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油類火災滅火劑及其應用研究進展

  
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??? 關于干粉的滅火機理[3]一般認為有兩種可能:一 是認為干粉在火焰中分解汽化、產生游離基,進入氣相與燃燒產物的游離基作用,終止燃燒反應鏈,即所謂的均相機理;另一種認為,燃燒產物產生的游離基與干粉的固體表面作用,終止燃燒反應鏈,即所謂的非均相機理。近年來,國外又有人提出了新的滅火機理——吸熱滅火機理。新機理認為,由于干粉吸收了大量的熱能,使燃燒的反應鏈不能持續下去而滅火。并認為干粉中只有小于某一特定粒徑的粒子(以下簡稱小粒子)在火焰中完全分解汽化,吸收大量的熱能,才能在滅火中起主要作用。干粉中的大粒子對總體的滅火效能影響不大,盡管與此機理相關的某些實驗與計算的結果具有很強的說服力,但該機理仍未完全闡明微觀的滅火歷程,所以還不被人們一致接受。干粉的速效滅火機理仍被國際消防界列為當今消防化學中尚未完全解決的六大問題之一。
??? 但在撲救油類火災時,一旦干粉粒子噴射到著火油面后,由于粒子表面的疏水膜具有很強的親油性,干粉粒子很快沉人油中,又因為普通干粉滅火的冷卻作用甚微,局部殘存的小火苗又會引燃整個油面。這就是干粉使用中遇到的最具挑戰性的問題——抗復燃性問題。盡管這一問題很早引起了人們的注意,但至今國內外尚未見有抗復燃干粉實際應用的報道。
3? 泡沫滅火劑
??? 泡沫滅火劑是能與水相容,并且可以通過化學反應或機械方法產生滅火泡沫的滅火藥劑。根據生產泡沫機理的不同,泡沫滅火劑分為空氣泡沫滅火劑和化學泡沫滅火劑兩類。空氣泡沫滅火劑又分為低倍數泡沫、中倍數泡沫和高倍數泡沫三類。空氣泡沫又稱機械泡沫,是由一定比例的泡沫液、水和空氣在泡沫產生器中進行機械混合攪拌而生成的膜狀氣泡群,泡內一般為空氣;而化學泡沫是由酸性物質和堿性物質及泡沫穩定劑相互作用而形成的膜狀氣泡群,氣泡內主要是二氧化碳氣體。
??? 泡沫滅火劑的滅火原理[4]:主要是水的冷卻作用和泡沫隔絕空氣的窒息作用,具體如下:(1)燃燒物表面形成泡沫覆蓋層,可以使燃燒物表面與空氣隔絕;(2)泡沫層封閉了燃燒物表面,可以遮斷火焰的熱輻射,阻止燃燒物本身和附近的可燃物質的蒸發;(3)泡沫析出的液體可對燃燒表面進行冷卻;(4)泡沫受熱蒸發產生的水蒸氣能夠降低氧的濃度。
??? 化學泡沫雖然具有良好的滅火性能,但滅火設備復雜,投資大。因此近年來多采用空氣機械泡沫,尤其是高倍數泡沫,具有應用范圍廣、滅火性能投資少、對人體無毒害等優點。
4? 細水霧滅火劑
??? 細水霧滅火系統的滅火機理[5]主要有:(1)汽化冷卻作用。細水霧水滴的直徑大約在40—200um左右,比表面積大,極易汽化,吸收大量的熱量,降低火焰溫度,最終使火焰熄滅。(2)窒息作用。細水霧在火場中汽化,體積急劇膨脹,排擠空氣。在燃燒區周圍形成屏障,降低氧濃度。對于30m3的有限空間,5L水完全汽化后形成的水蒸氣可使空氣中的氧濃度下降15%左右。(3)阻隔輻射熱作用。細水霧蒸發后,蒸氣迅速將燃燒物、火焰、煙籠罩,對火焰的輻射具有很好的阻隔作用,能有效地阻止輻射熱引燃其他物品,防止火焰蔓延。
??? 細水霧滅火系統以易取、價廉的水作為滅火劑,且滅火用水量很少。細水霧滅火劑滅火速度較快,對環境也沒有污染,而且可以大大降低火災中的煙氣體積百分比及毒性,冷卻火場溫度。但是目前細水霧滅火系統在設計上還存在一些問題,這些問題的解決必將使細水霧系統成為最有應用前景的哈龍替代系統。
5? 結語
??? 為能迅速撲滅火災,必須按照現代的防火技術、生產工藝過程特點、著火物質的性質、滅火劑的性質及取用是否便利等原則來選擇滅火劑。隨著社會經濟的發展,石油化工產品在社會中的應用越來越廣泛,油類火災的危險性也越來越大。因此尋找一種滅火性能高,使用方便,來源豐富,成本低廉,對人體基本無害的滅火劑勢在必行。我國對于新型滅火劑特別是油類火災滅火劑的開發、性能研究以及應用領域方面與國外相比尚有較大差距,隨著我國國民經濟的發展及綜合國力的不斷增強,各種新產品新技術的開發應用將會呈現出廣闊前景。

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