8068


FIZYKOCHEMIA SPALANIA

(bryg. Urszula Strychalska)

UTLENIANIE A PROCES PALENIA

UTLENIANIE jest zjawiskiem bardzo powszechnie występującym w przyrodzie. Polega ono na egzotermicznej (wydzielanie ciepła) reakcji chemicznej materiału z tlenem. Utlenianie może zachodzić w różnych temperaturach z różną szybkością. W warunkach normalnych proces utleniania zachodzi z niewielką szybkością np. rdzewienie metali, schnięcie farby, butwienie związków organicznych itp. W temperaturach wyższych szybkość utle­niania bardzo wzrasta. Proces utleniania może nastąpić nie tylko przez działanie samego tlenu, ale także związków bogatych w tlen lub zdolnych do oddawania go . Związki te noszą nazwę utleniaczy.

SPALANIE jest to złożony fizykochemiczny proces wzajemnego oddziaływania materiału palnego (paliwa) i powietrza (utleniacza) charakteryzujący się wydzielaniem ciepła i światła a także gazów i dymów. Spalanie się jest procesem fizyko- chemicznym, w czasie którego następuje gwałtowne utlenianie materiału palnego (łączenie się z tlenem lub innymi utleniaczami np. z chlorem, bromem itp. ), połączone z wydzielaniem się ciepła , światła oraz produktów spalania takich jak gazy, dymy itp. Jest to proces fizykochemiczny gdyż obserwować możemy zarówno przekształcenia materiału charakterystyczne dla przemian fizycznych (np. utratę spoistości materiału, jego odkształcenia itp.) oraz chemicznych (np. powstawanie nowych substancji, które dotychczas w otoczeniu nie występowały). Aby mógł powstać i przebiegać proces spalania muszą występować następujące czynniki:

INICJACJA PROCESU SPALANIA- Proces spalania może nastąpić w wyniku zapalenia, zapłonu lub samozapalenia.

TEMPERATURA ZAPALENIA jest to najniższa temperatura, do której należy ogrzać materiał palny aby zapali się on samorzutnie w całej masie bez udziału tzw. punktowego bodźca energetycznego.

W zależności od temperatury zapalenia gazy i pary cieczy podzielone zostały na pięć grup:

Ciała stałe w zależności od temperatury zapalenia podzielone zostały na cztery grupy:

TEMPERATURA ZAPŁONU jest to najniższa temperatura, do której należy podgrzać ciecz palną, aby nad jej powierzchnią powstała mieszanina par cieczy z powietrzem zdolna do zapalenia się, chociaż na krótką chwilę od przesuniętego płomienia tuż nad jej powierzchnią.

Ze względu na temperaturę zapłonu ciecze dzieli się na cztery klasy niebezpieczeństwa pożarowego:

SAMOZAPALENIE (temperatura samozapalenia) jest to egzotermiczny proces zachodzący w wyniku zmian biologicznych, fizycznych lub chemicznych. Wytworzone ciepło powoduje zapalenie się materiału bez zewnętrznego bodźca energetycznego.

CHARAKTERYSTYKA PŁOMIENIA- płomień jest widzialnym efektem procesu spalania, stanowią go palące się gazy i pary wydzielane pod wpływem ciepła z materiału palnego.

Świecenie płomienia jest między innymi efektem żarzących się cząstek węgla oddzielających się od materiału palnego

RODZAJE SPALANIA- w zależności od stanu skupienia substancji palnych, rozróżnia się spalanie homogeniczne i heterogeniczne. Oraz spalenie dyfuzyjne i kinetyczne.

PROCES SPALANIA SIĘ CIAŁ STAŁYCH NA PRZYKŁADZIE DREWNA

Drewno pod wpływem ciepła ulega rozkładowi termicznemu wierzchniej warstwy tzw. pirolizie i przechodzi w stan gazowy, produkty gazowe rozkładu mieszają się nad powierzchnią drewna, z powietrzem i ulegają spalaniu płomieniowemu. Ciepło wytworzone w czasie tego spalania częściowo wraca do powierzchni drewna w postaci energii zwróconej, która podgrzewa drewno i powoduję dalszą jego pirolizę.

W strefie pirolizy drewna występują następujące procesy:

Zapalenie się drewna następuję w temperaturze ok. 250 - 3000 C

SCHEMAT SPALANIA CIAŁ STAŁYCH:

CIEPŁO

np. siarka, fosfor

np. kamfora, naftalina

np. papier, drewno

topnienie

parowanie

parowanie

rozkład

utlenianie

utlenianie

utlenianie

zapalenie

zapalenie

zapalenie

palenie

palenie

palenie

CIEPŁO

PROCES SPALANIA SIĘ CIECZY:

Spalanie cieczy, przebiega znacznie łatwiej niż ciał stałych. Poprzedza je parowanie połączone z mieszaniem się par z powietrzem. Zapalenie nastąpi z chwilą gdy osiągnięte zostanie odpowiednie stężenie (nie niższe od dolnej granicy zapalności a tlenu w mieszaninie będzie nie mniej niż 12 % objętości) i pojawi się bodziec energetyczny.

SCHEMAT SPALANIA CIECZY:

CIEPŁO

parowanie

utlenianie

zapalenie

palenie

CIEPŁO

PROCES SPALANIA GAZÓW:

Spalanie gazów może przebiegać dyfuzyjny lub kinetyczny (wybuchowe).Wydzielające się gazy z urządzeń technologicznych czy butli na otwartą przestrzeń stwarzając niebezpieczeństwo rozprzestrzeniania się pożaru.

Schemat spalania gazów:

CIEPŁO

utlenianie

zapalenie

palenie

CIEPŁO

MACHANIZM SPALANIA GAZÓW- spalać się mogą zarówno dyfuzyjnie jak i kinetycznie. Największe zagrożenie znajduje się wtedy, gdy gaz spala się kinetycznie. W kinetycznym reżimie spalania, paliwo fazowe i powietrze (utleniacz) przed zapaleniem są wstępnie zmieszane. W celu zapoczątkowania reakcji spalania w mieszaninie palnej, niezbędne jest dostarczenie do mieszaniny energii cieplnej w postaci np. iskry elektrycznej. W wyniku zapalenia mieszaniny powstaje czoło płomienia przemieszczające się już samoczynnie poprzez całą pozostałość mieszaniny. W takich warunkach spalanie przebiega z dużymi szybkościami. Są one określone przede wszystkim szybkością utleniania a nie względnie wolnym, fizycznym procesem mieszania się paliwa z powietrzem, która to szybkość określa zachowania się paliw podczas spalania dyfuzyjnego.

