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[干粉灭火剂主要适用于]干粉灭火剂技术发展浅析

来源:知识百科 时间:2019-05-18 点击: 推荐访问:干粉灭火器的优点不包括

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[摘要]分析了各类干粉灭火剂的组分、配方及应用现状,提出了干粉灭火剂的研究方向和发展前景。   [关键词]干粉灭火剂 技术 研究方向
  
  一、前言
  干粉灭火剂(Dry fire extinguishing powder)始于十九世纪末,是有一种或几种具有灭火能力的细微无机粉末组成;按照灭火范围可分为三类:ABC类:磷酸一铵;BC类:碳酸氢钠,碳酸氢钾,氯化钠、氯化钾、硫酸钾、硫酸铵;D类:碳酸氢钠、氯化钠、石墨灭火剂。[1]干粉灭火剂使用温度范围宽(-50~80℃),对环境无特殊要求,使用方便,无毒,无污染,但是价格偏高。
  
  二、干粉灭火剂灭火组分及常用配方
  通常的干粉灭火剂主要由活性灭火组分、疏水成分、惰性填料组成。灭火组分是能够起到灭火作用的物质,如磷酸铵盐、碳酸铵盐、氯化钠等,粒径必须小于临界粒径;疏水成分主要有硅油和疏水白炭黑,惰性填料种类繁多,常见的如云母、石墨、蛭石、活性白土等。干粉灭火剂的灭火速率与水、泡沫和二氧化碳相比更为快速,具有广阔的市场前景。
  表1 常用BC配方
  
  表2 常用ABC配方
  
  三、灭火机理
  干粉灭火剂主要是有一种或多种具有灭火能力的细微无机粉末组成。粉末粒子的大小和形状对灭火效能有很大的影响,它还必须是干燥的,同时为了改善其流动性防潮性、抗结块性能等,往往加入了其他性能添加剂,这些助剂和主要成分共同组成了干粉灭火剂。
  干粉灭火剂起灭火作用不象水那样通过冷却物料温度至着火点以下,或像泡沫那样通过在燃料和空气间产生隔层,它们也不象一些惰性气体那样通过稀释着火点附近的氧气浓度来抑制燃烧。它的独特灭火机理是由于在火场使用干粉时,生成一定的化学物质,吸热分解,破坏了维持燃烧的链式反应的继续,因此具有灭火功能。干粉灭火剂的灭火速率与水、泡沫和二氧化碳相比更为快速。国外资料曾报道过这方面的灭火效能的对比试验。如果把水的灭火速率定1,其它灭火剂相对与水的灭火速率如下:
  
  在相对与灭火速率、灭火面积和每个等效单位灭火成本效果三个方面比较,没有一种灭火剂能达到干粉灭火剂的效能,超细高效干粉灭火剂的开发是新的发展方向。[1]
  
