滅火劑分類(lèi)與發(fā)展研究

李偉國(guó) 肖 軍，2 蘇 龍 秦普豐 湯 浩＊

(1．湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙 410128;2．中國(guó)人民武裝警察部隊(duì)衡陽(yáng)市消防支隊(duì)，湖南衡陽(yáng) 421000)

1 概述

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速增長(zhǎng)，火災(zāi)日益頻發(fā)，如何有效地防止和控制火災(zāi)，已成為重要的研究議題。國(guó)內(nèi)外常用的滅火劑有水系滅火劑、泡沫滅火劑、干粉滅火劑、氣體滅火劑等。水系滅火劑是應(yīng)用最為廣泛的滅火劑，其主要用于撲救A，B類(lèi)火災(zāi)。泡沫滅火劑是水和化學(xué)物質(zhì)按比例混合后與空氣接觸產(chǎn)生泡沫達(dá)到滅火目的的滅火劑。干粉滅火劑是微細(xì)干燥的固體粉末，儲(chǔ)存于滅火器中，借助滅火器的壓力噴出，主要用于撲救A，B，C，D類(lèi)火災(zāi)。二氧化碳?xì)怏w滅火劑利用被液化的二氧化碳與火焰接觸吸收大量熱量，使火焰窒息冷卻下來(lái)達(dá)到滅火的目的。可用于撲救A，B，C類(lèi)火災(zāi)，適用于撲救那些容易被水泡沫污染設(shè)備的火災(zāi)。隨著人類(lèi)對(duì)滅火要求的不斷提高，現(xiàn)有滅火劑逐漸不能滿足當(dāng)前的實(shí)際需要，世界各國(guó)都在加緊研究效率高，適用范圍廣，性能完善，無(wú)毒環(huán)保，成本低廉的新型滅火劑及新型滅火方法。

2 滅火劑的種類(lèi)、性能特點(diǎn)及應(yīng)用

2．1 水系滅火劑

水系滅火劑以水為主要成分，通過(guò)向水中添加一些化學(xué)試劑或者通過(guò)改變水的物理性能來(lái)起到增強(qiáng)滅火的作用。

對(duì)于添加試劑組成的滅火器，包括加入堿金屬鹽或有機(jī)金屬鹽的強(qiáng)化水滅火劑;添加乳化劑與水混合后以霧狀噴射的乳化水滅火劑;添加少量表面活性劑，提高水的潤(rùn)濕能力的濕潤(rùn)水滅火劑;在水中加入無(wú)機(jī)鹽或者多元醇等抗凍劑的抗凍水滅火劑;在水中添加增稠劑，提高水粘度的粘性水滅火劑;添加減阻劑，減少水在水帶輸送過(guò)程中的阻力，提高輸水距離和射程的流動(dòng)的改進(jìn)水滅火劑［1］;以無(wú)機(jī)硅膠材料為基料，與促凝劑、阻化劑和水混合，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)生成硅凝膠的無(wú)機(jī)水膠體滅火劑［2］;以及由我國(guó)研究的具有提高水的潤(rùn)濕性、阻燃性、吸熱冷卻性及發(fā)泡窒息性等多重功效的SD——系列水系滅火劑［3］。

另外通過(guò)改變水的物理性能，來(lái)起到增強(qiáng)滅火的作用，如細(xì)水霧及超細(xì)水霧滅火技術(shù)，對(duì)固體火災(zāi)具有較強(qiáng)的撲滅能力。其工作機(jī)理是使用經(jīng)過(guò)特殊處理的噴嘴，使水成為粒徑一般在40μm～200μm范圍內(nèi)的細(xì)水霧。其比表面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一般水滴，能增大水和火焰的接觸面積，冷卻效果好，且可以射入火區(qū)深部，滅火效果十分顯著［4］。

