新型氣體滅火劑七氟丙烷的性能及其應(yīng)用

陳 震

（南京久潤安全科技有限公司，江蘇南京 210000）

火災是人們生活中比較常見卻無法避免的災害。滅火器的使用無疑是撲滅明火、減低傷亡的關(guān)鍵。尤其是對于電路著火、化學危險品著火等不能用水撲滅的火災類型，滅火器就顯得更加重要。本文主要分析了七氟丙烷的性能及其應(yīng)用場合。

1 滅火裝置介紹

1.1 泡沫滅火器

此種類型滅火器為二氧化碳滅火器的一種。通過液壓形式將二氧化碳注入液壓罐中，以泡沫形式擠出，達到釋放大量二氧化碳，覆蓋火層，隔絕空氣，達到阻燃的作用。但此滅火方式成本較高，見效較慢，且滅火不完全，有復燃風險。對固體燃燒與油類物質(zhì)燃燒有較好的控制作用，但應(yīng)用范圍較為狹窄，有著較大的缺陷。

1.2 液體滅火器

液體滅火器主要類型為水霧型滅火器。其原理為通過噴頭原理細化水霧，讓水霧蒸發(fā)更充分，達到降溫與窒息效果，從而達到滅火的目的。水分蒸發(fā)后無污染，就滅火方式來說較為環(huán)保。但是同樣，可應(yīng)用范圍不廣，只能用于單純性火災，化學物品包括因電路短路引起的火災都不可以使用此種滅火方式，以免造成更大的損失。

1.3 干粉滅火器

干粉滅火器是固體滅火器的一種，其是以化學物質(zhì)所組成的干粉為主，分為ABC類干粉與BC類干粉兩種。其主要成分為碳酸氫鈉。碳酸氫鈉制取方便，成本低，產(chǎn)量高，因此運用范圍廣大，市面上的滅火器也多為此種類型。化學制劑滅火雖針對性較好，撲救效率高，但未免會污染環(huán)境。因其成本較低，故市面上流通較多的滅火裝置大多都是干粉式。但因其針對性較強，對金屬火災、帶電火災等并無顯著效果，反而會起到相反作用，因此仍具有較大隱患。

1.4 氣溶膠滅火器

氣溶膠滅火器也是固體滅火器的一種，其由氧化劑、還原劑與黏合劑構(gòu)成，通過燃燒反應(yīng)產(chǎn)生滅火介質(zhì)。其顆粒較為細小，為微米級顆粒，因此蒸發(fā)性較強、覆蓋性較好。并以物理降溫與化學制劑針對等雙重機制解決火災，因此撲滅時間較其他類型滅火器來說更快，復燃率也更低，從撲救效果來看是非常不錯的滅火裝置。但其屬于非潔凈性滅火劑，也就是說其雖然可以高效率滅火，但在滅火后所殘留的物質(zhì)會對環(huán)境造成很大污染，且其雖然制取方便，但制取成本較前幾種類型的滅火劑更高。而從其滅火原理來看，氣溶膠滅火器是通過自身化學反應(yīng)來滅火，因此其自身性質(zhì)也不夠穩(wěn)定，存放不當即有變質(zhì)風險或存在一定自燃風險。因而此類滅火劑運用范圍并不廣泛。

1.5 氣體類滅火器

此類滅火器主要應(yīng)用于計算機機房，電子元件機組等帶電作業(yè)等場合，可以最大程度減小損失。七氟丙烷滅火劑就屬于氣體滅火劑的一種。氣體滅火劑以環(huán)保，可應(yīng)用情況多而占據(jù)了滅火劑的龍頭地位，但因其制取較為麻煩，且成本較高而并未被特別廣泛的運用。

2 七氟丙烷滅火劑的優(yōu)越性

由于哈龍1211和1301滅火劑中含有溴、氯元素，對大氣臭氧層有巨大的破壞作用。因此，研制和使用新型的潔凈滅火劑來替代哈龍氣體滅火劑，是目前消防領(lǐng)域研究的熱點和重點之一。而七氟丙烷滅火劑就是哈龍1211和1301的替代品之一。從各方面來看，其都有其他滅火劑不可比擬的優(yōu)越性。

