防灭火三相泡沫发泡稳定及流动性能研究

为研究油品火灾三相泡沫的发泡稳定与流动性能的关系,利用Waring-Blender方法对6种固相粉体制备三相泡沫,并分别以发泡高度、25%析液时间及表观粘度为参数,对其发泡稳定及流变性能进行表征,并通过Herschel-Bulkley方程对三相泡沫流变曲线进行拟合。实验结果表明,亲水及"两亲"粉体制备的三相泡沫具有较高的发泡高度及稳定性,疏水粉体制备的三相泡沫的发泡及稳定性能不足;流变测试结果显示三相泡沫属于屈服-假塑性流体且流变本构方程与Herschel-Bulkley方程拟合较好,其中亲水及"两亲"粉体制备的三相泡沫屈服-假塑性流体性质较疏水粉体制备的明显,表观粘度较大,流动性不足。     

三相泡沫流动性能及灭油火实验研究

为研究三相泡沫流动性及灭火性能之间的关系,自主搭建了自流动性及灭火实验台架。利用空心玻璃微珠、2000目云母粉、2000目硅微粉及碳酸钙分别制备三相泡沫,检测其流动及灭火性能。实验结果表明,三相泡沫的流动性与其强施放条件下的灭火性能具有一定的关系。通过对比4种不同类别粉体制备的三相泡沫发现,流动性不足的三相泡沫,其灭火时间较长,但抗复燃能力较强;流动过快的三相泡沫,覆盖油面的能力较强,灭火时间较短,但其存在稳定性较差的缺点,可能会导致油品复燃。     

纳米氢氧化铝三相泡沫制备研究*

为更好地解决煤矿采空区煤炭自燃问题,以十二烷基硫酸钠为主体进行发泡剂复配,通过泡沫性能测试实验,研制出高性能发泡剂。以纳米氢氧化铝作为固相颗粒,制备出发泡倍数高、稳定性强的纳米氢氧化铝三相泡沫,使用锥形量热仪研究其高温阻燃能力和消烟性能。实验结果表明:当纳米氢氧化铝的质量分数从0提高到1%时,泡沫体积从500 mL增长至830 mL;当质量分数从3%提高到4%时,泡沫析液半衰期由15 min提升至42 min,且能在完全析液后保留三维网状结构。在高温阻燃和消烟能力方面,纳米氢氧化铝三相泡沫的加入将点燃时间从24 s延长至87 s,持续燃烧时间从835 s缩短至325 s,热释放速率高峰值从97.2 kW/m2降低至49.8 kW/m2,烟气生成速率峰值从0.064 m2/s降低至0.012 m2/s,对CO,CO2释放速率也有一定抑制作用。     

水泥基泡沫形成机理及抑制煤堆自燃试验研究

煤炭开采面临煤自然发火等灾害的严重威胁,在分析现有防灭火技术特征的基础上,制备了1种水泥基泡沫材料。探讨了水泥基泡沫形成机理,包括水基泡沫与浆液扰流混合发泡,表面活性剂增加颗粒疏水性及颗粒稳定泡沫液膜,液膜中水泥、粉煤灰颗粒水化反应及促凝剂加速凝结固化。搭建了小型抑制煤堆自燃试验平台,开展了煤堆自燃温升变化及黄泥浆、无机凝胶、阻化泡沫、水泥基泡沫等防灭火介质降温效果试验,结果表明:水泥基泡沫具有向上堆积的能力,能对高温煤颗粒进行覆盖、包裹,并具有较好的热稳定性,总体降温性能最佳;压注后,监测时间0~900 s内,径向距离为0.1,0.2,0.3,0.4,0.5 m处温度分别从376.98,376.00,374.38,372.14,369.27 ℃下降到21,26,29,35,42 ℃。     

超细粉体三相泡沫灭火剂热稳定性研究

为探讨超细粉体的加入对水基泡沫灭火剂油面热稳定性的影响,用自行设计的小尺寸可视化油池,完成不同粉体类型、不同添加量的泡沫油面热稳定性试验。观察高温条件下三相泡沫的形态变化过程,并用热电偶测定试验过程中的油品温度,优选2种适合制备防灭火三相泡沫的超细粉体。结果表明:向泡沫灭火剂中加入超细粉体,可使其在高温下的稳定时间延长10倍以上;对于空心玻璃微珠和炭粉,泡沫灭火剂的油面热稳定性随粉体添加量的增加而增强,发泡倍数随粉体添加量增加而减小,炭粉对发泡性能的影响更为显著,空心玻璃微珠和炭粉的最优添加量(质量分数)分别为11.2%和13.2%;高温条件下,粉体在泡沫表层形成致密外壳,阻碍油品与环境的传热传质过程,防止油品复燃。     