2．2 泡沫滅火劑

2．2．1 蛋白型泡沫滅火劑

由于蛋白泡沫滅火劑成本低，易于生產(chǎn)，具備可靠性大、生物降解性好等優(yōu)良的性能，在我國(guó)得到了廣泛的應(yīng)用。普通蛋白泡沫滅火劑以蛋白質(zhì)(以動(dòng)物蛋白質(zhì)為主)的水解濃縮液為基料，加入各種添加劑后的泡沫液體滅火劑。李亞?wèn)|等將活性污泥水解制備水解蛋白質(zhì)，既防止了活性污泥的污染，同時(shí)節(jié)約制備成本［5］。韓寶玲等通過(guò)在普通蛋白泡沫中加入一定量的石墨或膨脹石墨，提高了泡沫的發(fā)泡率與穩(wěn)定性以及耐熱性能，并具有一定的環(huán)保性［6］。氟蛋白泡沫滅火劑則是在蛋白泡沫原液中加入氟碳與其他表面活性劑制成的。由于氟碳表面活性劑的作用使其易于流動(dòng)，發(fā)泡性好，疏油能力強(qiáng)及與干粉相容性好，其滅火效率較普通蛋白泡沫滅火劑要顯著提高。

2．2．2 合成泡沫滅火劑

1)水成膜泡沫滅火劑。

其滅火時(shí)能在可燃物表面形成一層防護(hù)膜，在泡沫和膜的共同作用下，使封閉性和抗復(fù)燃能力都很強(qiáng)，使得火焰熄滅速度大大加快［7，8］。

2)A類(lèi)泡沫滅火劑。

具有滅火效能高、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，其主要成分是阻燃劑、發(fā)泡劑、滲透劑等多種物質(zhì)，是一種集強(qiáng)化水、一般泡沫滅火劑的優(yōu)點(diǎn)于一體的滅火劑［9］。

3)抗溶性泡沫滅火劑。

一種撲救液體火災(zāi)的泡沫滅火劑。現(xiàn)在主要是以水解蛋白或合成表面活性劑為發(fā)泡劑，添加海藻酸鹽類(lèi)天然高分子化合物而制成的高分子型抗溶性泡沫滅火劑;由氟碳表面活性劑、碳?xì)浔砻婊钚詣┖陀|變性多糖制成的凝膠型抗溶泡沫滅火劑;以蛋白泡沫液添加特制的氟碳表面活性劑和多種金屬鹽制成的氟蛋白抗溶性泡沫滅火劑;以聚硅氧烷表面活性劑為基料制成的抗溶性泡沫滅火劑［10］。

2．3 干粉滅火劑

干粉滅火劑是一種干燥、易于流動(dòng)的微粒粉末，主要由滅火的基料加上防潮劑、防結(jié)塊劑、流動(dòng)促進(jìn)劑等組成。干粉滅火劑具有滅火效率高、成本低廉和不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，其既具有化學(xué)滅火劑的作用，又具有物理抑制劑的特點(diǎn)，依據(jù)其應(yīng)用范圍可將其劃分為三類(lèi)［11］，ABC類(lèi)(如磷酸銨鹽干粉滅火劑);BC類(lèi)(如碳酸氫鹽類(lèi)、硫酸鹽類(lèi)干粉滅火劑等);D類(lèi)(如石墨干粉滅火劑)。干粉滅火劑兼具化學(xué)滅火劑及物理抑制劑的特點(diǎn)。

2．4 氣體滅火劑

1)二氧化碳滅火劑。

由于二氧化碳具有密度較高，性質(zhì)穩(wěn)定，且易于液化，便于儲(chǔ)存等特點(diǎn)成為最先使用的氣體滅火劑，其主要是靠窒息作用和部分冷卻作用來(lái)進(jìn)行滅火的。

2)鹵代烷滅火劑。

鹵代烷滅火劑是指將烷分子中的氫原子被一個(gè)或多個(gè)鹵素原子所代替而構(gòu)成的烷基化合物，具有滅火性能穩(wěn)定，效率高，不會(huì)污染火場(chǎng)設(shè)備等特點(diǎn)。但是鹵代烷會(huì)破壞臭氧層，對(duì)人類(lèi)的生存環(huán)境造成破壞，威脅人類(lèi)健康［12］。目前，鹵代烷滅火劑已經(jīng)在世界各國(guó)停止使用。

