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【永业消防】超细干粉灭火原理

文章出处:责任编辑:人气:-发表时间:2014-09-01 11:47【

窒息、冷却、辐射的遮隔及有焰燃烧的化学抑制作用是超细粉体灭火效率的集中体现,其中化学抑制作用是其灭火的基本机理。

对有焰燃烧的抑制作用

有焰燃烧是一种链式反应过程。燃烧分子在燃烧的高温下或其它形成的能量下被活化,在氧气的存在下产生自由基或是活性团机,并靠这些具有很高能量的自由基传播反应,维持燃烧的进行。OH和H是维持燃烧链式反应的关键自由基,它们具有很高的能量,非常活泼,一旦生成,就立即发生下一步反应,生成更多的自由基,使燃烧过程得以延续,且不断扩大。超细粉体中的灭火组分使对燃烧的反应的不活性物质,当它们进入燃烧区与火焰中的自由基接触时,自由基被瞬时吸附在粉末表面,并发生如下的反应:

M (粉末)+OH(自由基)→MOH       MOH+H(自由基)→M+H2O

上述反应的结果使火焰中的OH和H被消耗的速度大于生产的速度,OH和H很快就耗尽,链式反应历程即被中止,火焰即熄灭。上述作用称为对燃烧的化学抑制作用和负催化作用。

对表面燃烧的熄灭作用

以磷酸铵盐类基料的超细粉体不仅可以扑灭有焰燃烧,而且还可以扑灭一般固定物质的表面燃烧(阴燃)。超细粉体晶体与灼烧物质表面接触时,发生一系列的化学反应,反应产生的磷酸(HPO3)或聚磷酸氨在固体表面的高温作用下被熔化并形成一个玻璃状覆盖层,并渗透到燃烧表面的孔内。这层玻璃状覆盖层将固体表面与周围空气的氧隔开,使燃烧窒息。

冷却、窒息与对热辐射的遮盖作用

超细粉体灭火剂的基料在火焰的高温下发生一系列的分解反应,分解反应产生的一些不活性体如二氧化碳、水蒸气等,可吸收火焰的部分热量,并对燃烧区的氧浓度稀释,从而起到冷却和窒息作用。使用超细粉体灭火时,大量的粉末以雾状形式喷向火焰,当与火焰相混合,可以降低残存火焰对燃烧物表面的热辐射。磷酸盐等混合物还具有导致碳化的作用,它附着于燃烧物表面炭化。炭化层是热的不良导体,可使火焰的温度降低,使燃烧过程变的缓慢。这些作用是超细粉体灭火剂附加的对热的辐射遮隔。

超细粉体灭火的原理与常用的ABC灭火剂相似,但灭火效能却能达到普通干粉灭火剂的6~10倍。这是因为超细粉体灭火剂灭火组分的粒径比常用的干粉灭火剂粒径小得多。

常用干粉灭火剂粒径及灭火效能

常用的干粉灭火剂的粒径在10μm--75μm之间,定量的粉体中小粒子所占得比例小,所具有的比表面积也相对小。同时,由于每个粒子的质量比较大,受热分解的速度慢,因而其灭火能力受到限制。粒子质量较大,沉降的速度快,弥漫性相对差,用于空间全淹没灭火效果也不理想,显然干粉灭火剂的粒径直接影响其灭火效能。

超细粉体灭火剂的粒径及灭火效能

超细粉体灭火剂的平均粒径小于或等于5μm,90%的粒径小于或等于10μm。该灭火剂全淹没应用灭火浓度实测小于95g/m

众所周知,就化学灭火剂而言,颗粒尺寸与灭火效能之间成反比关系。这是因为由于颗粒的细化,颗粒的表面原子与总原子之比而大幅度增加,所以具有很高的化学活性和比表面积。在灭火过程中,粉末与火焰的接触面就会大大增加,粉末对自由基的吸附能力也会大大提高,故灭火效能急剧提高。由于颗粒质量小,活性大,经加压喷射,可在保护空间形成均匀分布相对稳定的气溶胶,所以不仅灭火效能高,使用方法和范围也不同于一般传统干粉灭火剂。

超细干粉灭火剂是近几年来哈龙灭火剂替代研究的最新技术成果,是亚纳米技术(超细技术)应用于固体灭火剂领域的具体应用。超细干粉灭火剂可以充装目前通常使用的手提式灭火器、推车式灭火器、悬挂式灭火装置、柜式灭火装置和管网灭火系统,广泛应用于工业和民用建筑以及生产和储存场所中扑灭A、B、C、E类火灾。该灭火剂既可以全淹没应用灭火,又可以局部保护应用灭火,其灭火速率是水系列灭火剂的40倍以上,灭火效率是哈龙灭火剂的2~3倍,是普通干粉灭火剂的6~10倍。