế tạo từ thép không gỉ với dung tích 100 lít Cấu trúc thùng bao gồm ống dẫn và van lấy khí từ máy nén khí, cùng với ống dẫn Etylbromua ra đầu nạp Ngoài ra, thùng còn được trang bị van an toàn với áp suất 3,5 kg/cm2.
CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC THIẾT BỊ NÉN KHÍ
Bộ thiết bị để nạp các bình chữa cháy có thành phần dập cháy “3,5” bao gồm các thiết bị cơ bản sau (hình vẽ sơ đồ trang 34):
Thiết bị nén khí cấu tạo bao gồm bộ piston nén khí 3 cấp; áp suất làm việc
Máy nén khí hoạt động với áp suất lên tới 150 kg/cm², đi kèm với các thiết bị phụ trợ như hệ thống chứa và làm mát dầu bôi trơn Hệ thống này bao gồm van an toàn, cơ chế điều chỉnh áp suất tự động, bộ tách và xả nước trong đường ống khí nén cao áp, cùng với bộ van và đồng hồ theo dõi áp lực khí nén, đảm bảo hiệu suất tối ưu cho máy nén.
Đầu nạp được trang bị lỗ ở van chai nạp để điều phối các thành phần dập cháy từ bình chứa lưu động và bình trộn Etylbromua, cùng với khí nén từ máy nén khí.
Cờ lê chuyên dùng còn có thể gọi là chìa khóa chuyên dùng Nó được dùng để đóng mở chai nạp
Thùng lưu chuyển, hay còn gọi là bình chứa, được chế tạo từ thép không gỉ với dung tích 100 lít Cấu trúc của thùng bao gồm hệ thống đường ống và van để lấy khí từ máy nén khí, cũng như đường ống dẫn Etylbromua ra đầu nạp Ngoài ra, thùng còn được trang bị van an toàn với áp suất 3,5 kg/cm2.
Trước khi tiến hành nạp các thành phần vào bình chữa cháy, cần chuẩn bị kỹ lưỡng trạm nén khí NK150, các chai nạp và các chất nạp như Etylbromua, CO2.
Việc nạp vào bình chữa cháy thành phần “3,5” được thực hiện trong ba giai đoạn:
1 Nạp vào bình chữa cháy thành phần Etylbromua
2 Nạp vào bình chữa cháy phần CO2
3 Bổ sung khí nén vào bình chữa cháy để tăng áp suất trong bình
Để nạp bình chữa cháy loại 2 lít với hệ số chứa đầy K = 0,75 kg/lít, cần sử dụng các thành phần như sau: Etylbromua 1,05 ±0,025 kg và CO2 0,45 ±0,025 kg Bên cạnh đó, cần bơm thêm không khí vào bình cho đến khi đạt áp suất 100-105 kg/cm² Sau khi hoàn tất quá trình nạp, tổng trọng lượng các thành phần trong bình chữa cháy phải nằm trong khoảng 1,4 – 1,6 kg.
3.2.2 Chuẩn bị trước khi nạp
- Thùng lưu chuyển cần sắp xếp chắc chắn miệng quay lên phía trên Nắp là các đường ống dẫn được vặn chặt kín khít
- Thiết bị nén khí NK150 được nối với bình CO2 Tất cả các van của thiết bị nén khí trước hết được đóng lại
- Bình nạp được cân khi chưa nạp với độ chính xác ±5gram Có thể cân cùng với bộ đầu nạp
3.2.3 Quy trình công nghệ nạp Etylbromua vào bình chứa
• Nạp Etylbromua vào bình trộn
Trước khi nạp bình chữa cháy bằng hỗn hợp "3,5", cần chuyển Etylbromua từ thùng lưu chuyển sang bình trộn Để thực hiện, mở máy thiết bị nén khí để cung cấp khí nén vào bình lưu chuyển và theo dõi áp kế Khi áp suất đạt 0,5 kg/cm2, mở van 16 trên đầu bình trộn Sau khi nạp đầy, kim ở nắp bình trộn sẽ nâng lên, và cuối cùng, khóa van 16 lại sau khi hoàn tất quá trình nạp.
