Sử dụng khí Nito trong công tác cứu hỏa – có thực sự an toàn?

22-09-2017 02:21:53

Ngày nay, trong công tác phòng cháy chữa cháy ngoài việc sử dụng những thiết bị cứu hỏa như bình cứu hỏa bột, bình cứu hỏa bọt, bình cứu hỏa khí CO2 …còn có một loại chất chữa cháy cũng khá được ưa chuộng khác đó là chữa cháy bằng khí Nito. Vậy khí Nito là khí gì và có tác dụng như thế nào mà có thể ứng dụng vào công tác cứu hỏa?

1. Khí N2 là gì?


Nito là một chất khí tồn tại dưới dạng phân tử, gồm 2 nguyên tử Nito liên kết với nhau bởi liên kết 3 đơn công hóa trị, có công thức hóa học là N2, có số nguyên tử bằng 7. Khi ở điều kiện bình thường, khí Nito là một chất khí không màu, không mùi, không vị, khá trơ, còn được gọi là đạm khí.
 
Nito chiếm khoảng 78% khí quyển Trái Đất và là thành phần của mọi cơ thể sống. Nitơ tạo ra nhiều hợp chất quan trọng như các axít amin, amôniắc, axít nitric và các xyanua.
Nito tinh khiết chỉ tham gia phản ứng hóa học ở nhiệt độ phòng khi nó phản ứng với Liti. Khí Nito hóa lỏng ở nhiệt độ 77 K (-196 °C) trong điều kiện áp suất khí quyển và đóng băng ở 63 K (-210 °C) thành dạng thù hình có tinh thể sáu phương đóng kín. Dưới 35,4 K (−237.6 °C) nitơ được cho là có thù hình của hệ lập phương (được gọi là pha alpha). Nito lỏng có dạng giống như nước, nhưng có tỷ trọng chỉ bằng 80,8% (tỷ trọng nito lỏng ở điểm sôi là 0,808 g/mL), là chất làm lạnh phổ biến.

Nito lỏng có thể dễ dàng được chuyển đổi thành các chất rắn bằng cách đặt nó trong một khoang bơm chân không bằng một máy bơm chân không quay. Nito lỏng đóng băng ở 63 K (-210 °C, -346 °F). Khí Nito đóng vai trò quan trọng trong việc làm lạnh, hiệu quả của nito lỏng là chất làm mát bị hạn chế bởi thực tế là nó sôi ngay lập tức khi tiếp xúc với một đối tượng ấm lên, bao quanh các đối tượng trong cách điện khí nito. Hiệu ứng này, được gọi là hiệu ứng Leidenfrost.

Nito được ứng dụng nhiều trong cuộc sống cũng như trong sản xuất thuốc súng, thuốc nổ và trong công tác chữa cháy. Nito tồn tại trong vật chất, cá thể sống, các đồ vật, vật thể tồn tại dưới dạng muối, axit amin…với thành phần nồng độ khác nhau.

2. Tính chất của Nito có liên quan đến công tác chữa cháy

Tính chất lý học

- Nito là khí không màu, không mùi, không vị, không có tính độc hại với người và môi trường trong điều kiện thường.

- Nito hóa lỏng ở -195,8 độ C và đóng băng ở - 210 độ C. Khi đóng băng nó trở thành chất màu trắng giống như tuyết.

- Nito có tính dẫn điện thấp nên các bình cứu hỏa khí N2 có thể sử dụng dập tắt các đám cháy thiết bị điện.
 
 

Tính chất hóa học

Ở nhiệt độ thường Nito là một chất hóa học trơ, rất khó tham gia phản ứng hóa học với các chất khác. Nito chỉ phản ứng với một số chất ở điều kiện đặc biệt.

- Nito tác dụng với oxy trong điều kiện có tia lửa hồ quang điện hoặc sét:
N2 + O2 -->  2NO

Ngay sau đó NO sẽ tác dụng với O2 trong không khí để tạo NO2 rất độc:
2NO + O2 -->  2NO2

- Trong chữa cháy, xác suất xảy ra phản ứng của Nito với chất cháy nhỏ bởi Nito ở dạng khí và dễ bay vào môi trường xung quanh.

- Ở nhiệt độ cao, Nito phản ứng với H2
N2 + 3H2 -->  2NH2
 
 

3. Tác dụng chữa cháy của Nito

- Tác dụng chữa cháy chủ yếu của khí Nito là tác dụng làm loãng.

Khi đưa N2 vào vùng cháy, do đặc tính của khí chữa cháy là khí trơ với hầu hết các chất vì vậy không làm tăng cường quá trình cháy, nó không chỉ làm loãng nồng độ chất cháy mà còn làm giảm nồng độ oxy có trong một đơn vị thể tích hỗn hợp xuống thấp hơn giá trị duy trì sự cháy. Do vậy, sự cháy không được duy trì.

- Ngoài cơ chế làm giảm nồng độ các thành phần tham gia phản ứng cháy, khí N2 khi vào vùng cháy còn có tác dụng làm giảm nhiệt độ của vùng cháy.
 