微米级空心玻璃微珠三相泡沫稳定性研究

基于水成膜泡沫灭火剂(AFFF),用微米级空心微珠颗粒作为泡沫稳定剂,制成三相泡沫,并研究了泡沫组成因素对发泡能力和泡沫稳定性的影响。采用控制变量法,研究了颗粒浓度、颗粒粒径、AFFF原液浓度对发泡倍数和析液时间的影响。颗粒加入对发泡能力有抑制作用;因为颗粒存在影响,三相泡沫的发泡能力随AFFF原液浓度增大而减小;40μm粒径颗粒的抑制作用相对20μm和60μm颗粒最小。颗粒浓度和AFFF原液浓度增加,能够提升三相泡沫稳定性,且泡沫析液时间随颗粒浓度增加呈指数规律变化。当AFFF原液浓度为3.0%、颗粒浓度为9%左右时,三相泡沫稳定时间约为两相泡沫的3倍,该配方三相泡沫有较好的稳定性。     

基于层层自组装技术制备的吸油型聚氨酯泡沫材料及其性能研究

利用高效吸油材料处理溢油事故是一种简单有效的方法。针对现有吸油材料吸油效率较低、制备方式复杂的问题,采用层层自组装技术,将钠基蒙脱土填充的涂层构筑于软质聚氨酯泡沫表面,经过后续疏水改性处理,制备了具有超疏水超亲油表面的聚氨酯泡沫材料。材料测试结果表明:组装4层涂层改性的聚氨酯泡沫水接触角达到135°,对不同种类油品的吸油重量能达到自身重量的30~60倍;油水混合物中的吸油效果也显示其能有效处理水面、水下油污。宏观燃烧实验测试结果表明制备的改性聚氨酯泡沫具有良好的阻燃性能。采用上述简单易行的制备技术制得的吸油材料,可成功应用于油水分离,具有良好的应用前景。     

三相泡沫灭火剂油面热稳定性试验

针对复配的三相泡沫灭火剂的黏度和粉体颗粒之间黏着力比较低的问题,构建了较为系统的三相泡沫油面热稳定性试验台架和三相泡沫发生器,着重研究含膨润土作为稳泡剂的三相泡沫灭火剂的热稳定性。膨润土自身对三相泡沫热稳定性的提升效果有限,且形成的粉体壳层并不致密均匀,容易被破坏,但膨润土具有较强的黏结补强作用,添加有膨润土的三相泡沫常温稳定性大大增强,可将其作为稳泡剂进行添加。同时,试验选取7种常见的稳泡剂,讨论了不同稳泡剂对空心玻璃微珠、石墨粉复配三相泡沫体系的发泡性能和油面热稳定性的影响。稳泡剂的加入并非均对泡沫稳定性产生积极影响,加入不合理的稳泡剂反而会影响泡沫的发泡性能和稳定性。     

空心玻璃微珠三相泡沫抗溶抗烧性能实验研究

研究了空心玻璃微珠添加量、泡沫液浓度和泡沫液性质对三相泡沫在油面的稳定性和抗烧性能影响规律.结果表明,空心玻璃微珠添加量越大,三相泡沫在油面的稳定性越差.泡沫液浓度和性质对三相泡沫在油面的稳定性有一定影响.添加微珠后三相泡沫的抗烧性能降低,与蛋白两相泡沫相比,空心微珠添加量为10mL、30mL和50mL时,ti缩短约26%、38%和42%,泡沫完全烧损时间也缩短约20%、28%和31%.     

含纳米二氧化硅颗粒三相泡沫性能与作用机理研究

为提升水成膜泡沫(AFFF)的灭火性能,基于AFFF泡沫液和纳米硅颗粒,制得新型三相灭火泡沫。实验研究了三相泡沫发泡性和稳定性的变化规律,分析了泡沫组成和工况参数对泡沫性能的影响规律。通过分子动力学(MD)模拟,研究了泡沫溶液中表面活性剂分子吸附对颗粒表面润湿性的影响,揭示了泡沫中颗粒与表面活性剂间相互作用对泡沫稳定性的影响机理。研究发现：随着颗粒浓度增加,泡沫稳定时间和抗烧时间显著增长,而发泡性变化不大。泡沫中颗粒表面润湿性影响颗粒与表面活性剂间的相互作用,进而影响泡沫稳定性。在亲水颗粒泡沫中,表面活性剂浓度增加能够强化二者间的协同作用,利于泡沫稳定;在疏水颗粒泡沫中,随着表面活性剂浓度增加,二者间由协同作用转变成抵抗作用。研究成果对优化三相灭火泡沫配方和提升泡沫灭火效率有指导意义。     

