Feuerlöschlösung zum Löschen von Phosphor- und Metallbränden

Abstract

 Eine Feuerlöschlösung zum Löschen von Phosphor- und Metallbränden, welche als fein sprühbare schaumfreie Mischung mit sehr hoher Netzwirkung einsetzbar ist, umfaßt als Frostschutzkomponenten Magnesiumchlorid und/oder Calciumchlorid und als Löschkomponenten Natriumsilicat und/oder Kaliumsulfat, wobei noch eine Pufferlösung auf NaOH-Basis zum Einstellen eines pH-Wertes von 8 hinzugefügt wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Feuerlöschlösung zum Löschen von Phosphor- und Metallbränden sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.

[0002] Es ist bereits bekannt (EP 0059178), zum Löschen von Feuer und gleichzeitigem Flammfestmachen des Brandherds eine wässrige Lösung mit Alkalimetallcitrat zu verwenden. Diese Lösung eignet sich jedoch nicht zum Löschen von Phosphor- und Metallbränden.

[0003] Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Feuerlöschlösung für den eingangs genannten Zweck als fein sprühbare schaumfreie Mischung mit sehr hoher Netzwirkung zu schaffen.

[0004] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß als Netzmittel Calciumchlorid, Magnesiumchlorid und als weitere Löschkomponenten Natriummetasilikat und Kaliumsulfat verwendet werden. Hinzugemischt werden vorteilhaft sogenannte Imitiatoren, welche die Brandentwicklung durch Unterbrechung der Molekülketten hemmen und eine Pufferlösung zur Einstellung des pH-Werts. Alle in der Feuerlöschlösung vorkommenden Stoffe haben Mehrfachfunktionen, die notwendig sind, um die schwierigen Brandarten wie Phosphor- und Metallbrände erfolgreich zu bekämpfen sowie feinste und explosive Stäube, wie sie z.B. im Bergbau vorkommen, wirksam zu neutraliesieren.

[0005] Die Erfindung macht von einer Modifikation der "Reinhartin-Sole" Gebrauch und erreicht mit einem Schutzkolloid eine Frostfestigkeit bis - 40°C. Die Dichte der Gesamtlösung bei 0° C ist 1,83.

[0006] Bei der Bekämfpung von Flächenbränden wirkt die versprühte Feuerlöschlösung als Düngemittel, welches die Rekultivierung erleichtert.

[0007] Die erfindungsgemäße Feuerlöschlösung ist besonders zur Brandbekämfpung von rotem Phosphor und gegen Metallbrände geeignet (Brandklassen A und D)>

[0008] Im Ergebnis bewirkt die Anwendung des erfindungsgemäßen Mittels bei der Brandbekämpfung folgendes:
- Erhöhung der Frostfestigkeit auf - 30° C
- Hohe Netzfähigkeit ohne Zusätze von schaumbildenden Tensiden
- Hohe Tiefenwirkung mit gleichzeitiger kristalliner Krustenbildung
- Antikorrosiv
- Stickoxidbildend bei hohen Temperaturen (Brandherd)
- Feuerhemmende Staubbindung
- Durch unterschiedliche Kristallbildung wird - neben der Tiefenwirkung - eine homogene, kristalline oberflächenabdeckende Kruste aufgebaut
- Kettenunterbrechung der brennbaren Gase mit gleichzeitiger Umwandlung in nichtbrennbare Substanzen
- Durch den hohen Anteil an Mineralien wirkt das Mittel bei der Branbekämpfung von Wald- und Steppenbränden gleichzeitung langwirkend düngend.

[0009] Beschreibung der in dem Brandschutzmittel verwendeten chemischen Produkt:

Frostschutzkomponenten:

[0010] 1. Magnesiumchlorid MgCL₂ ist in Wasser gut löslich. Beim Verdampfen bilden sich zerfließliche, monokline Kristalle, Die Dichte von MgCL₂ liegt bei 2,316 - 2,33. Bei starker Erhitzung (Löschvorgang) tritt eine Zersetzung unter Bildung von Oxidchlorid ein. Dieses Oxidchlorid wirkt korrodierend auf Al- und Chromteile. Diese Korrodierung wird durch eine der Gesamtlösung zugegebenen Schutzgruppe verhindert.

Wirkungsweise:

[0011] Neben der bekannten feuerlöschenden Wirkung und der starken Staubbindung wirkt sich MgCL₂ auf die Frostfestigkeit positiv aus. Als dessen Hauptzweck MgCL₂ in diesem Falle zum Einsatz gebracht wird.
Um eine Frostfestigkeit von - 30° C zu erreichen, werden auf 100 gr. Wasser 25 gr. MgCL₂ gelöst.

[0012] 2. Calciumchlorid CaCL₂ ist im Wasser leicht löslich. Beim Erhitzen über 200° C bildet sich eine poröse farblose Masse.
Die Dichte von CaCL₂ liegt bei 1,68.

Wirkunsweise:

[0013] Als Schutzgruppe wirkt CaCL₂ stark korrosionshemmend gegenüber MgCL₂. Somit wird die Korrosionsgefahr aufgehoben.

[0014] Auch bei CaCL₂ ist, wie bereits bei MgCL₂ beschrieben, die feuerlöschende Wirkung bekannt. Des weiteren eignet sich CaCL₂ sehr gut zur Bindung von Kohlenstaub im Bergbau, und somit werden Staubexplosionen vorbeugend behandelt. In der Hauptsache für das hier vorliegende Feuerlöschmittel wird CaCL₂ dazu eingesetzt, um die Frostfestigkeit zu erhöhen und zu stabilisieren.

[0015] Um eine Frostfestigkeit von -50° C zu erreichen, werden auf 100 gr. Wasser 43 gr. CaCL₂ gelöst.