• Nạp Etylbromua vào bình chữa cháy
- Lấy chìa khóa chuyên dùng mở bình cần nạp Khóa 2 van số 13 và 16 lại
Mở máy thiết bị nén khí NK150 và cho khí nén vào bình trộn Theo dõi áp kế 15; khi đạt 3,5 kg/cm2, mở van 14 để Etylbromua đi vào bình nạp Theo dõi chỉ số cân khối lượng, khi đạt 1,7 – 2kg đối với bình 5 lít thì khóa van 14 lại và tắt máy nén khí NK150.
• Nạp CO 2 vào bình chữa cháy
Mở van 2 của bình CO2 và kiểm tra áp kế; nếu áp suất đạt 70kg/cm2 trở lên, không cần mở máy nén khí NK150 Tiếp theo, mở van số 4, 11, 13 để cho CO2 đi trực tiếp vào bình cần nạp Theo dõi chỉ số cân khối lượng 15; khi khối lượng CO2 nạp vào đạt từ 0,7 – 1kg đối với bình 5 lít, hãy khóa van 2 và 4.
• Nạp thêm khí nén vào bình chữa cháy
Thêm khí nén vào bình chữa cháy giúp tăng áp suất, từ đó nâng cao khả năng giải phóng hỗn hợp “3,5” khi cần thiết cho việc chữa cháy Quá trình thực hiện cần tuân theo các bước cụ thể để đảm bảo hiệu quả.
Mở van số 6 và khởi động máy nén khí NK150 để khí nén đi qua van an toàn số 8, cốc tách nước số 9 và các van số 11, 13 vào bình nạp Khi áp suất khí nén đạt từ 100 đến 105 kg/cm2, tắt máy NK150 và đóng van 24 cùng với van bình nạp bằng chìa khóa chuyên dụng Cuối cùng, xả khí khỏi thiết bị nạp NK150.
Sau khi hoàn tất quá trình nạp, hãy tháo bình nạp khỏi đầu nạp và tiến hành trộn Etylbromua với CO2 bằng cách lật ngược bình nạp xuống dưới 2 – 3 lần Lúc này, áp suất trong bình nạp sẽ giảm xuống khoảng 80 – 85 kg/cm2.
Để kiểm tra độ kín của bình đã nạp, hãy nhúng đầu bình vào nước Nếu thấy xuất hiện bong bóng khí, điều này cho thấy có khí thoát ra ngoài, bạn cần vặn chặt lại van để đảm bảo an toàn.
Bảng 4.1 Áp suất trong bình khi nạp “3,5” phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường
Nhiệt độ ( 0 C) 20 30 40 Áp suất (kg/cm 2 ) 82 89 96
Sơ đồ thiết bị của hệ thống nạp Etylbromua (xem hình vẽ trang 37)
Hình 3.1 Kết cấu bên trong thiết bị nén khí áp suất cao 150 kg/cm 2
Hình 3.2 Thiết bị nén khí áp suất cao 150 kg/cm 2
Hình 3.3 Nhóm đề tài tiến hành nạp chất dập cháy vào chai nạp
TÍNH NĂNG KĨ THUẬT THIẾT BỊ NÉN KHÍ NK150
2 Số xi lanh nén 2 (Nga)
3 Bơm dầu bôi trơn kiểu Bánh răng (Nga)
4 Áp suất max 150kg/cm2
7 Dầu bôi trơn máy nén khí MT16 (Nga)
8 Két làm mát dầu bôi trơn có gắn quạt 220V - 90W (Nhật)
9 Quạt gió làm mát xi lanh 220V- 150W (Mĩ)
10 Van an toàn ADY2 (Nga)
11 Bộ tự động cắt nguồn Prossure Swich 150 (Nhật)
12 Kích thước ngoài/trong ống dẫn khí nén 10mm/4mm
13 Kích thước thiết bị 500 x 600 x 850 mm