复配超细粉体三相泡沫的制备与稳定性研究

为改善泡沫灭火剂的高温稳定性和抗复燃性能,将石墨粉、膨润土和空心玻璃微珠按一定比例复配加入泡沫灭火剂中制备防灭火三相泡沫,利用自主设计的实验台架,研究其发泡、稳泡及油面热稳定性等主要性能,分析复配超细粉体对泡沫灭火剂稳定性的影响机理。实验证明,复配粉体的加入可使泡沫灭火剂在高温下的稳定时间延长10倍以上,粉体颗粒会在泡沫表面形成一层致密壳层,增强泡沫的隔热阻燃性能,石墨粉的存在使壳层更加致密且增强了泡沫的流动性,但会对泡沫的发泡性能产生较大的影响,当空心玻璃微珠和石墨粉的添加质量比为5∶2时,整体效果较好。     

氟碳表面活性剂对空心微珠三相泡沫抗溶抗烧性能影响研究

研究了氟碳表面活性剂添加量、氟碳表面活性剂性质和泡沫液浓度等对空心微珠三相泡沫在油面稳定性的影响,并在模拟燃烧装置上对比了添加氟碳表面活性剂前后三相泡沫的抗烧能力.结果表明,加入氟碳表面活性剂后,三相泡沫在油面的稳定性显著增强,且阴离子氟碳表面活性剂优于阳离子和两性离子表面活性剂.当阴离子氟碳表面活性剂、空心玻璃微珠和蛋白泡沫浓度分别为0.02%、6%和10%时,三相泡沫受热后表面形成黑色致密覆盖层,可有效隔绝热量向内部传递,使抗烧性得到明显提高.     

泡沫灭火剂生物降解性能研究及发展趋势

阐述了泡沫灭火剂生物降解原理、一般过程及作用机制,分析了影响其生物降解性的主要因素,并对包括OECD 301系列标准在内的可用于泡沫灭火剂生物降解测试的方法和标准进行了综述,进而对目前国内外该领域的研究现状进行比较和分析。基于目前泡沫灭火剂生物降解性能的研究较为缺乏,不同种类泡沫灭火剂生物降解性差异较大的现状,提出了基于生物降解性能筛选的泡沫灭火剂优化体系的建立方法,并分析了其未来研究方向。     

空心玻璃微珠对泡沫灭火剂发泡能力和热稳定性影响研究

本文研究了空心玻璃微珠添加量及泡沫液浓度对泡沫灭火剂发泡能力和稳定性的影响,对比了热辐射条件下空心玻璃微珠添加前后泡沫的热稳定性.结果表明,添加量低于40%时,空心玻璃微珠对泡沫灭火剂发泡能力影响不大,而泡沫的稳定性显著降低,添加量为50%时,虽泡沫发泡能力降低,但泡沫的稳定性却增强.泡沫的发泡能力随蛋白泡沫浓度升高而增强.蛋白浓度为10%,空心微珠添加量为50%时,由于泡沫内部形成了稳定的三相泡沫骨架结构,泡沫热稳定性较未添加微珠之前显著增强.     

防治煤矿火灾的凝胶泡沫材料制备及其性能研究*

为解决纯水玻璃（WG）凝胶泡沫强度低、泡沫稳定性差易破碎,凝胶固水性差等问题。将保水剂和成膜剂引入WG凝胶泡沫中,对水玻璃凝胶泡沫进行优化设计,最终制备出保水性高、泡沫稳定性高、成膜性好的WG凝胶泡沫。研究结果表明:WG凝胶泡沫材料的最佳复配体系是发泡剂为十二烷基醇醚硫酸酯钠（AES）和十二烷基硫酸钠(SDS)按1∶2比例复配,浓度为0.8%,胶凝剂WG浓度为8%,交联剂NaHCO3浓度为2%,聚丙烯酰胺浓度为0.4%,成膜剂A浓度为1%,保水剂B浓度为0.3%;改性后WG凝胶泡沫具有更加紧密的网状结构,稳定性好,并且具有较好的成膜性,常温下半衰期达40 d;阻化实验表明,100 ℃此凝胶泡沫阻化率高达78.35%,能有效减缓煤的氧化放热速率抑制自燃;煤堆燃烧实验表明,改性后WG凝胶泡沫能有效抑制煤的燃烧,防止煤复燃。