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常见的气体灭火剂有哪些?

 1、 卤代烷烃类灭火剂

卤代烷又称卤代烷烃,是指烷烃分子中的一个或多个氢原子被卤素原子(氟、氯、溴、碘)取代的有机化合物,属于卤代烃。是一种人工合成的灭火剂。

卤代烷烃类灭火剂包括哈龙灭火剂(1211、1301为代表)以及七氟丙烷、三氟甲烷、六氟丙烷等其他卤代烷烃类灭火剂。

卤代烷烃类灭火剂灭火原理:以中断燃烧链的化学反应为主,卤代物在火焰的高温中分解产生活性游离基,消除维持燃烧所必须的自由基,使燃烧过程的链锁反应中断而灭火。

卤代烷烃类灭火剂电绝缘性好、灭火速度快、无腐蚀、释放后不留残渣。

卤代烷灭火剂的主要类别:

A、哈龙(HALON)灭火剂

哈龙是英文单词Halon的音译,泛指含氯元素或含溴元素的卤代烷烃。

目前所称的哈龙灭火剂主要是指1301(CF3Br)和1211(CF2ClBr)

哈龙灭火剂的使用已有百年的历史:

早在1900年之前,哈龙104(四氯化碳)就已作为灭火剂被用于扑救易燃液体火灾。

上世纪20年代后期又研制出了哈龙1001、1011。

1937年,前苏联研制出了哈龙2402用于保护军事设施。

这些早期的哈龙灭火剂毒性大,灭火时产生毒性气体,能引起人员伤亡,人们开始寻找更安全可靠的卤代烷灭火剂。

1947年,美国首先试制成功了两种高效低毒的卤代烷1301(三氟一溴甲烷)及1211(二氟一氯一溴甲烷),这两种灭火剂不导电、挥发快、无残留物、清洁安全。

随着60年代初计算机及其它电子设备的普及,哈龙1211和1301灭火剂得以广泛应用,原来的哈龙灭火剂逐步淘汰。据调查,从1960~1990年间已有10万多吨哈龙1211和5万吨哈龙1301排入大气中。

1973年美国加利福利亚大学的Rowland教授和Molina博士发表了《环境中的CFCs》论文,该论文指出卤代烷化合物(CFCs)严重破坏了位于地球上空25-40公里处大气层中的臭氧层,它是造成臭氧层空洞形成的重要原因。臭氧层的消耗导致太阳光中的紫外线到达地球表面的强度增大,对生物环境造成极大的危害。为此,1987年制定的《蒙特利尔议定书》规定哈龙灭火剂列入各签约国生产和消费的限制对象。

含溴类卤代烷烃产品(如1211)耗损臭氧的能力比氯氟烃(如1301)要大3~10倍。

我国已于2005年停止生产哈龙1211灭火剂,2010年停止生产哈龙1301灭火剂,已禁止使用。

B、哈龙(HALON)灭火剂替代物(卤代烷烃类)

目前国家许可的哈龙(HALON)灭火剂替代物,属卤代烷烃类的目前主要有三种:

1. 七氟丙烷(HFC-227ea)

2. 三氟甲烷(HFC-23)

3. 六氟丙烷(HFC-236fa)

这三种灭火剂均不含氯元素或含溴元素,对大气的臭氧层没有破坏作用,是目前许可使用的卤代烷烃类灭火剂。

以上三种灭火剂中,七氟丙烷应用最广泛,技术最成熟,《气体灭火系统设计规范》GB 50370对七氟丙烷灭火系统的设计和应用有明确要求。

目前国内七氟丙烷灭火系统的厂家较多,配件和药剂的供应厂家也很多,系统造价相对较低,后期维护方便。

三氟甲烷灭火系统只有极少数厂家在推广,工程设计和施工没有明确的国家标准,都是参照地方标准和厂家标准。三氟甲烷药剂在国内仅有一两家生产,维护成本很高,尽量不要采用。