2.1 環(huán)保性

七氟丙烷屬氣體類滅火劑，其雖以化學滅火為主，但氣體在完全燃燒后無殘留，不產(chǎn)生固體或液體的反應(yīng)物，可以減少氣體本身及反應(yīng)物對環(huán)境的污染。且七氟丙烷在制取過程中所應(yīng)用的七氯丙烷和無水氫氟酸也屬清潔氣體，對周邊的環(huán)境危害較小。因此，較其他化學性滅火劑，七氟丙烷滅火劑更加環(huán)保。

2.2 性質(zhì)較為穩(wěn)定

七氟丙烷應(yīng)用于滅火劑，多以液化形式儲存于滅火器中。由于七氟丙烷屬于惰性氣體，其性質(zhì)較為穩(wěn)定，并有良好的耐寒耐熱性。研究表明，其冰點甚至可以達到-161℃，而其臨界溫度也高達101.7℃。相比于氣溶膠滅火劑，七氟丙烷滅火劑明顯對儲存條件要求較低，且穩(wěn)定性更好，安全性更高。

2.3 對人體傷害小

七氟丙烷滅火劑屬于低毒性滅火劑，經(jīng)過充分反應(yīng)后所產(chǎn)生的反應(yīng)物對人體也并無很大危害。這可以減小有害氣體吸入呼吸道對人體產(chǎn)生的危害，一定程度上保證了使用者的安全性。

2.4 可撲救類型多

無論是干粉滅火器，液體滅火器還是氣溶膠滅火器，其應(yīng)用的范圍都有限。比如液體滅火器只適用于撲救一般物品所引起的火災，干粉滅火器只適用于撲救A型（固體物質(zhì)火災）、B型（液體火災或可融化的固體物質(zhì)火災）或C類（氣體火災）等。但以七氟丙烷為主要滅火劑的滅火器，可撲救火災類型較多。其可應(yīng)用于ABC等各類型火災，甚至對E型火災（電路著火）、D型火災（鋁合金著火）等也有較好的抑制效果。且七氟丙烷不屬于導體，撲救電路失火時安全性也更高。因此，計算機機房火災、電路短路所引起的火災等也多用七氟丙烷作為滅火劑進行撲救。而七氟丙烷的反應(yīng)完全性也注定了其適合用于紙質(zhì)檔案、重要文件等性質(zhì)材料的撲救，可以更大程度上地保留文件的完整性。這為許多特殊類型火災的處理提供了新手段。

2.5 撲救效果好

研究表明，七氟丙烷滅火劑有著較高的撲救效率，在同等條件下，七氟丙烷滅火劑將火完全撲滅所耗費的時間要比固體滅火劑與液體滅火劑短，相對而言撲救效率較高。且經(jīng)七氟丙烷滅火后，火場復燃率極低，甚至可以說不會再復燃。結(jié)合七氟丙烷的制取過程較為便利，制取成本低等特點，可以說使用七氟丙烷作為滅火劑的性價比很高，具備廣泛使用的條件。

3 七氟丙烷滅火劑的滅火機制

七氟丙烷作為滅火劑滅火時，是通過物理與化學的雙重機制的作用而達到滅火效果。從物理作用層面看，主要是通過降溫與窒息兩種方式滅火。七氟丙烷以液體形態(tài)封存于滅火器中，氣化噴出后會吸收大量熱量，從而達到降低火場溫度的效果。七氟丙烷同時屬于惰性氣體，可以有效阻隔燃燒物與氧氣的接觸，從而達到窒息效果，以防止火勢繼續(xù)蔓延。

而從化學反應(yīng)角度來看，主要原理是七氟丙烷滅火劑在火災中通過熱解能夠產(chǎn)生含氟的自由基，并與燃燒反應(yīng)過程中產(chǎn)生支鏈反應(yīng)的H+、OH-、O2-等活性自由基發(fā)生氣相作用，從而中斷燃燒過程中化學連鎖反應(yīng)的鏈傳遞。也就是說，其根本原理是通過反應(yīng)使火場中的活性自由基惰化，趨于穩(wěn)定后再進行鏈式反應(yīng)的阻斷，自由基惰化后，火勢自然就被控制住了。而在七氟丙烷產(chǎn)生反應(yīng)滅火的過程中也會從周邊環(huán)境中吸取一些熱量，再次幫助物理降溫，從而更快地控制火勢。

4 七氟丙烷滅火劑的缺陷

4.1 產(chǎn)生溫室效應(yīng)