Spalanie kinetyczne:

-bez wzrostu ciśnienia → zapłon→ ciśnienie zerowe→ prędkość spalania do 5 m\s

- ze wzrostem ciśnienia:

*→ wyfuknięcie→ ciśnienie do 15 kPa→ prędkość spalania 4-10 m\s

*→ wybuch → ciśnienie do 100 kPa → prędkość spalania do 100 m\s

* → detonacja → ciśnienie do 1000 kPa→ prędkość spalania powyżej 100 m\s

Niebezpieczeństwo wybuchu gazów i par w mieszaninie powietrza opisuje się przez podanie:

- szybkości rozprzestrzeniania się płomienia

- temperatury zapalenia

- granic wybuchowości

WYBUCH- jest to zespół zjawisk towarzyszących bardzo szybkiemu przejściu układu z jednego stanu równowagi w drugi z wyzwoleniem znacznej ilości energii. Wybuchy dzielą się ogólnie na:

- fizyczne- jest to taki wybuch, podczas którego składniki układu nie ulegają reakcjom chemicznym, np. wybuch kotła parowego, wybuch butli z tlenem, zbiornika ze skroplonym gazem itd. Czyli po wybuchu substancja w wyniku rozprężania której wybuch nastąpił, jest tą samą substancją, przykładowo podczas wybuchu fizycznego kotła parowego przed i po wybuchu jest ten sam związek chemiczny - para wodna(H2O).

- chemiczne- jest to bardzo szybko przebiegająca egzotermiczna reakcja spalania, której towarzyszy powstawanie dużej ilości gazowych produktów spalania. Np. podczas wybuchu 1 k pyłu skrobi tworzy się ok. 4 m3 produktów spalania, co w konsekwencji powoduje wzrost ciśnienia. W zależności od mechanizmu i prędkości przebiegu reakcji, wybuchy chemiczne dzielą się na:

* deflagracja - jest to taki wybuch chemiczny, podczas którego powstała energia cieplna, zgromadzona w produktach spalania, przekazywana jest od warstwy spalającej się do warstwy nieobjętej spalaniem, w drodze przewodnictwa i promieniowania. Prędkość linowa deflagracja zależna jest od ciśnienia zewnętrznego.

* detonacja- jest to zjawisko wybuchu przebiegające z dużą, stałą prędkością liniową. Detonacja charakteryzuje się powstanie tzw. fali detonacyjnej, czyli uderzeniowej, na czele której powstaje bardzo wysokie ciśnienie (rzędu kilkuset tysięcy KG/cm2) i bardzo wysoka temperatura.

Wysokość ciśnień tworzących się podczas detonacji zależy od szybkości spalania mieszaniny. Im jest ona wyższa tym powstają wyższe ciśnienia. Jest to spowodowane:

+ rozprężaniem się gazów powybuchowych, poruszających się odśrodkowo z wielką prędkością przesuwających warstwy otaczającego miejsce powstania detonacji powietrza,

Granice wybuchowości są zmienne i zależą od:

Podział gazów ze względu na DGW:

CIŚNIENIE - w miarę obniżania się ciśnienia, zakres granic wybuchowości mieszanin zwęża się aż do zrównania dolnej i górnej granicy wybuchowości, czyli dla każdej mieszaniny gazów istnieje pewne krytyczne ciśnienie, poniżej której właściwości wybuchowe i zdolność do zapalenia się przestają istnieć. Natomiast gdy ciśnienie rośnie, granice wybuchowości zdążają do określonych wartości lub w wielu przypadkach nie zmieniają się. Zmianę granic wybuchowości w zależności od zmiennego ciśnienia wytłumaczyć można zmianą szybkości rozprzestrzeniania się płomienia. Rozprzestrzenianie się płomienia na całą objętość mieszaniny może zaistnieć tylko w tym przypadku, kiedy od zapalonej warstwy gazu do jeszcze niezapalonej warstwy gazu przekazana będzie odpowiednia ilość ciepła.

TEMPERATURA - w miarę wzrostu temperatury mieszaniny palnej gazów, granice wybuchowości rozszerzają się, czyli mieszanina staje się bardziej wybuchowa.

BODZIEC TERMICZNY - w miarę zwiększania się mocy początkowego impulsu, granice wybuchowości również rozszerzają się.

ILOŚĆ GAZU OBOJĘTNEGO W MIESZANINIE - dodanie dwutlenku węgla lub azotu do palnej mieszaniny, znacznie zmniejsza zakres granic zapalności.

SKŁAD - najbardziej niebezpieczną i wybuchową nie jest ta mieszanina, której skład chemiczny pozwala na całkowite spalenie, lecz taka, która ma pewną nadwyżkę łatwo zapalnej pary lub gazu, w stosunku do ilości tlenu zawartego w powietrzu.

Miejsce zainicjowania zapłonu i kierunek dalszego rozprzestrzeniania się płomienia - ciepło przenoszone jest na drodze konwekcji.

STĘŻENIE TLENU W MIESZANINIE - przy górnej granicy wybuchowości tlen znajduje się w niedomiarze. O ile w takiej mieszaninie w miejsce azotu wprowadzi się tlen, wówczas większa część składnika palnego będzie mogła zareagować i stężenie składnika odpowiadające górnej granicy wybuchowości ulegnie podniesieniu. W mieszaninie odpowiadającej górnej granicy wybuchowości, tlen znajduje się w nadmiarze, czyli zwiększenie stężenia tlenu wywiera minimalny wpływ na obniżenie wartości liczbowej dolnej granicy wybuchowości.

MIESZANINA WYBUCHOWA jest to mieszanina gazów, par lub mgieł palnych cieczy, a także pyłów lub włókien z powietrzem lub z innymi gazami utleniającymi, o stężeniu substancji palnej zawartym między dolną a górną granicą wybuchowości, w której po zaistnieniu zapłonu reakcja przebiega dalej samorzutnie.

PRODUKTAMI PROCESU SPALANIA MOGĄ BYĆ:

ENERGIA CIEPLNA.

Dla naszych potrzeb należy zwrócić uwagę na trzy drogi rozchodzenia się ciepła (przekazywania energii ):

PRZEWODNOŚĆ CIEPLNA - jest to ilość ciepła przepływająca w jednostce czasu przez jednostkę powierzchni i zależy od następujących parametrów:

Przez przewodnictwo cieplne zapaleniu mogą ulec materiały stykające się z przedmiotami będącymi dobrymi przewodnikami ciepła, może to nastąpić w sąsiednim pomieszczeniu.

UNOSZENIE ( KONWEKCJA ) - jest to wymiana cieplna przez masy cieczy lub gazu, zachodząca wskutek różnicy ciśnień wywoływanych różnicami temperatury i gęstości w różnych miejscach cieczy lub gazu.

Wymiana ciepła drogą konwekcji zależy od następujących czynników i parametrów:

W warunkach pożaru rozchodzenie się ciepła drogą unoszenia powoduje tworzenie się ciągów powietrza, mogących przenosić produkty spalania na duże odległości, inicjując nowe ognisko pożaru.

PROMIENIOWANIE CIEPLNE ( TERMICZNE ) - emitowane jest przez każde ciało o temperaturze wyższej od bezwzględnego zera.

Energia promieniowania przekazywana jest prze fale o różnej długości. Promieniowanie jest formą wymiany ciepła, ponieważ w wyniku pochłaniania promieniowania przez inne ciało energia promieniowania zamienia się powtórnie na cieplną.

STAŁE PRODUKTY SPALANIA to między innymi:

GAZY PALNE.

