Nghiên cứu công nghệ sản xuất 05 hệ chất tạo bọt chữa cháy thế hệ mới phục vụ công tác phòng cháy, chữa cháy

Hỏa hoạn và các sự cố cháy nổ liên quan đến xăng dầu, hóa chất thường gây ra thiệt hại rất lớn về con người, tài sản và môi trường. Các chất chữa cháy thông thường hay được sử dụng như: nước, bột chữa cháy, khí CO2… không hiệu quả với các đám cháy dạng này, ngược lại trong một số trường hợp nó còn có tác dụng hỗ trợ sự lan rộng của đám cháy. Chính vì vậy, yêu cầu tạo ra một sản phẩm thay thế, có khả năng đáp ứng tốt công tác chữa cháy các đám cháy dạng này là việc làm hết sưc cần thiết.

Với mục tiêu tạo ra chất chữa cháy có thể dập tắt được các đám cháy có nguồn gốc là xăng dầu và các sản phẩm hóa chất từ dầu mỏ như: dung môi hữu cơ, hóa chất là chất lỏng phân cực dễ cháy… từ lâu các nước tiên tiến trên thế giới đã không ngừng tập trung đầu tư vào công tác nghiên cứu, chế tạo ra các thiết bị, sản phẩm bọt chữa cháy nhằm tìm ra giải pháp khắc chế các đám cháy mà các chất chữa cháy thông thường chưa giải quyết được. Các sản phẩm trên thế giới về bọt chữa cháy hiện nay có rất nhiều loại, phục vụ nhiều mục đích sử dụng khác nhau như:

- Chất tạo bọt chữa cháy protein: đây là loại chất tạo bọt mà tác nhân tạo bọt là các protein tự nhiên, động vật hoặc thực vât. Các chất tạo bọt dạng này có tính thân thiện với môi trường cao vì dễ bị phân hủy trong môi trường, bọt có độ bền cao tuy nhiên do tính linh động kém nên thời gian dập cháy lâu hơn các sản phẩm khác.

- Chất tạo bọt chữa cháy tổng hợp: Tác nhân tạo bọt là các chất hoạt động bề mặt (HĐBM) được tổng hợp nhân tạo, thông thương là các chất HĐBM hydrocacbon và hydrocacbon bị flo hóa tạo thành. Ưu điểm của các chất tạo bọt này là có tính linh động cao, đặc biệt là các sản phẩm có chứa các chất HĐBM hydrocacbon flo hóa, đây là tác nhân làm giảm sức căng bề mặt của dung dịch tạo bọt tốt hơn rất nhiều so với các tác nhân tạo bọt khác, do vậy thời gian dập tắt đám cháy rất nhanh và giá thành tương đối rẻ

Ngoài ra theo sự phân loại về tính chất về độ nở của bọt, bọt chữa cháy còn được phân loại dựa trên độ nở của bọt hình thành như: bọt độ nở cao; độ nở trung bình và độ nở thấp.

Sản phẩm bọt chữa cháy tạo màng nước AFFF là chất tạo bọt chữa cháy tổng hợp có thành phần chất tạo bọt là hỗn hợp chất HĐBM hydrocacbon và hydrocacbon flo hóa. Mặc dù xu hướng hiện này là tạo ra các sản phẩm bọt chữa cháy để dần thay thế bọt AFFF, tuy nhiên các sản phẩm bọt này hiện nay vẫn là các sản phẩm có vai trò chủ đạo, phục vụ đắc lực cho công tác chữa cháy trên thế giới do giá thành hợp lý và quan trọng hơn cả là khả năng dập cháy rất tốt mà các sản phẩm thay thế chưa thể giải quyết được. Các sản phẩm bọt AFFF thường được cung cấp sử dụng dưới dạng bọt đậm đặc với nồng 2 độ sự dụng phổ biến là 6%, 3%, 1%.

Hiện nay, các phương tiện chữa cháy hiện có của lực lượng cảnh sát phòng cháy, chữa cháy được trang cấp từ nhiều nguồn kinh phí khác nhau với đa phần là xe chữa cháy thế hệ mới, thích hợp sử dụng với chất tạo bọt chữa cháy chất lượng cao như chất tạo bọt chữa cháy tạo màng nước, chất tạo bọt chữa cháy bền rượu, chất tạo bọt chữa cháy tổng hợp đa năng... Tuy nhiên, các số loại chất tạo bọt chữa cháy này đều phải nhập ngoại, do đó việc chủ động trong công tác phòng cháy, chữa cháy còn nhiều hạn chế...

