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乾粉滅火器的特性與原理
  • 釋出日期✘▩◕│◕:2022-07-12      瀏覽次數✘▩◕│◕:183
    • 乾粉是採用全矽化工藝│▩₪,流動效能好│▩₪,使用壽命長│▩₪,適用於石油化工企業₪◕、工礦企業₪◕、賓館₪◕、酒店學校等各種場所·│◕│✘。

      特性

      普通乾粉滅火器特性

      普通乾粉滅火劑主要由活性滅火組分₪◕、疏水成分₪◕、惰性填料組成│▩₪,疏水成分主要有矽油和疏水白炭黑│▩₪,惰性填料種類繁多│▩₪,主要起防振實₪◕、結塊│▩₪,改善乾粉運動效能│▩₪,催化乾粉矽油聚合以及改善與泡沫滅火劑的共容等作用·│◕│✘。這類普通乾粉滅火劑在國內外已經獲得很普遍應用·│◕│✘。

      滅火組分是乾粉滅火劑的核心│▩₪,能夠起到滅火作用的物質主要有:K2CO3₪◕、KHCO3₪◕、NaCl₪◕、KCl₪◕、(NH4)2SO4₪◕、NH4HSO4₪◕、NaHCO3₪◕、K4Fe(CN)6·3H2O₪◕、Na2CO3 等│▩₪,國內已經生產的產品有:磷酸銨鹽₪◕、碳酸氫鈉₪◕、氯化鈉₪◕、氯.化鉀乾粉滅火劑·│◕│✘。每種滅火粒子都存在一上限臨界粒徑│▩₪,小於臨界粒徑的粒子全部起滅火作用│▩₪,大於臨界粒徑的粒子滅火效能急劇降低│▩₪,但其動量大│▩₪,透過空氣對小粒子產生空氣動力學拉力│▩₪,迫使小粒子緊隨其後│▩₪,撲向火焰中心│▩₪,而不是未到火焰就被熱氣流吹走│▩₪,降低滅火效率·│◕│✘。常用乾粉滅火劑粒度在10~75 μm 之間│▩₪,這種粒子彌散性較差│▩₪,比表面積相對較小·│◕│✘。

      因此│▩₪,定量乾粉所具有的總比表面積小│▩₪,單個粒子質量較大│▩₪,沉降速度較快│▩₪,受熱時分解速度慢│▩₪,導致其捕捉自由基的能力較小│▩₪,故滅火能力受到限制│▩₪,一定程度上限制了乾粉滅火劑使用範圍·│◕│✘。乾粉滅火劑粒子粒徑與其滅火效能直接相關聯│▩₪,滅火組分臨界粒徑愈大│▩₪,滅火效果愈好·│◕│✘。所以│▩₪,製備在著火空間可以均勻分散₪◕、懸浮的超細滅火粉體│▩₪,保證滅火組分粒子活性│▩₪,降低單位空間滅火劑使用量是提高幹粉滅火劑滅火效能的很有效手段·│◕│✘。

      a₪◕、燃燒特性:燃燒是一類有氧化劑參與的劇烈氧化反應│▩₪,燃燒過程是鏈式反應·│◕│✘。在高溫₪◕、氧氣參與下可燃物分子被啟用│▩₪,產生自由基│▩₪,自由基能量很高│▩₪,極其活潑│▩₪,一旦生成立刻引發下一步反應│▩₪,生成更多的自由基│▩₪,這些具有很高能量的眾多自由基再次引發更多數目自由基·│◕│✘。這樣│▩₪,依靠自由基不斷傳遞鏈反應│▩₪,可燃物質分子被逐步裂解│▩₪,維持燃燒不斷進行·│◕│✘。

      b₪◕、滅火特性:窒息₪◕、冷卻及對有焰燃燒的化學抑制作用是乾粉滅火效能的集中體現│▩₪,其中化學抑制作用是滅火的基本原理│▩₪,起主要滅火作用·│◕│✘。乾粉滅火劑中滅火組分是燃燒反應的非活性物質│▩₪,當其進入燃燒區域火焰中時│▩₪,分解所產生的自由基與火焰燃燒反應中產生的H 和OH 等自由基相互反應│▩₪,捕捉並終止燃燒反應產生的自由基│▩₪,降低了燃燒反應的速率·│◕│✘。當火焰中乾粉濃度足夠高│▩₪,與火焰接觸面積足夠大│▩₪,自由基中止速率大於燃燒反應生成的速率時│▩₪,鏈式燃燒反應被終止│▩₪,從而火焰熄滅·│◕│✘。乾粉滅火劑在燃燒火焰中吸熱分解│▩₪,因每一步分解反應均為吸熱反應│▩₪,故有較好的冷卻作用·│◕│✘。此外│▩₪,高溫下磷酸二氫銨分解│▩₪,在固體物質表面生成一層玻璃狀薄膜殘留覆蓋物覆蓋於表面│▩₪,阻止燃燒進行│▩₪,並能防止復燃·│◕│✘。