Do gazów palnych powstających przy spalaniu materiałów organicznych zalicza się tlenek węgla, wodór, niektóre węglowodory. Rodzaje i ilości powstających przy spaleniu gazów palnych zależy przede wszystkim od rodzaju palącego się materiału oraz ilości powietrza w strefie spalania. Dla orientacji podaje się, że przy suchej destylacji drewna w temperaturze 1000 st. C powstaje ok. 170 litrów palnych gazów. Palne gazy wydzielające się podczas pożaru stwarzają poważne zagrożenie. Gromadzące się w płonącym pomieszczeniu gazy pożarowe nagrzewają się do temperatury wyższej od temperatury samozapalenia. Nie ulegają one jednak spaleniu w strefie pożaru ze względu na niedostatek tlenu w tej strefie. Jeżeli nieumiejętnie otworzymy drzwi lub wybijemy okno, wówczas zostanie dostarczona dostateczną ilość tlenu i zapalają się płomieniem podpalając znajdujące się w pobliżu materiały palne. Spalanie się gazów palnych może mieć charakter wybuchu, co powoduje dodatkowe straty i potęguje rozwój pożaru.

GAZY TOKSYCZNE.

Ze względu na pochodzenie gazy toksyczne wydzielające się w czasie pożaru można podzielić na:

pochodzące z rozkładu różnych substancji chemicznych (mas plastycznych, środków ogniochronnych, itp.),

pochodzące ze spalania samych materiałów.

W pierwszym przypadku skład i ilość gazów mogą być bardzo różne. Bez wystąpienia najbardziej niebezpieczne są związki chloru, szczególnie obficie wydzielające się w czasie rozkładu termicznego polichlorku winylu (PCV). Związki chloru są bardzo niebezpieczne dla życia ludzi, a ponadto doprowadzają do dużych zniszczeń w budynkach i urządzeniach.

Szczególnie groźne dla organizmu są substancje toksyczne , które znajdują się w dymach pożarów rozwijających się we wnętrzach, gdyż brak dopływu świeżego powietrza sprawia iż stężenie substancji toksycznych jest duże i jeszcze rośnie. Zwykle ilość substancji toksycznych jest proporcjonalna do gęstości dymu- im większe zadymienie tym więcej w nim związków toksycznych. W produktach spalania występują najczęściej substancje toksyczne takie jak : tlenek węgla, dwutlenek siarki, tlenki azotu, siarkowodór, fosgen, chlorowodór, cyjanowodór. Przy spalaniu tworzyw sztucznych, tkanin i włókien syntetycznych oraz żywic powstają pary i gazy toksyczne. Oddziaływanie toksycznych produktów spalania może być powodem zatrucia śmiertelnego, ciężkiego , lekkiego lub przewlekłego. Większość zatruć w akcjach gaśniczych staje się odczuwalna od razu po wchłonięciu pierwszych dawek gazów , par, przez oddychanie lub skórę. Niektóre jednak związki działają dopiero po dłuższym czasie od chwili wchłonięcia, to znaczy po kilku lub kilkudziesięciu godzinach.

CHARAKTERYSTYKA OGÓLNA NAJCZĘŚCIEJ SPOTYKANYCH PODCZAS POŻARÓW ZWIĄZKÓW TOKSYCZNYCH:

DYMY POŻAROWE.

Wskutek niepełnego spalania materiałów tworzy się dym.

Składa się on z drobniutkich nie spalonych cząstek ciał unoszących wraz z gazami pożarowymi w powietrzu.

Dymy są tym obfitsze i ciemniejsze im bardziej niekompletne jest spalanie. Dymy pożarowe stanowią poważne utrudnienie w akcjach gaśniczych, stwarzają także śmiertelne niebezpieczeństwa dla ludzi, utrudniając ich ewakuację.

Jak wykazuje doświadczenie, jeżeli gęstość dymów osiągnie pewną wartość krytyczną, przebycie strefy zadymionej bez sprzętu ochrony dróg oddechowych staje się niemożliwe. Przyjmuje się że przy spalaniu 1 kg drewna tworzy się ok. 5,5 m3 dymów, a z 1 kg spalonych szmat aż 9-10 m3 dymu.

Dymy pożarowe mają określony kolor, zapach i smak. Cechy te zależą od właściwości zawieszonych cząstek stałych, par i gazów. Wygląd zewnętrzny dymu pozwala określić rodzaj palących się ciał i intensywność spalania.

PŁOMIEŃ to widzialna objętość gazowa, w której przebiegają procesy rozkładu termicznego, utleniania, spalania itd. Płomień powstaje w części przestrzeni, w której zachodzi chemiczna reakcja spalania. Wysokość temperatury płomienia może być różna w zależności od rodzaju spalanego materiału. Im jaśniejszy płomień tym wyższa jest jego temperatura.

INNE ZJAWISKA WYSTĘPUJĄCE W PROCESIE SPALANIA:

SZYBKOŚĆ SPALANIA MISZANIN GAZOWYCH:

Szybkość spalania mieszanin gazowych z tlenem lub powietrzem jest zmienna w zależności od charakteru składnika palnego i jego stężenia.

Jeżeli w rurze wypełnionej mieszaniną par cieczy lub gazów z powietrzem względnie tlenem, zostanie zainicjowane spalanie, wówczas po pewnym czasie ustali się pewną szybkość rozchodzenia się płomienia, a ściślej czoła płomienia (frontu płomienia).

CZOŁO PŁOMIENIA- określa się bardzo cienką warstwę płomienia, w której przebiega chemiczna reakcja spalania, charakteryzująca się wydzielaniem ciepła i światła.

MASOWA SZYBKOŚĆ SPALANIA(Um= [g/cm2s])- jest to ilość składnika palnego w ramach, przereagowująca w czasie 1 sekundy, w jednostce powierzchni frontu płomienia.

TEMPERATURA ZAPALANIA: waha się w granicach 400-600 ºC

GRANICE ZAPALNOŚCI (WYBUCHOWOŚCI)- przez granice zapalności (wybuchowości) należy rozumieć minimalną (dolną granicę) lub maksymalną(górną granicę) zawartości składnika palnego w mieszaninie z powietrzem, przy której zapłon jest już (jeszcze) możliwy.

Granica zapalności mieszanin palnych par i gazów z powietrzem, oznacza się w % objętościowych, rzadziej w
g/m3.

Aby mieszanina gazu, pary - z powietrzem mogła się spalać, stężenie składnika palnego w mieszaninie, musi znajdować się w wybuchowym zakresie stężeń, tzn. pomiędzy wartościami odpowiadającymi dolnej i górnej granicy zapalności. Przy dolnej granicy zapalności mamy do czynienia z tak znacznym nadmiarem powietrza, że uzyskiwane temperatury spalin są zbyt niskie dla ogrzania następnych warstw mieszaniny powyżej temperatury zapalenia w dostatecznie krótkim czasie.

Przy górnej granicy zapalności, składnik palny znajduje się w tak dużym nadmiarze, że i w tym przypadku efekt cieplny reakcji i temperatura spalin jest za mała dla podtrzymywania spalania. Spalaniu bowiem ulega tylko część składników palnych. Poza tym, cześć energii zostaje zużyta na równolegle przebiegające endotermicznie reakcje rozkładu.

Granice wybuchowości są zmienne i zależne od:

- ciśnienia,

- temperatury,

- bodźca termicznego,

- ilości gazu objętego w mieszaninie,

- miejsca zainicjowania zapłonu i kierunku dalszego rozprzestrzeniania się płomienia,

- stężenie tlenu w mieszaninie,

- skład - najbardziej niebezpieczną i wybuchową nie jest ta mieszanina, której skład chemiczny pozwala na całkowite spalenie (skład stechiometryczny), lecz taka, która ma pewną nadwyżkę łatwo zapalnej pary gazu lub gazu, w stosunku do ilości tlenu zawartego w powietrzu.

