Ученые Томского политеха подобрали лучший состав для тушения битума

Исследователи определили виды пены, которые эффективно гасят пламя в резервуарах, охлаждают нефтепродукт и снижают вредные выбросы.

Ученые Томского политехнического университета завершили исследования по поиску наиболее эффективных и экологичных составов для тушения битума в промышленных резервуарах. Разработка в будущем поможет проектировать современные системы противопожарной защиты для нефтеперерабатывающих заводов, терминалов и битумных хранилищ.

Возгорания битума представляют собой сложную задачу: даже после ликвидации открытого пламени разогретый нефтепродукт продолжает разлагаться и выделять токсичные газы, создавая риск повторного возгорания. В лаборатории тепломассопереноса ТПУ сравнили четыре вида компрессионной пены: воздушно-эмульсионную, азотную, углекислотную и гидратную. Испытания проводились на двух установках с модельными резервуарами объемом 0,1 и 0,4 кубического метра, конструкция которых имитировала промышленные вертикальные стальные емкости с теплоизоляцией.

Эксперименты показали, что быстрее всего открытое пламя подавляет азотная пена — для этого потребовалось около 0,4 секунды и 0,4 литра вещества. Углекислотная пена справилась примерно за секунду, гидратная — за 2,2 секунды, а воздушная — за три секунды. Однако в отношении битума ключевое значение имеет охлаждение. Лучшие показатели по снижению температуры нефтепродукта продемонстрировала углекислотная пена, уменьшив ее за три минуты на 127 °C. Гидратная пена позволила снизить температуру на 103 °C, азотная — на 54 °C, а воздушно-эмульсионная — на 15 °C.

Для снижения температуры дымовых газов эффективнее всего показала себя гидратная пена, снизившая показатель примерно на 27 °C за 10–30 секунд. По совокупности параметров — скорости тушения, глубине охлаждения, расходу вещества и экологичности — лучшие результаты продемонстрировали углекислотная и гидратная компрессионные пены. Их коэффициент эффективности составил 0,72–0,87, что в 1,3–2 раза превышает показатели традиционного метода.

На основе полученных данных ученые создали метод прогнозирования времени выгорания битума и расчета необходимого объема огнетушащего вещества для резервуаров объемом от 200 до 5 000 кубических метров. Исследование выполнено при поддержке гранта Российского научного фонда и при активном участии компании «БИОЭН Нефтепродукт».

Томский политех