六氟丙烷在常温下的饱和蒸气压较低(20°C时,229.6 KPa),与1211类似,一般用于手提式和悬挂式灭火器。

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柜式七氟丙烷灭火装置

2、 IG系列气体灭火剂

美国安素(ANSUL)公司在1994年研制开发和生产出卤代烷灭火系统的替代产品Inergen烟烙尽(Inergen为安素的注册商标名,也有的翻译为烟必静),这是一种由氮气(N2)、氩气(Ar)、二氧化碳(CO2)三种气体组合成的混合气体这是一种纯天然气体灭火系统,也是目前最安全环保的气体灭火系统。

后来的国际标准将Inergen 名称用了缩写IG,国内沿用了此称呼。后面的数字一般就是对应各种气体的体积比例,比如:“Inergen烟烙尽”称为“IG541”,表示混合气体中N2、Ar、CO2所占体积比例约为5:4:1(实际比例为52%: 40%:8%)。

“Inergen烟烙尽”是安素公司的注册商标名,在国内称为“IG541”,实际为同一产品。

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IG541灭火剂组成

IG系列的灭火剂还有3种:

1. IG-100(N2)灭火系统

2. IG-55(N2、Ar混合气体,各占50%)灭火系统

3. IG-01(Ar)灭火系统

这三种灭火系统只有极少数厂家在推广,工程设计和施工没有明确的国家标准,都是参照地方标准和厂家标准,维护成本很高,尽量不要采用。

这些灭火剂是自然界存在的气体,一般采用工业副产物,是最清洁环保的灭火系统。

IG系列灭火剂依靠窒息作用灭火。

3、气溶胶

气溶胶灭火剂是近四十年发展起来的一种新型灭火剂。

气溶胶其实是一种固定灭火剂燃烧反应后生成的烟雾灭火剂,主要依靠悬浮状的金属盐(钾盐、锶盐等)灭火,因价格低廉安装方便,使用相当广泛。

气溶胶固定灭火剂是一种由氧化剂、还原剂、燃烧速度控制剂和粘合剂组成的固体混合物。热气溶胶灭火剂的释放经过了燃烧反应,产物中既有固体又有气体。其中大部分为N2、CO2和水蒸气等灭火气体,固体颗粒是钾和锶的氧化物。释放产物冷却、凝聚时生成极为细小的微粒,这些极为细小的微粒可以高效吸收与中和火焰中的燃烧自由基,从而达到化学抑制灭火作用。

气溶胶主要依靠悬浮状的金属盐(钾盐、锶盐等)灭火,这些氧化物有一定腐蚀性,喷放以后能见度低,会产生具有一定导电性和腐蚀性的沉降物。气溶胶不适应于精密设备房和有人场所。

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气溶胶灭火装置

4、二氧化碳(CO2)灭火剂

二氧化碳灭火剂是一种具有一百多年历史的灭火剂,其主要依靠窒息作用和部分冷却作用灭火。

二氧化碳具有较高的密度,约为空气的1.5倍。在常压下,液态的二氧化碳会立即汽化。灭火时,二氧化碳气体降低可燃物周围或防护空间内的氧浓度,产生窒息作用而灭火。另外,二氧化碳喷放时由液体迅速汽化成气体,吸收大量热量,起到冷却的作用。

二氧化碳取自工业副产物,对于无人场所,是非常优秀的灭火剂。

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二氧化碳灭火系统

在国家目前的气体灭火设计规范中,列示的气体灭火系统只有四种:

《气体灭火系统设计规范》 GB50370中的三种:

◆ 七氟丙烷(HFC-227ea)灭火系统

◆ IG-541(N2、Ar、CO2混合气体)灭火系统

◆ 气溶胶灭火系统

《二氧化碳灭火系统设计规范》GB50193中的一种:

◆ 二氧化碳(CO2)灭火系统

七氟丙烷灭火系统

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