MECHANIZM SPALANIA CIECZY

Spalanie cieczy zachodzi wtedy, gdy nad powierzchnią cieczy znajduje się zdolna do spalania mieszanina par cieczy z powietrzem. Jeżeli stężenie par jest niższe od stężenia odpowiadającego dolnej granicy zapalności lub jeśli jest za mało powietrza np. rozrzedzenie par gazem obojętnym spalanie cieczy jest praktycznie niemożliwe. Aby powstała palna mieszanina par cieczy z powietrzem zapaliła się, ciecz musi mieć temperaturę nie niższą niżej temperatura zapłonu, a ilość tlenu w mieszaninie nie może być mniejsza niż 12% obj. Spalanie mieszaniny może nastąpić w obecności źródła ciepła posiadającego odpowiednią energię cieplną.

Parametry decydujące o mechanizmie spalania:

1. TEMPERATURA ZAPŁONU- najniższa temperatura, przy której ciecz zdolna jest do wyemitowania takiej ilości par, które zmieszane z utleniaczem zdolne są do zapalenia na krótką chwilę od bodźca przesuniętego nad jej powierzchnią

Lub

Najniższa temperatura cieczy ogrzewanej w ściśle określony sposób, której pary tworzą z powietrzem mieszaninę zapalającą się przy zbliżeniu płomienia.

Temperatura zapłony charakteryzuje tylko ciecze palne, nie charakteryzuje gazów, bo ulegają zapłonowi w temperaturze każdej wyższej od temperatury skroplenia. Temperatura jest najważniejszym parametrem pożarniczym cieczy. Jest ona podstawą klasyfikacji cieczy na III klasy pożarowe:

I - ciecze o temperaturze zapłonu do 21ºC

II- ciecze o temperaturze zapłonu 21 - 55 ºC

III- ciecze o temperaturze zapłonu 55 - 100 ºC

Klasy określa się, aby zapewnić prawidłowy reżim transportu i magazynowania:

I i II- ciecze niebezpieczne pożarowo, natomiast III- ciecze palne.

W celu określenia temperatury zapłonu mieszaniny, a składającej się z dwóch cieczy zmieszanych w stosunku 1:1 obliczamy średnią arytmetyczną temperatur (temperatury poniżej średniej arytmetycznej- temperatura zapłonu. Natomiast dla kilku substancji zmieszanych w różnych stosunkach- temperatura zapłonu zbliżona jest liczbowo do temperatury zapłonu tej cieczy, której jest najwięcej.

2. TEMPERATURA ZAPALENIA- najniższa temperatura materiału, który ogrzany strumieniem ciepła dostarczonym z zewnątrz w wyniku rozkładu termicznego wydziela palną fazę lotną o stężeniu umożliwiającym jego zapalenie, tzn. samorzutne pojawienie się płomienia.

3. SAMOZAPALENIE- proces zapoczątkowania reakcji spalania zachodzącym w wyniku zmian biologicznych, fizycznych i chemicznych, przy czym samonagrzewanie materiału i w konsekwencji uch samozapalenie następuje samorzutnie bez udziału zewnętrznego strumienia ciepła oraz bez udziału punktowego źródła ciepła.

4. PRĘŻNOŚĆ PAR- para nasycona (taka sama ilość części przechodzi w stan pary jak i zostaje skroplona).

5. DOLNA I GÓRNA GRANICA WYBUCHOWOŚCI (ZAPALNOŚCI)- temperatura wrzenia = para nasycona= DGW(Z)=temperatura zapłonu.

6. MASOWA SZYBOŚĆ SPALANIA- idealnie zgrana z intensywnością podawania środka gaśniczego w celu uzyskania efektu pozytywnego.

Kiedy temperatura cieczy jest równa lub wyższa od jej temperatury zapłonu, mieszanina par z powietrzem istniejąca nad cieczą ulega zapłonowi przy wprowadzeniu do tej mieszaniny źródła ciepła, posiadającego niezbędny zapas ciepła do ogrzania mieszaniny do tej temperatury. Po zapaleniu, gdy temperatura górnej warstwy cieczy jest wyższa od temperatury zapłonu, ustala się spalanie ciągłe.

Podczas spalania cieczy powstaje płomień, w którym ma miejsce energetyczne przygotowanie pary cieczy do spalanie (ogrzania, dysocjacja termiczna) a następnie mieszanie otrzymanych produktów z powietrzem, utlenianie i spalanie. Spalanie mieszaniny przebiega w cienkiej warstwie strefy spalania. Do strefy spalanie z powierzchni cieczy dyfundują pary, a z powietrza do płomienia dyfunduje tlen.

Temperatura strefy spalania w każdym punkcie strefy jest wyższa od temperatury zapalenia mieszaniny, dlatego strefa spalania jest stałym źródłem zapalenia.

Konieczne do parowania ciepło jest przekazywane drogą promieniowania od strefy spalania płomienia do powierzchni cieczy. W ten sposób w procesie spalania cieczy ustala się równowaga pomiędzy ilością ciepła przekazywaną drogą promieniowania ze strefy spalania do powierzchni cieczy, a ilością ciepła zużywaną na powstanie par dyfundujących z powierzchni cieczy do płomienia. Jeśli ta równowaga zostanie naruszona, proces spalania cieczy zostaje przerwany. Szybkość spalania cieczy określa się najczęściej jako ubytek jednostki objętości cieczy w czasie [ml/min]. Zależy ona od wielu czynników np. budowy cieczy, jej początkowej temperatury, średnicy zbiornika, w którym się znajduje ilości cieczy w zbiorniku, szybkości wiatru i innych czynników.

OBCIĄŻENIE CIEPLNE POWIERZCHNI PAROWANIA CIECZY:

- niezależnie od sposobu ogrzewania cieczy, ilość ciepła, wypromieniowana przez płomień dyfuzyjny do powierzchni palącej się cieczy (tzw. obciążenie cieplne), jest wielkością stałą, charakterystyczną dla danej cieczy,

- podczas spalanie się cieczy obciążenie cieplne powierzchni parowania zależy tylko od właściwości fizykochemicznych cieczy (przy jednakowych warunkach zewnętrznych),

- największe obciążenia cieplne powierzchni parowania mają te ciecze, które podczas spalania dają płomień silnie kopcący, charakteryzujący się duża zdolnością promieniowania ciepła,

- szybkość spalania cieczy rośnie wraz ze wzrostem temperatury i wzrostem obciążenia cieplnego, a zmniejsza się wraz ze wzrostem ciepła parowania cieczy i ciepła właściwego,

- szybkość spalania się cieczy osiąga wartość maksymalną, jeśli wstępnie, przed spalaniem, ciecz ogrzana jest do temperatury wrzenia, a minimalną, jeśli przed spaleniem ciecz ma temperaturę równą temperaturze krzepnięcia.