      超細乾粉滅火劑特性

      超細滅火粒子由於比表面積大│▩₪,活性高│▩₪,能在空氣中懸浮數分鐘│▩₪,形成相對穩定的氣溶膠│▩₪,所以│▩₪,不僅滅火效能很高│▩₪,且使用方法也完全不同於一般傳統乾粉滅火劑│▩₪,它類似滷代烷淹滅式滅火·│◕│✘。例如│▩₪,KHCO3氣溶膠滅火濃度僅為1301滷代烷的2.0%│▩₪,滅火效能卻相當於它的50 倍│▩₪,且滅火後沉積物不明顯│▩₪,對火場造成汙染很少·│◕│✘。KHCO3₪◕、NaCl₪◕、KCl₪◕、K2SO4₪◕、NH4H2PO4₪◕、NaHCO3都可以用來製備氣溶膠滅火劑·│◕│✘。氣溶膠滅火劑粒徑要求小於<5μm│▩₪,最好低於0.5μm│▩₪,氣溶膠已經成為獨立的新的研究領域·│◕│✘。

      單位滅火劑滅火效能與滅火劑粒子粒徑密切相關│▩₪,滅火組分臨界粒徑愈大│▩₪,小於臨界粒徑的滅火粒子分數愈大│▩₪,則滅火效果愈好·│◕│✘。國標中能檢測到的最小粒徑為40μm│▩₪,小於此值具體分佈卻沒有指明│▩₪,而實際上各類滅火粒子臨界粒徑大都小於此值·│◕│✘。例如:K2SO4 為16μm│▩₪,NaHCO3₪◕、NaCl為20μm│▩₪,NH4H2SO4為30μm·│◕│✘。因此│▩₪,若將滅火劑粒子粒徑減少至臨界粒徑時│▩₪,則滅火效能會大大提高·│◕│✘。例如│▩₪,採用粒徑小於20μm的K2SO4製備超細乾粉滅火劑│▩₪,在其用量僅為20%時發現其滅火效能比普通K2SO4滅火劑高出121%;粒徑小於43μm的NaHCO3滅火劑滅火效能是普通型的221%│▩₪,滅火效能提高1倍多·│◕│✘。當超細乾粉滅火劑粒徑小於臨界粒徑時│▩₪,滅火劑粒子全部起滅火作用│▩₪,乾粉滅火效能大大提高│▩₪,用量明顯減少·│◕│✘。將滅火劑粒徑減少至5μm│▩₪,甚至0.5μm時│▩₪,滅火效能急劇上升│▩₪,滅火效能是常規滅火劑能力幾十倍│▩₪,用量也僅為其百分之幾·│◕│✘。這主要是因為:超細粉的總表面積與體積的比值大│▩₪,活性高│▩₪,形成均勻分散₪◕、懸浮於空氣中相對穩定的氣溶膠│▩₪,受熱分解速度快│▩₪,捕獲自由基能力強│▩₪,故滅火效能急劇提高·│◕│✘。

      文獻記載:英國KIDD公司研製出粒徑<5μm的碳酸氫鉀超細乾粉滅火劑│▩₪,經全淹沒式滅火實驗表明:滅火效能是一般滅火劑的10倍·│◕│✘。張巍等採用水相合成法制備磷酸銨鹽超細乾粉滅火劑│▩₪,以磷酸二氫銨為主料│▩₪,加入滑石粉₪◕、雲母粉₪◕、活性白土₪◕、矽油₪◕、白炭黑₪◕、矽酸鈉等附料│▩₪,成功製備了粒徑在100~500nm的超微細磷酸銨鹽乾粉滅火劑·│◕│✘。該乾粉滅火劑價格較低│▩₪,滅火效果佳│▩₪,能夠產生較大經濟效益和社會效益·│◕│✘。

      滅火原理

      乾粉滅火器內充裝的是磷酸銨鹽乾粉滅火劑·│◕│✘。乾粉滅火劑是用於滅火的乾燥且易於流動的微細粉末│▩₪,由具有滅火效能的無機鹽和少量的新增劑經乾燥₪◕、粉碎₪◕、混合而成微細固體粉末組成·│◕│✘。它是一種在消防中得到廣泛應用的滅火劑│▩₪,且主要用於滅火器中·│◕│✘。除撲救金屬火災的專用乾粉化學滅火劑外│▩₪,乾粉滅火劑一般分為BC乾粉滅火劑(碳酸氫鈉等)和ABC乾粉(磷酸銨鹽等)兩大類·│◕│✘。

      一是靠乾粉中的無機鹽的揮發性分解物│▩₪,與燃燒過程中燃料所產生的自由基或活性基團發生化學抑制和負催化作用│▩₪,使燃燒的鏈反應中斷而滅火;

      二是靠乾粉的粉末落在可燃物表面外│▩₪,發生化學反應│▩₪,並在高溫作用下形成一層玻璃狀覆蓋層│▩₪,從而隔絕氧│▩₪,進而窒息滅火·│◕│✘。另外│▩₪,還有部分稀釋氧和冷卻作用·│◕│✘。

      分類

      乾粉滅火器可分為ABC類和BC類二種·│◕│✘。

      按操作方式分手提式乾粉滅火器和推車式乾粉滅火器·│◕│✘。

      按充裝乾粉滅火劑的種類可以分為普通乾粉滅火器和超細乾粉滅火器·│◕│✘。

      NaOH+AlCl3+2NaHCO3====Al(OH)3↓+2CO2↑+3NaCl


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