Ученые лаборатории тепломассопереноса Томского политехнического университета разработали и протестировали новый способ применения самоактивирующегося огнетушителя на базе газового гидрата. Устройство тушит пламя ударной волной, возникающей при взрыве гидратной системы. После этого ледяная оболочка гидрата снижает температуру в очаге горения, а инертный газ вытесняет кислород из зоны горения.

Результаты исследования опубликованы в международном научном журнале Gas Science and Engineering.

Газовые гидраты — это соединения газа в ледяной или водной оболочке, в природе формирующиеся на дне океана. Одной из перспективных задач химиков по всему миру является создание эффективной технологии термической конверсии топливных смесей на основе гидратов. Это позволит вырабатывать тепловую и электроэнергию с минимальным ущербом для окружающей среды, а также более эффективно тушить пожары.

Томские ученые предложили использовать для тушения пожаров самоактивирующийся снаряд с гидратом двуокиси углерода. Для его синтеза ученые использовали поверхностно-активные вещества: лаурилсульфат натрия, огнетушащий состав ОС-5, пенообразователь и полисорбат ТВИН-80. Эти вещества образуют пену в водных растворах, что ускоряет подавление возгораний, но при этом не несут негативного влияния на окружающую среду и здоровье человека. Еще один плюс перечисленных ингридиентов — это сравнительно низкая стоимость. Получившийся гидрат поместили в ёмкости из PET-пластика объемом 50 и 100 миллилитров. Для испытаний использовалась гидратная масса с долей гидрата от 35 до 75 грамм.

Емкости с массой помещали в очаг возгорания различных материалов: древесины, ПВХ-панелей, линолеума, кабельной продукции, масел, спиртов, горючих жидкостей и пр.

Образцы газовых гидратов

Эксперименты показали высокую эффективность тушения огня, а также гибкость технико-эксплуатационных характеристик представленного решения.

В частности, было обнаружено, что время срабатывания огнетушителя можно регулировать, варьируя такие параметры, как масса гидрата и объем свободного пространства в огнетушителе, количество добавляемой воды и вид механического воздействия на огнетушитель (удар о сам огнетушитель или его соударение с другими предметами). Например, для увеличения скорости реакции достаточно добавить к гидрату от 25 до 75 миллилитров воды. В некоторых случаях это позволило ускорить срабатывание огнетушителя в 9 раз. А механическое воздействие на огнетушитель снизило время его срабатывания сразу на 20 секунд.

Ученые Томского политеха продолжают изучение газовых гидратов в контексте пожаротушения.

Отдельный пласт работ связан с созданием мультигидратов – гидратов, состоящих из двух и более газов. Такому продукту можно задавать определенные свойства, тем самым увеличивая эффективность действия газового гидрата в пожаротушении. Сегодня в качестве эффективных средств подавления возгораний используются так называемые огнетушащие снаряды. Создание альтернативных тушащих средств откроет путь к повышению эффективности средств пожаротушения, делая их более экологически чистыми и менее повреждающими оборудование и материалы, – заведующий лабораторией тепломассопереноса ТПУ Павел Стрижак.