Górna warstwa cieczy ogrzewa się do temperatury wrzenia, i nie obserwuje się znacznego przegrzewania się warstwy cieczy, położonej głębiej w zbiornik. W czasie spalania w takich warunkach, niewielka warstewka przegrzana znajdująca się tuż pod powierzchnią nie ulega powiększeniu i ma stałą grubość. Wcześniej już zaznaczono, że ciepło dochodzące z płomienia do powierzchni cieczy jest zużywane na ogrzanie powierzchni cieczy do jej temperatury wrzenia i odparowania cieczy.

Jeśli szybkość parowania cieczy jest niewielka, to ciepło otrzymywane z płomienia jest zużywane przede wszystkie na ogrzanie cieczy co powoduje w konsekwencji jej przegrzewanie w głąb. W czasie spalania szybkość parowania cieczy jest równoznaczna z szybkością spalania ze swobodniej powierzchni. W związku z powyższym przegrzewanie się cieczy w głąb jest tym większe im mniejsza szybkość spalania. Wszystkie łatwo zapalne ciecze jednorodne mają znacznie większą szybkość spalania niż szybkość przegrzewania, dlatego podczas ich spalania obserwuje się nieznaczną stałą szybkość przegrzewania w głąb.

Ciecze niejednorodne o dużej lepkości (mazut, ropa naftowa itp.) mają niewielką szybkość spalania ze swobodnej powierzchni w porównaniu z szybkością przegrzewania, dlatego też tworząca się warstwa przegrzewana w czasie trwania spalania powiększa się i przesuwa w głąb.

Praktycznie wszystkie typowe paliwa spalają się w ten sposób, że w takcie pożaru szerokość warstwy przegrzanej wzrasta, zwiększając możliwość zaistnienia wielu zjawisk m.in., wykipienia cieczy i jej wyrzutu ze zbiornika.

Zjawisko kipienia jest prawdopodobne w przypadku cieczy o dużej lepkości, zawierającej emulowane nierozpuszczalne substancje o niskiej temperaturze wrzenia.

Najczęściej substancją tą jest woda, której obecność w produktach naftopochodnych jest związana z procesem wydobywania ropy naftowej. Zawartość wody w ropie w zależności od jej pochodzenia i wydobycia, waha się od 0,03% do około 1%. W czasie magazynowania i w początkowym okresie spalania woda jest mniej lub bardziej równomiernie rozłożona, w masie cieczy. W wyniku zmniejszenia lepkości górnej warstwy cieczy na wskutek nagrzewania się, zawieszone krople wody stopniowo opadają, zatrzymując się w głębszych warstwach cieczy o stosunkowo dużej lepkości. Jednocześnie krople wody nagrzewają się i gdy osiągną określona temperaturę wonczas wyparowują. Wytwarzająca się para wodna powoduje spienienie cieczy, która przelewa się przez krawędź zbiornika.

Jeśli kropelki wody utworzą na dnie zbiornika z cieczą palną warstwę wody, wtedy po osiągnięciu przez warstwę przegrzaną temperatury ponad 100ºC, woda przemienia się szybko w parę. Wskutek ogromnego wzrostu objętości powstałej pary w stosunku do objętości wody, z której ona powstała, następuje wyrzucenie całej zawartości cieczy palnej istniejącej w zbiorniku i w konsekwencji rozprzestrzenienie się pożaru na znacznie większą powierzchnię.

Najczęściej kipi ropa naftowa i mazut, a więc produkty o stosunkowo dużej lepkości umożliwiającej zatrzymanie zawieszonych w nich kropel wody. Stwierdzono, że zależnie od spalającego się produktu istnieje dolna granica wilgotności, poniżej której wykipienie i wyrzut nie jest możliwy (poniżej 0,1% wody). Gdy zawartość wody jest większa niż 20% powstająca emulsja nie pali się

WYBUCH BLEVE

Jest to eksplozja rozprężającej się wrzącej cieczy. Charakterystyczne są one dla palnych cieczy utrzymywanych pod ciśnieniem w zbiornikach. Zdarzenie rozpoczyna się do zewnętrznego pożaru zasilanego przez substancje palną wypływającą ze zbiornika. Płomienie atakują powierzchnie zbiornika będącą w kontakcie z jego ciekła zawartością. Wrzenie zwiększa ciśnienie pary, ale utrzymuje względnie chłodna zwilżoną część zbiornika. Miejsca gdzie ogień atakuje z zewnątrz część powierzchni zbiornika, gdzie kontaktuje się tylko z parą, odbiór ciepła jest mały. W wyniku tego w tych miejscach gwałtownie rośnie temperatura powierzchni metalu. Metalowa powłoka zbiornika słabnie i przy wzroście ciśnienia w zbiorniku pęka. W wyniku uszkodzenia zbiornika jego zawartość utrzymywana pod ciśnieniem zostaje gwałtownie wyrzucona na zewnątrz i rozprężając się tworzy chmurę pary z kropelkami cieczy. Płomienie na zewnątrz powodują zapłon chmury u utworzenia się kuli ognistej.

FAZY BLEVE

I WYPADEK (AWARIA ZBIORNIKA)

Wzrost ciśnienia w zbiorniku powoduje m.in. przepełnienie, przegrzanie, zewnętrzny pożar, wewnętrzne eksplozje. Obniżenie wytrzymałości zbiornika może być przez korozję, zmęczenie, kolizję, zderzenie. Przyczynami pośrednimi może być pożar zewnętrzny, kolizja i uderzenie w ściankę zbiornika.

II procesowi wypływu towarzyszy faza uwolnienia, która rozpoczyna się od rozszczelnienia. W przypadku małego otworu następuje działanie sił ciśnienia wewnętrznego na otwór w celu powiększenia. Jeśli jest wytrzymały nie nastąpi powiększenie i wypływ będzie miał charakter ciągły lub chwilowy. Powstanie dużego otworu lub pęknięcia katastroficznego- 100 m/s wzdłuż zbiornika.

Jeśli nastąpi rozszczelnienie powyżej lustra cieczy to następuje wypływ pary wraz z kropelkami cieczy (aerozol). Wypływ może mieć charakter ciągły. Powstanie otworu w przestrzeni ciekłej spowoduje wypływ cieczy oraz części pary powstałej w wyniku przemiany fazowej. Ciecz wrze na zewnątrz zbiornika z intensywność zależy od rozmiaru otworu, ilości uwolnionej substancji oraz właściwości gruntu. Powstała para dołącza do fazy parowej dyspergując w otoczeniu.

SPALANIE CIAŁ STAŁYCH

Palność organiczna ciała stałego jest cechą materiały oznaczająca iż w określonej temperaturze produkty termicznego rozkładu utleniają się aż do wystąpienia spalania. Spalanie materiału jest poprzedzone ich rozkładem termicznym. Skład o objętość tworzącej się fazy lotnej zależy od struktury materiału i jego właściwości fizycznych oraz od warunków, w których przebiega rozkład termiczny (m. in. temperatura rozkładu, szybkość wzrostu temperatury w materiale, zawartość tlenu w otoczeniu, szybkość przepływu w układzie). Sposób przekształceń między fazowych zależy od rodzaju materiału. Ogólnie ciała stałe pod wpływem ciepła mogą ulegać rozkładowi, topnieniu, sublimacji, parowaniu, co powoduje, że w początkowym okresie ogrzewania temperatura ciała stałego wzrasta bardzo powoli. Dopiero utlenianie produktów lotnych powoduje zmianę stanu energetycznego powstałego układu.