Löschkomponenten:

[0016] 1. Kaliumsulfat K₂SO₄ ist in Wasser verhältnismäßig leicht löslich. Beim Verdampfen bilden sich farblose kristalline Krusten.
Die Dichte von K₂SO₄ liegt bei 2,67.

Wirkungsweise:

[0017] Durch Verdampfen der gesättigten K₂SO₄-Lösung bildet sich eine relativ homogene kristalline Kruste, die eine Zufuhr von Luftsauerstoff, bzw. den durch thermische Einwirkungen freiwerdenden und bis dahin gebundenen Sauerstoff des Brandherdes verhindert.
Eine sinnvolle Lösung bis zur Sättigungsgrenze liegt bei 100 gr. Wasser und 16,5 gr. K₂SO₄, dabei muß eine gleichbleibende Temperatur von 50° C beibehalten werden.

[0018] 2. Natriumsilikat auch Natriummetasilikat Na₂SiO₃ in Wasser vollkommen löslich mit alkalischer Reaktion. Bei der hier vorgegebenen Lösung ist der pH-Wert = 13,5.
Beim Verdampfen bildet sich ein weißes kristallines Salz.

Wirkungsweise:

[0019] Das Na₂SiO₃ ist die Hauptkomponente des hier beschriebenen Löschmittels dadurch, daß die Lösung eine starke Netzwirkung aufweist und dadurch alle gelösten Salze einschließlich der eigenen in den Brandherd transportiert und somit bei der Verdampfung eine tief in den Brandherd hineinwirkende Sperrschicht aus kristallisierten Salzen aufbaut.

Intiatoren:

[0020] Diammoniumhydrogenphosphat (NH₄)₂HPO₄ in Wasser gut löslich. Beim Verdampfen bildet sich grobkristalliner Niederschlag.

Wirkungsweise:

[0021] Bei Erhitzen zersetzen sich die Ammoniumphosphate unter Bildung von Ammoniak und Polyphosphorsäure.
Ammoniak sowie Polyphosphorsäure bewirken eine Unterbrechung in den Molekülketten, die für die Entwicklung bzw. Weiterentwicklung eines Brandes signifikant sind. Dadurch ist dieses Phosphat ein wirksames Flammschutzmittel und eignet sich, besonders in der hier vorgegebenen Kombination, zur Bekämpfung von Wald- und Steppenbränden. Diese Lßsung wirkt gleichzeitig langwirkend düngend auf den behandelten Pflanzenbereich.

Pufferlösung

[0022] Die Wirkung der Puffersubstanzen beruht auf dem Abfangen von Wasserstoff bzw. Hydroxid-Ionen unter Bildung schwacher Säuren bzw. Basen aufgrund ihres Dissoziationsgleichwertes.
Die Pufferlösung hat die Aufgabe, die Gesamtlösung auf einen pH-Wert von 8 einzustellen. Hierzu wird eine handelsübliche Pufferlösung verwendet, die nach NaOH arbeitet. Um den pH-Wert von 8 einzustellen, werden 46,7 ml auf 1000 ml Gesamtlösung gegeben.

[0023] Die Ermittlung der richtigen Lösungen I-III wird mittels eines Aräometers (DIN 12 791 Bl. 1 und Bl. 2 1969) vorgenommen.

[0024] Die Lösungen IV-V werden durch pH-Wertmessung bestimmt, können aber ebenfalls mit einem Aräometer bestimmt werden.

[0025] Alle hier aufgeführten Komponenten müssen in getrennten Mischtanks aufbereitet werden.

Verfahren:

[0026] Bedingt durch die unterschiedlichen Mischzeiten und Temperaturen ist es erforderlich, daß für jeden Lösungsansatz ein separater Mischbehälter verwendet wird. Die gelösten Einzelkomponenten werden in einem zentralen Sammelbehälter zusammengeführt und unter ständigem Rühren und durch Zugabe der Pufferlösung auf den notwendigen pH-Wert von 7-8 eingestellt. Dieser Vorgang dauert ca. 15-20 Minuten.

[0027] Bei der Produktion von größeren Mengen ist es angezeigt, mehrere Linien aufzubauen, um somit einen quasi kontinuierlichen Produktionsablauf zu gewährleisten.

[0028] Alle Räume müssen gute Be- und Entlüftungsanlagen haben. Das Bedienungspersonal muß mit Gummihandschuhen, Schutzbrillen und Gummischürzen ausgestattet sein.

[0029] Die beweglichen Maschinenteile, wie Ventile, Rührer und Pumpen, müssen regelmäßig mit heißem Wasser gereinigt werden, weil sonst durch die Verkrustungen ein zu hoher Materialverschleiß auftritt.

[0030] Außer heißem Wasser dürfen keine Lösungsmittel verwendet werden.

Ansprüche

1. Feuerlöschlösung zum Löschen von Phosphor- und Metallbränden, wobei in Wasser gelöst sind:
a) als Frostschutzkomponenten
Magnesiumchlorid (MgCl₂) und/oder Calciumchlorid (CaCl₂)
b) als Löschkomponenten
Natriumsilicat (Na₂SiO₃) und/oder Kaliumsulfat (K₂SO₄)
und wobei eine Pufferlösung auf NaOH-Basis zum Einstellen eines pH-Wertes von 8 hinzugefügt wird.

2. Feuerlöschlösung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß Diammoniumhydrogenphosphat ((NH₄)₂HPO₄) als Initiator zugegeben wird.

3. Verfahren zum Herstellung einer Feuerlöschlösung nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einzelkomponenten gesondert gelöst und danach unter ständigem Rühren zusammengeführt werden.