七氟丙烷在充分反應(yīng)過后所產(chǎn)生的反應(yīng)物雖對臭氧層并無破壞，對環(huán)境的污染也可以說是微乎其微，但其產(chǎn)生的反應(yīng)物為大量的二氧化碳，包括七氟丙烷本身也屬于一種溫室氣體，在一定程度上會加劇溫室效應(yīng)的產(chǎn)生。

4.2 產(chǎn)生HF氣體

七氟丙烷屬于含氟鹵代烷滅火劑，這種滅火劑的特點是，如果其接觸到高溫，就會釋放出大量HF（氟化氫）氣體，而這種氣體如果與空氣中的水結(jié)合，就會形成白霧狀氫氟酸，發(fā)出較為刺鼻的氣味。氫氟酸有一定腐蝕性，對周邊環(huán)境及物品也會造成一定影響。但通過實驗室反復研究表明，生成氫氟酸的要求較高，在火勢不大，火場范圍不廣的情況下，七氟丙烷滅火劑反應(yīng)后產(chǎn)生腐蝕氣體的概率與濃度都較小，總體來說相對安全。但是若應(yīng)用于火勢極大的情況下，則仍存在一定危險，需要做好保護措施。

5 七氟丙烷滅火劑的應(yīng)用與展望

七氟丙烷雖有一定缺陷，但在目前技術(shù)成熟的滅火劑中，仍是應(yīng)用面最廣，撲救最徹底，性價比最高的滅火劑。因此，目前我國對其進行了一定的應(yīng)用與推廣。

5.1 應(yīng)用于建筑防火

現(xiàn)階段，許多建筑在設(shè)計時，為有效防火滅火，都會選擇在建筑內(nèi)設(shè)計消防管道，而七氟丙烷滅火劑則是消防管道內(nèi)的貯藏首選。設(shè)計師聯(lián)合專業(yè)人員，對建筑內(nèi)管道進行設(shè)計，在壓強、管道內(nèi)溫度都適宜的情況下進行七氟丙烷滅火劑灌注，可以有效應(yīng)對突發(fā)狀況下的火災情況。

5.2 設(shè)置七氟丙烷滅火劑自動噴出裝置

此方法多用于人流量較大的公共場合，如商場與地鐵等區(qū)域。其原理與煙霧報警器相類似，首先設(shè)置報警裝置，在監(jiān)測到濃煙、一氧化碳等氣體時觸發(fā)報警。其次在對應(yīng)位置設(shè)置七氟丙烷滅火劑的貯藏管道或者貯藏罐，煙霧報警后相關(guān)裝置被觸發(fā)，貯藏設(shè)施的開口被強制打開，向外噴出七氟丙烷氣體，從而達到快速滅火的目的。

5.3 針對其釋放有害氣體的研究

七氟丙烷滅火劑有著其他滅火劑無可比擬的優(yōu)勢，但美中不足的就是燃燒后產(chǎn)生的氟化氫氣體。目前，已有針對此項問題的研究，如采取“釋藥法”，降低周邊溫度，最大限度地稀釋氟化氫濃度，保證周邊區(qū)域安全。“釋藥法”雖然在實踐中得到了良好的效果反饋，但此方法成本較高，耗費時間較長，對七氟丙烷充分反應(yīng)后所產(chǎn)生氟化氫的稀釋問題，仍需要相關(guān)研究團隊做更加深入的研究。相關(guān)團隊可以聯(lián)合消防與化工等高精尖人才，從實踐中得出經(jīng)驗，以實踐反哺理論，從而達到完善理論，再次指導實踐的效果。爭取研制出較為便利且有效的方式針對其有害氣體進行稀釋，并成功、安全地應(yīng)用與實踐。

6 結(jié)束語

從滅火劑介紹與對比，七氟丙烷滅火劑的優(yōu)越性及缺陷，以及應(yīng)用推廣展望等入手，具體對七氟丙烷滅火劑在當前的應(yīng)用情況做了分析。七氟丙烷滅火劑目前仍是替代哈龍滅火劑的最佳選擇，針對其缺陷所做的彌補措施也正在研究實施中。七氟丙烷滅火劑的推廣使用對我國提高火災撲救率，減少人民生命及財產(chǎn)的損失都有著巨大作用。七氟丙烷的特殊性規(guī)定了其還可以用于防火，可應(yīng)用于易燃易爆施工防火過程中，也取得了比較良好的效果。