3)氣溶膠滅火劑。

氣溶膠滅火劑是由氧化劑、還原劑及粘合物結(jié)合成的固體狀態(tài)化學(xué)物質(zhì)，屬于煙火型滅火技術(shù)，它能形成高分散度、高濃度的氣溶膠，均勻持久分布在火場(chǎng)中快速抑制火災(zāi)［13］。

4)惰性氣體滅火劑。

惰性氣體滅火劑在本質(zhì)上是一種物理方式滅火，由于惰性氣體的性質(zhì)穩(wěn)定，不會(huì)污染環(huán)境，在高溫下不會(huì)參與燃燒且對(duì)人畜無(wú)害。

3 發(fā)展方向

水是使用最廣泛的滅火劑，其來(lái)源廣泛，成本較低，但由于水與一些物質(zhì)的潤(rùn)濕性較差，火場(chǎng)停留時(shí)間短，滅火效率比較低。此外，水在封閉的高溫環(huán)境下可能會(huì)由于汽化作用產(chǎn)生大量水蒸氣發(fā)生爆炸。目前我國(guó)水系滅火劑的應(yīng)用，仍以消防車(chē)為主，今后應(yīng)加強(qiáng)超細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的研究。泡沫滅火劑低價(jià)可靠，但是其仍然依靠物理作用滅火，滅火效能較低。今后應(yīng)注重其滅火效率的提高和應(yīng)用范圍的擴(kuò)大。干粉滅火劑效率高，滅火速度快，但是其容易引起復(fù)燃，且對(duì)人畜有強(qiáng)烈窒息作用，危害火場(chǎng)人畜安全。今后應(yīng)朝著降低干粉滅火濃度，減少其火場(chǎng)停留時(shí)間，防止復(fù)燃的方向發(fā)展。二氧化碳有易于液化，容易制備，成本較低，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境污染較小，滅火后不留痕跡及損壞火場(chǎng)設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)。但儲(chǔ)存成本過(guò)高，滅火濃度大，今后要朝著降低其滅火濃度，節(jié)約儲(chǔ)存成本的方向發(fā)展。現(xiàn)在市面上的滅火劑都存在各種各樣的缺陷，社會(huì)對(duì)新一代滅火劑的要求越來(lái)越高。因此，環(huán)保高效、適用范圍廣的新型滅火劑將是研究發(fā)展的新方向。

［1］ 李增華，周世寧．水系滅火劑的研究與發(fā)展［J］．中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào)，1997，7(2):47-50．

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［4］ 劉江虹，廖光煊，厲培德，等．細(xì)水霧滅火技術(shù)研究與進(jìn)展［J］．科學(xué)通報(bào)，2003，48(8):761-766．

［5］ 李亞?wèn)|，李海波．利用剩余活性污泥水解蛋白質(zhì)制備蛋白質(zhì)泡沫滅火劑的研究［J］．湖北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2005(1):91-93．

［6］ 韓寶玲，姜雪潔，毛 婷，等．針對(duì)油類(lèi)火災(zāi)的新型滅火劑性能研究［J］．廊坊師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2012，12(1):47-53．

［7］ 肖進(jìn)新，雷 蕾，高 展，等．水成膜泡沫滅火劑標(biāo)準(zhǔn)GB 17427-1998的研究［J］．安全與環(huán)境學(xué)報(bào)，2007，7(1):126-129．

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［9］ 傅學(xué)成，陳 濤，包志明，等．A類(lèi)泡沫滅火劑的潤(rùn)濕性能研究［J］．消防科學(xué)與技術(shù)，2010，29(2):131-134．

［10］ Williams D．Extinguishing Ethanol Fires:Practice Nee-ded for Proficiency［J］．Fire Engineering，2007(11):76．

［11］ 費(fèi)書(shū)梅．超細(xì)磷酸銨鹽抗結(jié)塊性研究［D］．南京:南京理工大學(xué)，2006．

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［13］ 耿廣普，劉愛(ài)芳，劉學(xué)志，等．淺談氣體滅火技術(shù)研究［J］．中國(guó)城市經(jīng)濟(jì)，2010(5):9-10．