4. Ứng dụng chữa cháy của Nito

Nito được sử dụng chủ yếu để dập tắt các đám cháy chất lỏng cháy, chất khí cháy, đám cháy thiết bị điện, các đám cháy trong phòng thí nghiệm, các thiết bị kín, các khoang tàu, hầm tàu.

Nito được ứng dụng trong các hệ thống chữa cháy tự động bằng khí, trong đó Nito đóng vai trò là chất chữa cháy.

Ngoài ra, Nito được sử dụng trong hệ thống tạo bọt hòa không khí bằng khí nén để chữa cháy các đám cháy xăng dầu và chất lỏng khác…

 

5. Những ưu điểm khi sử dụng Nito làm chất chữa cháy

- Do sau khi chữa cháy Nito không để lại dấu vết gì nên được sử dụng nhiều trong phòng thí nghiệm hóa và dược học.

- Nito là chất chữa cháy an toàn với môi trường và con người ngay cả khi nồng độ đạt tới mức dập tắt các đám cháy.

- Nito là một chất khí không màu nên không làm ảnh hưởng tới tầm quan sát của con người.
 
 

6. Những nhược điểm khi sử dụng Nito làm chất chữa cháy


- Nito lỏng cần được bảo quản trong các bình vỏ dày. Tỷ trọng giữa chất chữa cháy bên trong và trọng lượng vỏ bình không tương xứng.

- Hiệu quả chữa cháy của Nito ở những nơi thoáng gió, không gian lớn hoặc ngoài trời không cao.

7. Tác hại không ngờ của N2 đối với sức khỏe con người 

Khí Nito là một loại khí hoàn toàn không độc hại, thận thiện với môi trường và con người. Tuy nhiên, khi tiếp xúc với khí Nito trong thời gian dài rất có thể nguy hiểm đến tính mạng. Mỗi năm trên thế giới có nhiều người chết vì N2 do thiếu hiểu biết, hoặc không tuân thủ các quy định an toàn.

Một số tác hại của khí Nito

- Gây bỏng lạnh

Nhiệt độ của N2 lỏng khoảng –196 độ C, do đó khi chạm da vào N2 lỏng sẽ bị bỏng lạnh. Nếu để lâu có thể bị hoại tử, thậm chí bị tử vong. Loại tai nạn này thường gặp nhiều nhất tại các trạm sản xuất, sang chiết N2 lỏng. Nhiều người đã bị N2 lỏng văn bắn vào mắt gây mù lòa.
 
- Gây ngạt
 
Khí Nitơ gây ngạt thở khi hoá hơi với khối lượng lớn trong không gian kín (chiếm chỗ ôxy). Bình thường ôxy chiếm khoảng 21% trong không khí, là môi trường an toàn cho con người. Khi lượng Ôxy dưới 19.5% được xem là môi trường thiếu Ôxy. Khi hít phải khí Nito não bộ sẽ tự tiết ra chất phản ứng ngưng hấp thụ oxy và làm cơ thể chết ngạt ngay lập tức. Khi đó, chỉ cần hít phải một hơi khí N2 cũng có thể gây chết người.
 
- Nổ thiết bị chứa
 
Nếu nitơ lỏng bị lưu trữ trong không gian kín,  sự hóa hơi quá đột ngột do sự gia tăng áp suất có thể gây nổ. Một tai nạn nổ do khí N2 đã từng xảy ra tại một phòng thí nghiệm khiến một nhân viên phòng thí nghiệm bị tử vong khi người này đổ N2 lỏng xuống đường ống thoát nước.
 
- Sụp thiết bị
 
Do nhiệt độ của N2 lỏng rất thấp nên khi đưa N2 vào trong thiết bị, bể chứa có thể làm cho các chất khí bên trong ngưng tụ tạo nên chân không gây sụp thiết bị.
 
- Cháy nổ

Nhiệt độ sôi của Oxy cao hơn so với N2, do đó oxy có  thể bị ngưng tụ từ không khí vào trong N2 lỏng.  Oxy lỏng có khả năng phản ứng dữ dội với các hợp chất hữu cơ gây cháy nổ.
 
- Ảnh hưởng đến vật liệu

Do nhiệt độ của N2 lỏng rất thấp nên trong một số trường hợp vật liệu khi tiếp xúc với N2 lỏng có thể bị nứt vỡ, biến dạng do ứng suất biến dạng không đồng đều.
 
Công ty Cổ phần Thiết bị Cứu hỏa Gia đình chuyên cung cấp các loại thiết bị cứu hỏa gia đình như bình cứu hỏa bột, mặt nạ chống khói thoát hiểm, ròng rọc thoát hiểm, quả nổ chữa cháy tự động và các thiết bị PCCC cao cấp khác với giá cả hợp lý. Các thiết bị PCCC của Cứu Hỏa Gia Đình đều được chứng nhận đạt tiêu chuẩn chất lượng Châu Âu và được kiểm tra thường xuyên để đảm bảo an toàn cho người sử dụng.

Quý khách hàng quan tâm liên hệ hotline để được tư vấn tận tình: 0911.888.114/0911.999.114.