SZYBKOŚĆ SPALANIA

w płomieniu dyfuzyjnym szybkość spalania jest równoważona szybkością dostarczania do płomienia gazowych produktów palnych

0x01 graphic

Qp- strumień ciepła dostarczony z płomienia do powierzchni

Ql- strumień ciepła tracony z powierzchni poprzez promieniowanie

Lv- ciepło gazyfikacji, tzn. ilość ciepła niezbędna do powstania 1 g substancji lotnych.

METODY PRZRYWANIA PROCESU SPALANIA

Każdy środek gaśniczy posiada kilka mechanizmów przerywania procesu spalania, jednak jeden z nich jest zawsze dominujący.

MECHANIZMY PRZERYWANIA:

  1. IZOLACJA MATERIAŁU PALNEGO OD UTLENIACZA- piany gaśnicze, woda z środkami zwiększającymi lepkość, gazy ciężkie CO2, halony.

  2. OBLIŻENIE UTLENIACZA W STREFIE SPALANIA- gazy inertne, para wodna, halony.

  3. OCHŁODZENIE MATERIAŁU PALĄCEGO- strumienie mgłowe, piany gaśnicze.

  4. CHEMICZNE ZAHAMOWANIE PROCESÓW OKSYDOREDUKCYJNYCH- proszki gaśnicze o właściwościach inhibicyjnych, halony.

  5. OCHŁODZENIE STREFY SPALANIA- rozpylone prądy wodne.

  6. IZOLACJA MATERIAŁY PALNEGO PRZEZ PROMIENIOWANIEM CIEPLNYM- piany gaśnicze i woda zagęszczona.

PODZIAŁ ŚRODKÓW GASNICZYCH:

  1. WODA:
    - wodne roztwory środków zwilżających
    - wodne roztwory środków zagęszczających
    - inne wodne roztwory

  2. PIANY GAŚNICZE:
    - pianotwórcze środki proteinowe
    - pianotwórcze środki syntetyczne
    - pianotwórcze środki syntetyczne perfluorowane AFFF
    - pianotwórcze środki proteinowe z dodatkiem związków perfluorowanych typ +F, PF
    - pianotwórcze środki proteinowe do gaszenia cieczy polarnych
    pianotwórcze środki syntetyczne do gaszenia cieczy polarnych

  3. PROSZKI GAŚNICZE:
    - proszki gaśnicze typu ABC
    - proszki gaśnicze typu BC
    - proszki gaśnicze typu D
    - proszki gaśnicze typu specjalne

  4. HALONY

  5. GAZY GAŚNICZE:
    - dwutlenek węgla
    - gazy generatorowe
    - gazy spalinowe
    - inne gazy

  6. INNE ŚRODKI GAŚNICZE

PIANY GAŚNICZE

PODZIAŁ ZE WZGLĘDU NA LICZBE SPIENIENIA:

CZYNNIKI NISZCZĄCE PIANĘ:

NA TRWAŁOŚĆ PIANY WPŁYWA:

PODZIAŁ ZE WZGLĘDU NA KSZTAŁT:

PODZIAŁ ZE WZGLĘDU NA SPOSÓB WYTWORZENIA:

WŁAŚCIWOŚCI PIANY GAŚNICZEJ OKREŚLAJĄ:

PODZIAŁ ZE WZGLĘDU NA ZASTOSOWANIE:

wszystkie środki proteinowe i syntetyczne muszą posiadać substancje odpowiedzialne za:

zdolność do tworzenia piany, rozpuszczalność wszystkich składników, obniżenie temperatury krzepnięcia, obniżenie korozyjnego działania koncentratu i jego roztworu, stabilność i odporność termiczną, konserwanty, barwniki, substancje bakteriobójcze.

WŁASNOŚCI

P

FP

FFP

AFF

AR-AFF

S

Szybkość rozpływania

niska

umiarkowana

dobra

b. dobra

dobra

dobra

Odporność na nawrót palenia

dobra

b. dobra

dobra

dobra

b. dobra

niska

Odporność na niszczące działanie paliw

niska

dobra

dobra

dobra

b. dobra

niska

PROSZKI GAŚNICZE

Proszkiem gaśniczym według PN jest środek gaśniczy w postaci bardzo rozdrobnionych stałych środków chemicznych, składający się z jednego lub kilku składników podstawowych oraz dodatków polepszających jego właściwości.

PODZIAŁ PROSZKÓW GAŚNICZYCH.

Proszki możemy również podzielić w zależności od grup pożarów:

  1. Proszki BCE - gaszące tylko pożary płomieniowe. Podstawowymi składnikami tych proszków są wodorowęglany metali alkalicznych, węglany oraz siarczany.

  2. Proszki ABCDE - uniwersalne, gaszą pożary płomieniowe, bezpłomieniowe oraz płonące metale. Głównym składnikiem tych proszków są fosforany amonowe, niekiedy z dodatkiem siarczanów i wodosiarczanów amonowych.

  3. Proszki specjalne- przeznaczone do gaszenia pożarów metali. Bazą tych proszków jest cztero-boran sodowy, wysokotopliwe żywice, chlorki sodu lub potasu, mikrogranulki węglowe lub grafitu.

DZIAŁANIE GAŚNICZE PROSZKU POLEGA NA:

PODSTAWOWE ZASADY POSŁUGIWANIA SIĘ PROSZKIEM PODCZAS GASZENIA POŻARU.

Staramy się odejść od ogniska pożaru aby w strefę spalania wprowadzić chmurę proszku.

Wytwarzamy jednolitą ścianę z obłoku proszku , odcinając powierzchnię ugaszoną od palącej się .

Gasząc na otwartej przestrzeni stanowiska gaśnicze zajmujemy z wiatrem , naprowadzając chmurę proszku nad ognisko pożaru.

Obłok proszku można kierować w płomienie , a zatem nie musimy szukać ogniska pożaru . Efektem towarzyszącym gaszeniu może być chwilowy przyrost objętości płomienia.

Posługując się gaśnicami bądź małymi agregatami przy gaszeniu urządzeń elektrycznych , unikamy zbyt bliskiego doprowadzania wylotu prądownicy do urządzenia będącego pod napięciem.

Nie podawać proszku wprost na ludzi.

Stosować sprzęt ochrony ( okulary ) a w konieczności pracy w wysokich temperaturach także ubrania żaroodporne.

Przy gaszeniu w warunkach , w których nie ma możliwości odprowadzenia ciepła należy gaszenie powtórzyć , a materiały palne rozłożyć na większej przestrzeni ( np. książki , dokumenty na regałach itp. )

HALONY

Produkcja halonów została zakazana w 1994 r. Natomiast Chiny i Korea Południowa produkują je nadal. Jest bezwzględny zakaz stosowania halonów 1301 i 1211 od 2002 r. Istnieją obiekty bezwzględnej ochrony chronione halonami i są to: kabiny i silniki samolotów, sprzęt militarny. Akty prawne w Polsce i Europie regulują następujące rzeczy:

PORZĄDANE CECHY IDEALNEGO ZAMIENNIKA:

NIE MA TAKIEGO ŚRODKA !!!!!!!

środki na bazie AFF (perfluorowane) żyją w środowisku 2000 lat.

