超细干粉与s型气溶胶优劣势比较

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1、超细干粉灭火剂与 S 型气溶胶的优势对比摘要：超细干粉和 S 型气溶胶在特征上有很多相似之处，然而实际应用中存在很大区别，通过对两种产品的性能比较，结合其产品特点，探讨两种产品在应用中的优势。关键词：超细干粉；K 型气溶胶；S 型气溶胶；灭火效能一、引言气溶胶的介质是气体，气溶胶是微细的固体颗粒，或微细的液体颗粒和惰性气体在气体介质中悬浮、弥散形成的溶胶状态。气溶胶灭火技术近年来发展较快，国内外的研究人员对各类气溶胶及其应用技术进行了大量的有成效的研究、开发，并取得了一些成果。气溶胶，按形成的方式可分为：“高温技术气溶胶”（通常称“热气溶胶”如国内 K型气溶胶、S 型气溶胶）和“非高温技术气溶

2、胶”（通常称“冷气溶胶”如超细干粉灭火剂）。热气溶胶灭火技术，是将固体燃料混合剂通过自身燃烧反应，产生足够浓度的悬浮固体颗粒和惰性气体，释放于着火空间，抑制火焰燃烧，并且使火焰熄灭。烟雾灭火技术就属于热气溶胶技术范畴。而冷气溶胶灭火技术通过压力使容器内的超细干粉经喷头喷出，使其悬浮于着火空间，使火焰熄灭。在现实中人们把热气溶胶归类为气体灭火剂，冷气溶胶超细干粉则按传统干粉灭火剂的特性归类为固体灭火剂，总结两种产品的性能，的确存在较大的区别，特别的在灭火效果及应用方式方面值得探讨。二、S 型气溶胶和超细干粉灭火剂的灭火技术介绍2.1 S 型气溶胶气溶胶灭火剂为前苏联最先研制。该灭火剂中含有 35

3、%50%的氧化剂，15%40%的燃料（含氮有机物），约 22%35%的铵、钠、钾、钙、镁的碳酸盐，以及 3%的艾杜糖醇，其中氧化剂为 KClO3，KNO 3，NaNO 或 NH4NO3，燃料为二氰胺，硝基胍和尿素。俄罗斯研制的一种热气溶胶灭火剂，是由固体燃料混合剂燃烧时产生的气体与微粒的混合物，这种固体燃料混合剂称 TTK 药柱，是由含钾的无机氧化剂（如氯酸盐和硝酸钾）和有机还原剂（包括各种树脂、增塑剂和硬化剂等）构成。国内热气溶胶灭火技术研究开发比较早（80 年代，天津所开发出烟雾灭火剂），经吸收国外技术，并进一步研究改进，在技术上有新的改进，如降低了热气溶胶灭火装置的出口温度，由原来的 3

4、00降到现在的 80等，其产品已达到国外同类产品的先进水平。由于此 类 气 溶 胶 发 生 剂 中 主 要 采 用 钾 的 硝 酸 盐 作 为 主 氧 化 剂 ,其 喷 放 物 灭 火 效 率 高 ， 但因 为 其 中 含 有 大 量 的 钾 离 子 ， 易 吸 湿 ,形 成 一 种 发 黄 发 黏 的 强 碱 性 导 电 液 膜 ， 这 种 物质 对 电 子 设 备 有 很 大 的 损 坏 性 ， 故 K 型 气 溶 胶 自 动 灭 火 装 置 不 能 使 用 于 电 子 设 备 、 精密 仪 器 和 文 物 档 案 场 所 。 但 目 前 在 市 场 仍 然 有 一 定 数 量 的 使 用

5、 。S 型 气 溶 胶 被 业 界 称 为 第 三 代 气 溶 胶 技 术 ， 是 K 型 气 溶 胶 的 改 良 产 品 ， 主 要 由 锶盐 作 主 氧 化 剂 ， 据 称 和 K 型 气 溶 胶 不 同 ， 锶 离 子 不 吸 湿 ， 不 会 形 成 导 电 溶 液 ， 不 会 对电 器 设 备 造 成 损 坏 ， S 型 气 溶 胶 自 动 灭 火 产 品 最 早 于 21 世 纪 初 研 发 成 功 。 目 前 ， S型 气 溶 胶 产 品 已 在 国 内 一 些 工 程 项 目 中 应 用 ， 对 其 灭 火 效 果 褒 贬 不 一 。2.2 超细干粉灭火剂传统干粉灭火剂是一种干燥