  四、技术发展动态
  干粉灭火剂问世近百年,至今仍是十分活跃的研究领域,其间,定型了五、六个产品,受到各国的广泛认同和普遍采用,同时,又探索出许多制备高效干粉灭火剂的新方法和新途径,我国也有许多成果有待转化,但现状不容乐观。
  干粉灭火剂大多数都是以碳酸氢钠为主要原料,而碳酸氢钠的来源紧缺,价格较费,且灭火范围较窄,只能扑灭B、C类火灾,不能满足消防工作的需要。人们很早就发现氯化钠有较佳的灭火效果,但是氯化钠容易因吸潮而结块。于是,有人将氯化钠与各种各样的辅料相配合,这样在一定程度上防止了氯化钠吸潮。然而该种氯化钠灭火剂存在以下几个缺点:一是两层保护膜之间填充有硅粉,硅粉一遇高温立即燃烧,放出大量热能,因此不利于灭火,特别是不利于易燃物质和精密仪器设备的灭火;二是缺少基底致密防潮层,其防潮效果不够理想;三是喷射干粉时不能产生二氧化碳。
  目前用于扑灭油类火灾的灭火剂主要有卤代烷(如1211等)、氟蛋白泡沫及轻水泡沫灭火剂等。国际上在1995年已规定取消1211等卤代烷灭火剂的使用(发展中国家被允许使用到1999年底),因而轻水泡沫灭火剂即成为国际发展的重点。美国3M公司开发的轻水灭火剂由于其价格昂贵,不适用于中国市场。过去我国自行开发的轻水灭火剂,由于其稳定性差,不能长期保存,也难为广大国内消费者所接受。经过多年的科研攻关,如今适合国内市场的轻水泡沫灭火剂已研制成功。轻水泡沫灭火剂是在水中加人少量氟碳表面活性剂,已投入使用。
  煤层自然发火是严重威胁煤矿安全生产的三大灾害之一。中国国有煤矿近60%的煤层存在着自然发火现象,随着高产高效矿井建设的比重快速增长,这一现象更为突出。目前,全国煤矿防灭火技术普遍采用黄泥灌浆、汽雾注化剂、氮气、惰性气、凝胶等。
  水是消防灭火中最常用、易得的基本原材料,但常常因蒸发、流失而影响水的利用率。国内已研制成一种新型高效灭火剂,它能吸收上千倍的水而形成水凝胶。水凝胶是一种半固态材料,喷入火中,能在物体表面成膜,隔绝空气,达到灭火的目的。这种材料保水性能好,受热蒸发较慢,可充分提高水的利用率。水凝胶在高温或火焰中失水后,可消耗大量热,本身又是一种阻燃材料,碳化后能形成一层无机盐层,包覆在被燃物表面起隔离保护作用。如果将这种水凝胶喷洒至尚未燃烧的物体表面上,可隔绝火苗,起到防火的目的。这种水凝胶材料,只需要将粉状原材料按1:1000比例与水混合后,用消防车喷洒即可,不需增加特殊设备。
  将水玻璃(泡化碱)作为灭火剂用于森林和草原等防火灭火是一项新方法。该物质具有一系列有利于森林和草原灭火的优异性能,它具有一定的粘度,喷洒在森林(或草)上,即粘在其表面,不怕风吹,在火烘烤下,逐渐变成阻燃的固体物质防护层,它是一种不燃烧的无机物质,不仅 能防止火的漫延,而且能隔离空气,在高温下该物质发泡,隔离层变厚,灭火效果增加。水玻璃价格低,易于储存和运输。该物质可用一般或特制器械喷洒,并适宜用飞机喷洒,进行大面积防火、灭火。 [2].
  科研人员已研制出一种复合型矿物悬浮溶胶灭火水剂,是以矿物膨润土、高岭土为原料,氢氧化钠,表面活性剂为辅料的悬浮胶状水剂,该剂可在燃烧面上形成耐高温强附着力的无机膜,起到隔离层的作用,可用常规灭火作业喷施在燃烧体表面上,烤干后形成耐高温无机薄膜,其特征在于无机薄膜能紧贴燃烧物体表面,使其与空气、火源隔离,起到快速灭火,防止复燃,减少喷水的作用。 以一种磷矿石为主料的干粉灭火剂,主要含磷酸钙和碳酸钙等物质也研制成功。[3]
  
  五、研究方向
  虽然有关灭火剂研制与应用,已取得较大进展,如碳酸氢钠干粉灭火剂、氯化纳干粉灭火剂、轻水泡沫灭火剂、水成膜泡沫灭火剂、水凝胶灭火剂、气溶胶灭火剂、生化灭火剂、七氟丙烷灭火剂、超细粉灭火剂、水玻璃(泡化碱)灭火剂、超微磷酸铵盐干粉灭火剂、磷酸钙、磷酸铵、碳酸钙类灭火剂等等;但是,在实际生产中下列指标仍然存在一些问题,如由于硅油、白炭黑的加入量不适合,水和活性白土的加入量及搅拌分散情况不理想。斥水性达不到要求;粒径分布不均匀,粒径太大的粒子,在喷管中运动中速度慢,导致喷粉不连续,灭火能力下降;常用惰性填料来调节松密度等;需要在以下几个方面继续努力。
  (一)超细干粉灭火剂是研究方向之一
  各国干粉灭火剂标准中在粒径方面的规定有共同点,以磷酸铵盐干粉为例,第一,限定了最大粒径,美、英限定

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