Việc nghiên cứu và ứng dụng các sản phẩm thuộc dòng bọt chữa cháy chuyên biệt cho các đám cháy là nhiên liệu lỏng hòa tan và không hòa tan trong nước có nguồn gốc từ dầu mỏ là rất cần thiết. Trước thực tế như vậy, Trung tâm Phát triển công nghệ cao đã phối hợp với Chủ nhiệm đề tài TS. Đỗ Sơn Hải cùng thực hiện đề tài "Nghiên cứu công nghệ sản xuất 05 hệ chất tạo bọt chữa cháy thế hệ mới phục vụ công tác phòng cháy, chữa cháy" với mục tiêu:  Xây dựng được quy trình công nghệ sản xuất 05 hệ chất tạo bọt chữa cháy thế hệ mới được Bộ Công an tiếp nhận và triển khai sản xuất phục vụ công tác phòng cháy, chữa cháy; Sản xuất và thử nghiệm 05 hệ chất tạo bọt chữa cháy thế hệ mới theo các tiêu chuẩn Việt Nam hiện hành.

Sau thời gian nghiên cứu, đề tài đã thu được những kết quả như sau:

Đã nghiên cứu, chế tạo và sản xuất thành công 05 hệ chất tạo bọt chữa cháy là Chất tạo bọt chữa cháy sử dụng nước biển 3%; Chất tạo bọt chữa cháy sử dụng nước biển 1%; Chất tạo bọt chữa cháy tạo màng nước 0,5%; Chất tạo bọt chữa cháy tạo màng nước bền rượu 3% và Chất tạo bọt chữa cháy tạo màng nước bền rượu 1%. Với số lượng là 1.000 kg mỗi loại trong đó đã sử dụng hết 950 kg cho thử nghiệm các cấp độ. Các sản phẩm bọt chữa cháy đều đạt chất lượng so với đăng ký trong thuyết minh đề tài.

Đã nâng cấp thành công hệ thống thiết bị có sẵn thành hệ pilot tích hợp để sản xuất 05 hệ chất tạo bọt chữa cháy với công suất đạt 500 kg/mẻ. Thiết kế, chế tạo thành công 02 thiết bị phản ứng đồng hóa dung tích 550lít, vật liệu SUS inox 304 có trang bị cánh khuấy 2 tầng với mô tơ khấy công suất 2,2Kw; thiết kế, chế tạo được 02 thiết bị cân chính xác nguyên liệu lỏng Inox SUS 304, thể tích 90 lít được gắn hệ thống cân điện tử Loadcell tự động định lượng chính xác nguyên liệu đầu vào trước khi được phối trộn vào các thiết bị phản ứng; thiết kế, chế tạo 01 sàn thao tác đảm bảo yếu tố kỹ thuật, đồng bộ trong hệ thống dây chuyền sản xuất.

Đã thử nghiệm các sản phẩm chất tạo bọt chế tạo được để xác định hiệu quả dập cháy theo 02 cấp độ là quy mô bằng 1/10 và quy mô bằng ½ so với TCVN. Đã tiến hành kiểm nghiệm, phân tích các đặc tính kỹ thuật sản phẩm tại hiện trường thực tế với sự đánh giá của các cơ quan có thẩm quyền kết quả cho thấy các sản phẩm bọt chữa cháy của đề tài có khả năng chữa cháy tốt đám cháy giả định, nhiệt độ đám cháy sau khi phun bọt được giảm nhanh, thời gian dập cháy đáp ứng được TCVN và không có hiện tượng cháy lại.

Kết quả tính toán chi phí nguyên vật liệu để chế tạo các sản phẩm của đề tài chỉ ra rằng 05 sản phẩm chất tạo bọt của đề tài có giá trị tương đương khi so sánh với sản phẩm cùng loại của nước ngoài và khi thử nghiệm đạt theo TCVN thì các sản phẩm của đề tài đáp ứng tốt về kỹ thuật và hiệu quả kinh tế do đó có thể được áp dụng triển khai sản xuất ở thực tiễn. Đã đánh giá độ phân hủy sinh học của 05 chất tạo bọt chữa cháy trước và sau khi phun vào đám cháy. Các dung dịch chất tạo bọt này đều có giá trị BOD 2 ngày lớn hơn 0% và được coi là chất tạo bọt chữa cháy có khả năng phân hủy sinh học.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 17525/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

Đ.T.V (NASATI)