6、、流动性好的固体粉末，主要由一种或多种具有灭火能力的无机盐组分和疏水组分、惰性填料组成。灭火组分是干粉灭火剂的核心,疏水组分主要有硅油和疏水白炭黑，惰性填料种类繁多，主要起防振实、结块，改善干粉运动性能，催化硅油聚合等作用。主要应用于扑灭固体、液体、气体及电器设备火灾等。干粉的优点主要有：灭火效率高、速度快。按照扑灭单位面积的可燃液体火灾的灭火剂用量来比较, 干粉具有最高的灭火效率, 干粉能够迅速地控制火势和扑灭火灾, 灭火时间往往在几秒钟或十几秒钟内, 而且不易受火场地形、温度等环境条件的影响。 对人畜无毒或低毒, 对环境的影响甚微；因而在淘汰哈龙灭火剂后，干粉灭火剂成为我国灭火产品的主力军

7、。干粉灭火剂的干粉粒度对其灭火性能有显著的影响。单位灭火剂灭火效能与灭火剂粒子粒径密切相关,每种灭火粒子都存在上限临界粒径, 小于临界粒径的粒子全部起灭火作用, 大于临界粒径的粒子灭火效能急剧降低, 小于临界粒径的灭火粒子分数愈大, 则灭火效果愈好。常用干粉灭火剂粒度在 20m- 75m 之间, 这种粒子弥散性相对较差, 比表面积也相对较低。因而, 定量的粉体所具有的总比表面积较小, 每个粒子的质量较大, 沉降速度较快, 且其受热分解的速度较慢, 所以其捕获自由基或活性基团的能力有限, 灭火能力也就很有限；再就是普通的 ABC 干粉主成份为磷酸铵盐，易吸潮结块，且有一定的腐蚀性，进而限制了干粉

8、灭火剂的使用范围。所以, 制备在着火空间可以均匀分散、悬浮的超细灭火粉体, 保证灭火组分粒子活性, 降低单位空间灭火剂使用量是提高干粉灭火剂灭火效能的一种很有效的手段；但由于普通磷酸铵盐类干粉灭火剂必须采用硅油包裹工艺进行防潮、防结块处理，无法将其加工到10m 以下，故而干粉生产技术在很长一段时间没有新的突破。超细干粉技术是当代粉体工程技术的新发展，是各高新技术的基础，其应用正在不断扩大。超细粉体技术是当今世界上很重要的科学技术之一，英国 KIDD 公司采用喷雾干燥技术研制出粒径5m 的碳酸氢钾超细高效干粉灭火剂，经全淹没式灭火实验表明：灭火效能是一般灭火剂的 10 倍；由于所需设备和工艺要求

9、复杂，至今未能推广应用。应该说，超细干粉灭火剂同 S 型气溶胶的研发背景相似，它是在传统干粉灭火剂的基础上改良的新品种，国内超细干粉灭火剂由武汉绿色消防器材有限公司于 2001 年率先开发成功，并通过国家型式检验合格，它采用一种自然防潮的矿物质为主份，不需要采用硅油包裹工艺进行防潮、防结块处理，灭火效率是传统干粉灭火剂的 10 倍以上，由于超细干粉灭火剂可以在大气中悬浮一定时间，并能绕过障碍物，散布到各个角落，以一种全淹没的方式或局部应用方式灭火，使干粉灭火技术在自动灭火的效果方面有了飞跃式提升，它是干粉灭火技术和纳米技术发展的结晶，代表了目前干粉灭火的最高水平和发展方向。目前，超细干粉灭火产

10、品在电力、冶金、石油石化、烟草、档案库房等行业得到了大量应用，号称“灭火效率最高、灭火速度最快、灭火浓度最低”，发展速度居所有灭火产品之首。三、S 型气溶胶和超细干粉灭火剂的灭火机理介绍3.1 S 型 灭 火 气 溶 胶 灭 火 机 理3.1.1 吸 热 降 温 灭 火 机 理金 属 盐 微 粒 在 高 温 下 吸 收 大 量 的 热 ， 发 生 热 熔 、 气 化 等 物 理 吸 热 过 程 ， 火 焰 温 度 被降 低 ， 进 而 辐 射 到 可 燃 烧 物 燃 烧 面 用 于 气 化 可 燃 物 分 子 和 将 已 气 化 的 可 燃 烧 分 子 裂 解 成自 由 基 的 热 量 就 会

11、 减 少 ， 燃 烧 反 应 速 度 得 到 一 定 抑 制 。3.1.2 化 学 抑 制 灭 火 机 理 。a、 气 相 化 学 抑 制 : 在 热 作 用 下 ， 灭 火 气 溶 胶 中 分 解 的 气 化 金 属 离 子 或 失 去 电 子 的阳 离 子 可 以 与 燃 烧 中 的 活 性 基 团 发 生 亲 和 反 应 ， 反 复 大 量 消 耗 活 性 基 团 ， 减 少 燃 烧 自 由基 。b、 固 相 化 学 抑 制 : 灭 火 气 溶 胶 中 的 微 粒 粒 径 很 小 （ 10-9 10-6m)， 具 有 很 大 的表 面 积 和 表 面 能 ， 可 吸 附 燃 烧 中 的