GAZY GAŚNICZE

Dominującym mechanizmem gaśniczym gazów jest rozrzedzania, izolacja i mechaniczne działanie (zdmuchnięcie płomienia). Są to tanie środki, mogą być wykorzystywane w miejscu składowania.

SORPCJA

SORPCJA - jest to pochłanianie gazów, par, cieczy i ciał rozpuszczonych lub znajdujących się w cieczy przez porowate ciała stałe. Jeśli sorpcja polega na utworzeniu cienkiej cząsteczkowej warstwy na powierzchni sorbentu, mówimy o adsorpcji, jeśli zaś substancja pochłaniana przenika w głąb sorbentu, mówimy o absorpcji, Gdy oba te zjawiska nakładają się, to jest to sorpcja.

Sorpcja oleju to zjawisko pochłaniania jego cząstek przez porowate ciała stałe. Cząstki oleju wnikają głęboko w mikrokanały i przyklejają się do ich ścianek. Dzięki temu efektywnie wykorzystywana jest cała objętość użytego sorbentu.

Tak jest w teorii, w praktyce jednak mikrokanały, o których mowa zatykają się cząstkami stałymi obecnymi w oleju lub samym olejem, jeśli jego lepkość jest zbyt duża. W czasie mrozów woda obecna w mikrokanałach zamarza i zapora traci swe sorpcyjne własności.

SORBENTY- Są to ciała zdolne do wchłaniania pewnej ograniczonej ilości substancji zanieczyszczającej środowisko. Najczęściej używane przy usuwaniu węglowodorów ze środowiska wodnego oraz z podłoża stałego (np. z asfaltu).

Sorbentami olejów i chemikaliów są materiały pochodzenia naturalnego i syntetycznego, organicznego i nieorganicznego, posiadające zdolność zatrzymywania toksycznych mediów na zewnątrz swojej powierzchni lub wewnątrz przestrzeni porów.

SORBENTY POCHODZENIA ORGANICZNEGO:

* włókna polipropranowe
* włókna polistyrenowe
* włókna polipropylenowe
* strużyny polistyrenowe
* strużyny politereftalanowoetylenowe i inne.

Syntetyczne sorbenty organiczne otrzymuje się w wyniku polimeryzacji, polikondensacji, poliaddycji oraz przekształcania istniejących już produktów chemicznych, np.: przez zmielenie na wióry zużytych opon samochodowych. Tego rodzaju sorbentom nadaje się zwykle postać pianek i włókien, ale również wykorzystywane są strzępki, granulki, wióry i pyły. Dają się z łatwością przygotować w najbardziej pożądanych postaciach, to jest mat, taśm, zapór, poduszek, kostek i sznurów.

SORBENTY POCHODZENIA NIEORGANICZNEGO:

* wełna mineralna
pumeks (spieniona masa szklana)

Sorbenty pływające i tonące stosowane są również na gruntach natomiast przy skażeniach wód można stosować jedynie sorbenty pływające.

SORBENTY SPECJALNEGO PRZEZNACZENIA:

W/w sorbenty powstają w wyniku bardzo skomplikowanych i złożonych procesów chemicznych. Uniwersalność, łatwość stosowania oraz niszczenia po użyciu powoduje, że stosowane są do przeróżnych akcji związanych z ratownictwem chemiczno- ekologicznym zarówno na gruntach jak i wodach.

Podział sorbentów w/g przeznaczenia :

1. SORBENTY UNIWERSALNE:

2.SORBENTY DO KWASÓW I ŁUGÓW:

3. SORBENTY DO SUBSTANCJI ROPOPOCHODNYCH :

Efektywność wykorzystania - rozumiana jako stosunek ciężaru zebranego oleju do faktycznie zużytego sorbentu. Wskaźnik ten w odniesieniu do sorbentów używanych luzem jest miarą poprawności dawkowania, w przypadku przetworzonych form sorbentów (maty, poduszki, zapory) efektywność wykorzystania jest miarą ich przydatności do przewidywanych warunków rozlewu.

WŁAŚCIWOŚCI SORBENTU.

SPOSOBY STOSOWANIA NIEKTÓRYCH SORBENTÓW.

PIANKA POLIURETANOWA. Łatwo dostępny, tani produkt uzyskiwany na drodze polimeryzacji. Stosowana w postaci strzępek. Istnieje możliwość regeneracji środka poprzez umieszczenie nasyconej pianki w specjalnych prasach. Zregenerowany sorbent używany jest ponownie nawet 100-krotnie.

TORF. Torf może być rozpraszany z dmuchaw lub rozrzucany ręcznie. Stosowane są poduszki, w których wykorzystywany jest torf przesuszony powietrzem. Przy bardzo korzystnych warunkach hydrometeorologicznych zdolność zatrzymywania chemikaliów przez odpowiednio spreparowany torf wynosi nawet do kilkudziesięciu części wagowych cieczy. Po zebraniu z powierzchni wody lub gruntu torf zawierający mieszaninę palnych olejów i wody powinien być wykorzystany jako opał.

TROCINY Rozrzucane po powierzchni plamy w postaci luźnej lub poduszek. Po zebraniu w pryzmę i grawitacyjnym ocieknięciu trociny spala się. Proces ten najlepiej przeprowadzać w miejscu pryzmowania.

SŁOMA ZBOŻOWA Pszenna, żytnia, jęczmienna itp. używana w postaci luźnej, snopków, mat, balotów, zapór, poduszek. Zatrzymywana ciecz, o ile jest palna może być z łatwością zlikwidowana poprzez spalenie.

SPROSZKOWANA KORA DRZEW. Najchętniej stosuje się wysuszoną i sproszkowaną korę drzew iglastych. Proszek może być rozpylany z dmuchaw. Zebraną mieszaninę sproszkowanej kory wraz z zatrzymaną cieczą składuje się w pryzmach, a po grawitacyjnym ocieknięciu spala.

PUMEKS. Jest to spieniona masa szklana. Wykorzystywany jest jako materiał izolacyjny i ścierny. Powszechnie dostępny w budownictwie i ciepłownictwie.

Plama pokrywana jest pumeksem w postaci granulek i ułomków. Powierzchnia rozlewiska traktowana pumeksem musi być ograniczona zaporami, aby nie dopuścić do swobodnej wędrówki pumeksu z zatrzymaną wewnątrz jego porów cieczą.

POPIÓŁ. Pozostałość po spaleniu substancji organicznej, np. węgla, drewna. W skład popiołu wchodzą składniki mineralne zawarte w spalonej substancji. Popiół jest minerałem sorpcyjnym powszechnie dostępnym. Stosowany w naturalnej postaci czyli miały, pyłu i granulek. Przechowywać pod przykryciem w workach polietylenowych.

GLINA. Jest to powszechnie występująca skała osadowa, składająca się głównie z iłu z domieszką mułu i piasku. W stanie wysuszonym i sproszkowanym stosowana do zbierania rozlanych cieczy na gruncie. Glina może być przez długi okres czasu składowana w pryzmach na suchym podłożu i przykryta folią.

PIASEK. W stanie suchym wykorzystywany do zbierania świeżego oleju i chemikaliów z gruntu. Może być powszechnym w pryzmach przykrytych folią. Jest to sorbent powszechnie występujący, jego głównym składnikiem jest kwarc.

