Что значит «потушить пожар»? На научном языке это звучит так: снизить температуру, вытеснить кислород из зоны горения и предотвратить доступ продуктов сгорания. Для этого пожарные используют газ, жидкость и пену. Ученые Томского политеха предложили в этот список включить газовые гидраты — искусственный горючий лед.
Газовые гидраты — это соединения из газа в ледяной и водной оболочке, которые добывают со дна морей и океанов и называют замерзшим топливом будущего, или горючим льдом. Одно из направлений их использования — локализация и подавления возгораний. Ученые лаборатории тепломассопереноса Томского политехнического университета при поддержке программы Минобрнауки России «Приоритет 2030» изучают этот процесс. Они провели уже больше 200 экспериментов, которые показали эффективность их применения. Основная задача политехников — разработать технологий для транспортировки, хранения и подачи гидрата в зону горения.
«Основным сырьем для успешной ликвидации возгорания являются лед, вода и инертный газ. Все это есть в составе газового гидрата: инертный газ вытесняет кислород из зоны горения, а лед позволят снизить температуру в очаге пожара и прекратить распространение фронта горения», — говорит руководитель лаборатории тепломассопереноса, профессор Научно-образовательного центра И. Н. Бутакова Павел Стрижак.
Политехники провели эксперименты на древесине, керосине, бензине, дизельном топливе, спирте, сырой и очищенной нефти, индустриальных маслах, разных марках угля, отходах углеобогащения и природных газовых гидратах метана. Для этого они воспроизвели условия возгорания в распространенных ситуациях: неосторожное обращение с огнем, нарушение правил эксплуатации нагревательного оборудования, замыкание электрических сетей и локальные источники пожара. Эксперименты проводились как с очагами в помещениях, так и на открытой местности.
Экспериментировали ученые с газовым гидратом в форме порошка и таблетированных образцов. Они сбрасывали его на очаг горения сверху и делали из него заградительную полосу. Результаты показали эффективность технологии. Пока что политехники проводили эксперименты только с малыми очагами возгорания, и технология оказалась эффективной.
В будущем политехники планируют разработать несколько устройств, в которых получаемый гидрат при соприкосновении с горящим материалом будет эффективно блокировать и локализовать горение.
«Основная причина, почему газовые гидраты до сих пор не используют для тушения пожаров, — отсутствие данных о том, в каких условиях горения они эффективны, и технологий для транспортировки, хранения и подачи гидрата в зону горения. Сейчас эти вопросы носят основной научный и практический интерес и именно этим заняты ученые нашей лаборатории», — поясняет Павел Стрижак.