12、活 性 基 团 ， 并 发 生 化 学 作 用 ， 大 量 消 耗 活 性 基 团 ， 减少 燃 烧 自 由 基 。c、 降 低 氧 浓 度 :灭 火 气 溶 胶 中 的 N2、 CO2 可 降 低 燃 烧 中 氧 浓 度 ， 但 其 速 度 是 缓 慢的 ， 灭 火 作 用 远 远 小 于 吸 热 降 温 、 化 学 抑 制 。3.2 超 细 干 粉 灭 火 机 理在灭火过程中，超细干粉灭火剂既具有化学灭火剂的作用，同时又具有物理抑制剂的特点，其灭火机理如下：(1) 化学抑制作用：燃烧过程是一连锁反应过程,OH 和 H 自由基是维持燃烧连锁反应的关键自由基,它们具有很高的能量,非常活泼,而寿

13、命却很短,一经生成,立即引发下一步反应,生成更多的自由基,使燃烧过程得以延续且不断扩大。干粉灭火剂的灭火组分是燃烧的非活性物质,当把干粉灭火剂加入到燃烧区与火焰混合后,干粉粉末与火焰中的自由基接触时,自由基被瞬时吸附在粉末表面,通过上述反应,借助粉末的作用,消耗了燃烧反应中的自由基 OH 和 H。当大量的粉末以雾状形式喷向火焰时 ,火焰中的自由基被大量吸附和转化,使自由基数量急剧减少,致使燃烧的链反应中断,最终使火焰熄灭。(2) 隔离作用：喷出的固体粉末覆盖在燃烧物表面,构成阻碍燃烧的隔离层。特别当粉末覆盖达到一定厚度时,还可以起到防止复燃的作用。(3) 冷却与窒息作用：粉末在高温下会放出结晶

14、水或发生分解,这些都属于吸热反应,而分解生成的不活泼气体又可稀释燃烧区域的氧气浓度,从而起到冷却与窒息作用。四、两种灭火产品优劣势比较所有灭火产品都有相同点和不同点，针对不同保护场所，各种灭火产品表现出不同的灭火效果，而 S 型气溶胶与超细干粉灭火剂，虽然在标准中不是同一类型产品，但其灭火机理及产品特征极其相似，而其灭火效果和应用方式有较大区别。其优劣势主要表现在几个方面：4.1 灭火设备不同，对保护对象适合性有差异4.1.1S 型气溶胶灭火装置气溶胶运用的灭火器具是特别装置，一般为小型装置，标准规定最大规格为 10kg。按 灭 火 装 置 安 装 方 式 可 分 为 ；a） 落 地 式 灭

15、火 装 置 ； b) 悬 挂 式 灭 火 装 置 。按 灭 火 装 置 喷 口 温 度 高 低 可 分 为 ：a） 限 温 性 灭 火 装 置 ； b） 非 限 温 性 灭 火 装 置 。按 灭 火 装 置 产 生 热 气 溶 胶 灭 火 剂 的 种 类 可 分 为 ：a） S 型 气 溶 胶 灭 火 装 置 ； b） K 型 气 溶 胶 灭 火 装 置 。关于气溶胶灭火装置的保护对象，公安部公消2001217 号文件定义为：“气溶胶与卤代烷类和惰性气体类哈龙替代技术不同，灭火后有残留物，属非洁净灭火剂。各企业采取的药剂配方不同，残留物的性质也不相同。气溶胶灭火装置不能用于保护经常有人场所，不

16、能用于保护易燃易爆场所。气溶胶属于气固混合物，在技术没有突破且通过国家质检中心型式检验之前，不能用于管网输送系统，气溶胶灭火后的残留物对精密仪器、设备会有一定影响，技术上没有解决该问题且通过检验的固定装置，不能用于保护此类场所。多机联用气溶胶系统及其控制装置未通过型式检验合格的，不能用于保护较大空间场所”。S 型气溶胶在配方调整后，技术上有所突破，但标准规定灭火装置只能控制在小于10kg 的小型装置，并不得多机联用，因而限制其保护对象只能是小空间灭火，“气溶胶属于全淹没系统，适用于变配电间、发电机房、电缆井、电缆沟等无人、相对封闭、空间较小的场所” ，所以 S 型气溶胶跟 K 型气溶胶一样，保护对象受到极大限制，大一点的电缆夹层、电缆隧道都无法采用 S 型气溶胶进行保护。4.1.2 超细干粉灭火装置（系统）超细干粉灭火产品经过十多年的发展，已经成功开发出无管网灭火装置和管网灭火系统。按安装方式可分为：a) 悬挂式超细干粉灭火装置。 b)壁装式超细干粉灭火装置。c)柜式超细干粉灭火装置。 d)管网式超细干粉灭火系统