注冊安全工程師輔導(dǎo):氣溶膠滅火技術(shù)概述(二)

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三、冷氣溶膠滅火技術(shù)
    熱氣溶膠滅火技術(shù)具有滅火效率高,電絕緣性好,不破壞大氣臭氧層等優(yōu)點。也存在缺陷如:有“熱連帶反應(yīng)”、不能進(jìn)行局部保護(hù)應(yīng)用、滅火速度慢等問題。如何發(fā)揮氣溶膠應(yīng)用滅火的長處,克服其固有的缺陷,國內(nèi)外進(jìn)行了大量的卓有成效的研究。近幾年,冷氣溶膠滅火技術(shù)的研究和應(yīng)用,就是哈龍?zhí)娲夹g(shù)研究的新成果。
    1、超細(xì)干粉滅火技術(shù)
    超細(xì)干粉滅火劑是國內(nèi)最新研制的一種“非高溫氣溶膠滅火技術(shù)”,也稱“冷氣溶膠”。滅火劑以氮氣(N2)、等惰性氣體為驅(qū)動體,超細(xì)干粉為被分散體,釋放后形成氣粉混合的霧狀氣溶膠進(jìn)行滅火,滅火機理以化學(xué)滅火為主,物理滅火為輔,可全淹沒滅火應(yīng)用,也可局部保護(hù)滅火應(yīng)用。
    超細(xì)干粉滅火劑按基料成分可分為:磷酸銨鹽超細(xì)干粉、碳酸氫鈉超細(xì)干粉、還有其它滅火材料組成的超細(xì)干粉。以磷酸銨鹽為基料的超細(xì)干粉粒徑為10—20μm,由于粒子細(xì)化,滅火時能充分反應(yīng),滅火效果顯著增加。原料磷酸銨鹽在制備過程中需硅化,粒子質(zhì)量較大,經(jīng)氮氣驅(qū)動噴射后,大部分粉粒很快落于地面,沒有形成氣溶膠參與滅火反應(yīng),因而用于全淹沒滅火效果不很理想。
    英國科技工作者采用噴霧造粒技術(shù),用小型噴霧干燥器制造出粒徑在5μm以下的超細(xì)粉體,經(jīng)加壓噴射形成冷氣溶膠滅火,全淹沒滅火使用效率可達(dá)哈龍滅火劑的3—5倍。由于所需設(shè)備和工藝要求復(fù)雜,產(chǎn)品生產(chǎn)能耗巨大,至今未能推廣應(yīng)用。武漢綠色消防器材有限公司科研人員應(yīng)用國內(nèi)外最新技術(shù),采用新型的滅火材料,研制成功一種新型的超細(xì)干粉高效滅火劑。表2為該滅火劑的主要技術(shù)參數(shù)。
    超細(xì)干粉滅火劑滅火機理以化學(xué)滅火為主,物理滅火為輔。
    A、對有焰燃燒的抑制作用。有焰燃燒是一種鏈?zhǔn)椒磻?yīng)過程。燃燒分子在燃燒的高溫下或其它形成的能量下被活化,在氧的存在下產(chǎn)生燃燒自由基或活性基團(tuán),并靠這些具有很高能量的自由基傳播反應(yīng),維持燃燒持續(xù)進(jìn)行。燃燒自由基具有很高的能量,非?;顫姡鼈円坏┥?,就立即發(fā)生下一步的反應(yīng),生成更多的自由基。超細(xì)干粉中的滅火組分是對燃燒反應(yīng)的不活性物質(zhì),當(dāng)它們的粒子進(jìn)入燃燒區(qū)與火焰結(jié)合時,可以同時捕獲燃燒自由基,其結(jié)果使火焰中的自由基被消耗速度大于生產(chǎn)的速度,燃燒自由基很快耗盡,鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的歷程終止,火焰即熄滅。以上作用被稱為對燃燒的化學(xué)抑制作用和負(fù)催化作用。
    B、對表面燃燒的熄滅作用。超細(xì)干粉滅火劑不僅能有效撲滅有焰燃燒,而且還可以撲滅一般固體物質(zhì)的表面燃燒。超細(xì)干粉晶體粉粒與灼燒的燃燒物表面接觸時,發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng),并在固體表面的高溫作用下被熔化并形成一個玻璃狀覆蓋層,將固體表面與周圍空氣的氧隔開,使燃燒窒息
    C、對熱的遮隔作用。使用超細(xì)干粉滅火時,濃云般的粉霧(氣溶膠)與火焰相混合,可以降低火焰對燃燒物表面的輻射熱,使火焰的溫度降低,使燃燒過程變得緩慢。
    D、對燃燒區(qū)氧氣的稀釋作用。超細(xì)干粉滅火劑滅火時,在火焰的高溫作用下會發(fā)生一系列的分解反應(yīng),這些反應(yīng)一般為吸熱反應(yīng),可吸收火焰的部分熱量,并產(chǎn)生一些不活性體如二氧化碳(CO2)等,對燃燒區(qū)的氧濃度進(jìn)行稀釋,使燃燒變得緩慢,同時用作驅(qū)動噴放超細(xì)干粉的壓力氣體氮氣隨著超細(xì)干粉一起釋放于燃燒區(qū),也進(jìn)一步稀釋燃燒區(qū)的氧氣,抑制燃燒,使燃燒熄滅。
    超細(xì)干粉滅火劑的特點:
    (1)、綠色環(huán)保。超細(xì)干粉滅火劑對大氣臭氧層耗減潛能值(ODP)為零,溫室效應(yīng)潛能值(GWP)為零,無毒無害,對人體無刺激,對保護(hù)物無腐蝕。
    (2)、滅火效率高。超細(xì)干粉滅火劑的滅火速率是水的40倍,是熱氣溶膠滅火劑的20倍,是混合氣體滅火劑的6倍。滅火效率是水的30倍,是熱氣溶膠滅火劑的2倍,是哈龍滅火劑的2—3倍,是七氟丙烷滅火劑的4—8倍,是混合氣體滅火劑的12—16倍,是普通干粉滅火劑的6—10倍。
    (3)、應(yīng)用范圍廣。超細(xì)干粉滅火劑可在封閉的空間全淹沒滅火,也可在開放的場所大面積局部應(yīng)用滅火,具有全淹沒全方位滅火的優(yōu)點。滅火劑的流動性、電絕緣性等指標(biāo)優(yōu)良,可充裝通常使用的手提式滅火器、固定滅火裝置(無管網(wǎng)滅火系統(tǒng))、有管網(wǎng)滅火系統(tǒng)、森林滅火彈等,廣泛應(yīng)用于國防軍事和民用設(shè)施,用以撲救A類、B類、C類火災(zāi)和帶電設(shè)備火災(zāi)。
    眾所周知,作為化學(xué)滅火劑,其粒徑與其滅火效率成反比關(guān)系,即粒度越小,滅火效率越高。超細(xì)干粉滅火劑,由于受加工技術(shù)及成本的制約,目前平均粒徑已可做到≤5μm,其滅火速率,滅火效率已很優(yōu)良。如果將超細(xì)干粉的粒徑加工至更細(xì),以至于達(dá)到納米級,并解決在運用過程中的一系列技術(shù)性問題,其滅火效率將急劇提高幾十甚至上百倍。