TLENEK WAPNIA (WAPNO PALONE). Służy do wyrobu zaprawy murarskiej, prócz tego jest stosowany w metalurgii, przemyśle ceramicznym, produkcji nawozów sztucznych.

Używany jako sorbent olejów i chemikaliów rozlanych na gruntach. Rozproszkowany w postaci pyłu na powierzchni plamy ulega zeskorupieniu, czemu sprzyja obecność wilgoci w rozlanej cieczy oraz w powietrzu. Tym samym nie dopuszcza się do rozprzestrzeniania plamy, jej przenikania w głąb np. piaszczystego gruntu. Sproszkowany tlenek wapnia używany jest również w mieszankach z popiołem. Przechowywać pod dachem w workach plastikowych.

CEMENT. Spoiwo hydrauliczne. Twardnieje po zmieszaniu z wodą. Skład cementu uzależniony jest od użytych do jego produkcji surowców.

Sproszkowany stosowany jest do zbierania cieczy na gruncie. Tworzy na plamie skorupę uniemożliwiającą jej poprzeczną i pionową migrację. Do likwidowania rozlewisk należy używać cement świeży, niezbrylony. Przechowywać pod dachem w suchym miejscu.

TALK. Minerał, krzemian magnezu. W Polsce występuje na Dolnym Śląsku. Rozlewiska na gruncie traktować zmielonym talkiem, a następnie zbierać do plastikowych worków.

WEŁNA SZKLANA. Włóknisty materiał izolacyjny otrzymywany z dużo cięższego od wody szkła. Zdolność do utrzymania się na wodzie posiada dzięki włóknistej strukturze, zawierającej pomiędzy włóknami duże ilości powietrza. Jako sorbent wełna szklana używana jest w postaci mat szklanych, które powszechnie stosowane są w budownictwie i ciepłownictwie jako materiał izolacyjny. Jest sorbentem pływającym po powierzchni wody.

WĘGLAN WAPNIA. Występuje w przyrodzie w postaci minerałów kalcytu i aragenitu. Używany w budownictwie jako minerał oraz do otrzymywania wapna palonego. Plama cieczy potraktowana węglanem wapnia ulega „zeskorupieniu”. a w tej postaci łatwa jest d usunięcia. Węglan wapnia należy przechowywać pod dachem w workach foliowych.

ZUGOL. Sorbent wszechstronnego zastosowania na ziemi. Jeden kilogram sorbentu wchłania około 1,2 kilograma cieczy.

NEOCOSAL. Sorbent wszechstronnego zastosowania na wodzie i na ziemi. Jeden kilogram sorbentu wchłania 2,2 kilograma rozlanej cieczy.

OIL SORBENT. Wszechstronnego zastosowania na ziemi i na wodzie. Szczególnie zalecany do zdarzeń z produktami ropopochodnymi, do 20-krotnego wykorzystania. Jeden kilogram sorbentu wchłania 4,7 kilograma cieczy.

EKOPERL 33. Sorbent wszechstronnego zastosowania na ziemi i na wodzie z zaleceniem stosowania do produktów ropopochodnych. Jeden kilogram sorbentu wchłania 2,8 kilograma cieczy.

TERRAPERL S Sorbent wchłaniający środki chemiczne poprzez wiązanie fizyczno- chemiczne. Jest w pełni hydrofobowy. Każdy kilogram sorbentu wchłania 0,8 kilograma cieczy.

FLAMOLEX. Sorbent wchłaniający związki chemiczne poprzez wiązanie fizyczno- chemiczne. Jest w pełni hydrofobowy. Każdy kilogram Flamolexu wchłania 0,6 kilograma związku chemicznego.

SPOSOBY UŻYCIA SORBENTÓW.

Sorbenty masowo zużywane są w akcjach prowadzonych na gruntach oraz wodach śródlądowych. Na gruncie sorbenty znajdują zastosowanie przy zbieraniu już rozlanej cieczy, zapobieganiu jej dalszemu rozprzestrzenianiu się. W tym celu budowane są wały osłonowe z sorbentów sypkich, mat, poduszek lub zapór. Działanie te wykonują ekipy wyposażone w podstawowy sprzęt transportowy i narzędzia. W terenie należy liczyć się z potrzebą użycia co najmniej równoważnej rozlanej cieczy masy sorbentów. Wiąże się to z koniecznością bardzo szybkiego zbierania nasyconego sorbentu w warunkach utrudniających dłuższy kontakt z cieczą. Wówczas gdy wieją silne wiatry nie można używać sorbentów sypkich, ponieważ są porywane przez masy powietrza i rozrzucane po całej okolicy.

Rozrzucanie sorbentów w postaci sypkiej dokonuje się przy użyciu dmuchaw lub ręcznie.

Rozlewy chlorowanych węglowodorów zbiera się sorbentami nieorganicznymi, organicznymi i naturalnymi. Mieszanka taka nie powinna być spalana na otwartej przestrzeni (możliwość wydzielania się toksycznych gazów podczas tego procesu spalania) lecz w wysokotemperaturowych spalarkach wychwytujących toksyczne gazy. Rozlewy palnych rozpuszczalników nie węglowodorów, estrów, alkoholi, aldehydów, ketonów itp. są zbierane przy pomocy suchych palnych sorbentów pochodzenia naturalnego, które umieszcza się w metalowych beczkach i przeznacza do spalania.

Nie należy używać sorbentów organicznych do zbierania substancji organicznych, łatwo utleniających się bądź silnych utleniaczy. Obecność sorbentu naturalnego - organicznego może być przyczyną gwałtownego spalania lub wybuchu. W sytuacjach gdy mamy do czynienia ze związkami nieznanymi, najbezpieczniej jest stosować suchy, czysty piasek.

Sorbenty powinny być używane podczas likwidowania dużych rozlewów chemicznych jako substancje pomocnicze, doczyszczające a nie jako środek zasadniczy. Zadania te mogą spełniać przy likwidowaniu małych rozlewów o ile jest wskazane ze względów chemicznych i ekologicznych spłukiwanie wodą .

NEUTRALIZACJA.

NEUTRALIZACJA - jest to unieszkodliwienie substancji i łagodzenie substancji aktywnych. Proces ten można nazwać procesem zobojętnienia. W neutralizacji chemicznej neutralizacją nazwiemy reakcje wzajemnego oddziaływania zasady i kwasu w wyniku której powstaje obojętna sól i woda.

Jak również oddziaływanie na substancję niebezpieczną poprzez zmianę jej struktury chemicznej na nową nie stwarzającą zagrożenia.

PODSTAWOWE NEUTRALIZATORY:

ZALETY:

Główną zaletą chemicznej neutralizacji jest to, że związek chemiczny po dekontaminacji jest mniej agresywny i niebezpieczny niż w przypadku dekontaminacji prowadzonej inną techniką.

WADY:

Jej wadą jest konieczność posiadania precyzyjnej informacji odnośnie najwłaściwszego neutralizatora.

Neutralizatory stosuje się przy skażeniach kwasami, zasadami.

DYSPERGENCJA- jest to rozproszenie rozlanych cieczy za pomocą środków powierzchniowo czynnych. (dyspergentów).


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
8068
8068
8068
8068
8068
praca-magisterska-wa-c-8068, Dokumenty(2)
8068
8068
8068
8068
8068

więcej podobnych podstron