气溶胶灭火系统
7页1、气溶胶灭火系统气溶胶灭火系统一基本概念一基本概念 、固体微粒气溶胶灭火剂PGAS(Pyrotechnically generated aerosols)。 、气溶胶是液体或固体微粒悬浮于气体分散 介质中形成的一种溶胶。 、气溶胶灭火剂可以分为两种类型:一种是在气溶胶灭火剂释放之前, 气体分散介质和被分散介质是稳定存在的,气溶胶灭火剂的释放即气体分散液 体或固体灭 火剂形成气溶胶的过程;另一种是气溶胶灭火剂的释放经过了燃烧 反应,反应产物中既有固体又有气体,气体分散固体颗粒形成气溶胶,也可称 为气溶胶发生剂。 、根据产生气溶胶时的温度可分为冷气溶胶和热气溶胶。在反应温度大 于 300(?)时称为热气溶胶,反之是冷气溶胶。 、气溶胶发生剂为一种含能材料,属于烟火药的一种。火炸药可分为炸 药、火药和烟火药三大类。气溶胶产品的选配、制造、性能参数和加工工艺均 以烟火学为指导。 、为降低气溶胶产生时的温度,有两种使用冷却剂的方法。一种是将冷 却剂均匀地混合于药剂中,这种方式称为内冷却;另一种冷却方式是将冷却剂 置于气体发生器的气体通路中,可称为外冷却。 二灭火机理二灭火机理1、以金属 K 为例介
2、绍气溶胶灭火剂的灭火机理。(1)吸热分解的降温灭火作用。K2O 在温度大于 350时就会分解,K2CO3 的熔点为 891,超过这个温度就会分解,这些全是强烈的吸热反应: K2OC?2KCO;2K2OC?4KCO2;(2)气相化学抑制作用。在热作用下,气溶胶中固体颗粒离解出的 K 可能以 蒸汽或阳离子的形式存在,在瞬间它可能与燃烧中的活性基团 H、OH 和 O 发生 多次链 式反应。:KOH?KOH;KO?KO;KOHOH?KOH2O;KOHH?KH20 消耗活性基团和抑制活性基团 H、OH 和 O 之间的放热反应,从而对燃烧反应起 到抑制作用。(3)固体颗粒表面对链式反应的抑制作用(固相化学 抑制作用)。气溶胶 中的固体颗粒是极其微小的,具有很大的表面积和表面能,它在火场中被加热 和发生裂解是需要一定时间的,而且也不能完全被裂解或气化。固 体颗粒进入 火场后,受到可燃物裂解产物的冲击,它们相对于活性基团 H、OH 和 O 的尺寸 大的多,这些活性基团与固体颗粒表面发生碰撞,被瞬时吸附并发生化学 作用。 可能发生如下反应:K2O2H?2KOH;KOHOH?KOH2O;KOH?KOH如此
3、反复进行而起到消耗燃烧活性基团的目的。2、吸附作用 产物中的固体颗粒,主要是金属氧化物、碳酸盐或碳酸氢盐,大部分为粒 径小于 1?m,占 90%以上。气体主要是氮气,少量的二氧化碳气和水蒸气。经燃烧反应产生气溶胶是强放热反应,会产生气态的金属盐,冷却凝聚时 产生气溶胶微粒极为细小,具有非常大的比表面积,因此成为特别优良的灭火 剂。其灭火效率为卤代烷 1301 的 46 倍。 三了解气溶胶三了解气溶胶 列举一些相关的事物帮助了解气溶胶的灭火作用。1、消焰剂 KCL 加入火药中可有效减小爆炸火焰的大小。 在军事上应用在武器发射时尽量减小火焰,避免暴露自己的射击位置。在 使用爆破法采煤的矿井中,瓦斯浓度超过爆炸极限的工作面上用含有消焰剂的 炸药爆破并不会引起火灾和瓦斯爆炸。主要是 K 捕捉燃烧连锁反应游离基和降低爆炸温度的作用。与自由基在气 相中有效碰撞,吸收能量,使其衰变。多相催化,消焰剂晶体表面的原子基团显示强烈的不饱和性和吸附性,能 吸附和粘附燃气中的自由基团,相互作用使之达到稳定状态。2、碳酸氢钾干粉是一种黑色粉末,成分为碳酸氢钾 66%、硝酸钾 15.5%、三聚氰胺 7.8%、 木
4、炭 3.75%、硫磺 0.9%、滑石粉 3.5%、云母粉 1.5%、硬脂酸镁 1.4%。其中的 硝酸钾、硫磺、木炭是黑火药的成分。干粉在动力气体(氮气或二氧化碳)的推动下喷向燃烧区进行灭火,钾盐 在燃烧区高温分解,起到化学抑制的灭火作用,但干粉的颗粒较大,吸附作用 大大降低,灭火效能一般。3、粒径的影响 干粉灭火的新机理和配方设计优化是公安部天津消防科研所完成的部 级项目课题。试验采用不同粒径碳酸钾,用有压氮气作为动力分散气体,在 0.6 立方米的实验容器中灭汽油火。实验的结论为:粒径在 20?m 以下的干粉灭 火效能高,当粒径大于 20?m 灭火效能急剧降低。俄罗斯人在研究冷气溶胶时也作了同样的实验,有相似的结论。甚至还设 计了依据纳米技术进行工业化生产气溶胶超微粒的装置。 四多个气溶胶配方四多个气溶胶配方 1六十年代中期苏联研制的配方:含有约 3550%的氧化剂,为氯酸钾、 硝酸钾、硝酸钠、或硝酸铵;含 1540%的燃料(含氮有机物),可以是二氰 胺、硝基胍或尿素;约 2235%的铵、钠、钾、钙、镁的碳酸盐,以及的艾杜 糖醇。 2美国人发明的灭火剂组分含有卤碳化合物、氧化剂(高氯酸
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