氣體滅火技術(shù)在化工企業(yè)消防中的應(yīng)用

吳鵬(北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)消防救援支隊，北京 100716)

0 引言

因為化工生產(chǎn)過程具有一定的特殊性，所以必須針對其中的安全問題予以充分重視，為了降低火災(zāi)發(fā)生率，不僅需要全面落實火災(zāi)防控措施，還應(yīng)注重提升滅火技術(shù)的應(yīng)用效果，例如對氣體滅火技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，所以探究氣體滅火技術(shù)在化工企業(yè)消防中的應(yīng)用具有重要意義。

1 化工企業(yè)火災(zāi)特點

在化工企業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展的過程中，原料、成品、中間體以及各類副產(chǎn)品均存在腐蝕性較強(qiáng)、易燃易爆等特點，導(dǎo)致火災(zāi)甚至爆炸情況發(fā)生的幾率相對較大，并且，化工生產(chǎn)過程中所需應(yīng)用的設(shè)備類型較多，閥門、儲槽、反應(yīng)釜等各類部件具有分布密集的特點。在此情況下，一旦有火災(zāi)發(fā)生，則極易導(dǎo)致火情快速蔓延，且因為環(huán)境溫度較高，所以燃燒強(qiáng)度較大，同時能夠產(chǎn)生較強(qiáng)的熱輻射，進(jìn)而快速形成大面積或是大體積的火災(zāi)，燃燒過程中還有可能引起爆炸。如果不能及時對周邊存放的化工品進(jìn)行有效處理，還可能導(dǎo)致火災(zāi)被撲滅后發(fā)生復(fù)燃，由此，滅火救援難度更大，需要消耗的資源也更多，相應(yīng)的指揮工作、處置工作的復(fù)雜性更強(qiáng)，導(dǎo)致人員傷亡和嚴(yán)重財產(chǎn)損失的可能性就更大，周邊環(huán)境也極易因此受到污染，特別是如果存在有毒有害物質(zhì)泄漏的情況，還可能引起社會的不安定。所以，相對于其他類型的火災(zāi)，化工火災(zāi)能夠造成更加嚴(yán)重的危害，也就需要根據(jù)化工企業(yè)火災(zāi)特點提出合理的應(yīng)急預(yù)案，同時強(qiáng)化相關(guān)滅火措施的應(yīng)用[1]。

2 氣體滅火技術(shù)在化工企業(yè)消防中的應(yīng)用

在可以應(yīng)用于化工企業(yè)火災(zāi)消防救援工作中的滅火技術(shù)來說，氣體滅火技術(shù)的合理應(yīng)用占據(jù)重要地位，當(dāng)前應(yīng)用頻率較高的氣體滅火技術(shù)主要包括二氧化碳、氟以及氣溶膠等。但是從實際情況來看，二氧化碳等雖然不會導(dǎo)致臭氧層受到破壞，但是能夠長時間存在于大氣中，并在一定程度上加劇溫室效應(yīng)。氣溶膠為液體或是氣體中的微粒在氣體分散介質(zhì)中進(jìn)行懸浮而形成的一類溶膠，其中氣體以氮氣為主，還包含少量的水蒸氣以及二氧化碳?xì)怏w，所以氣溶膠不會導(dǎo)致臭氧層受到破壞，也不會引起溫室效應(yīng)，也就是基本不會導(dǎo)致環(huán)境受到污染。除以上之外，可以在化工企業(yè)火災(zāi)救援工作中應(yīng)用的氣體滅火技術(shù)還有多種，且分別具有不同的特點和優(yōu)勢，所以應(yīng)該根據(jù)實際情況合理選擇適宜的氣體滅火技術(shù)，以能夠在提高化工企業(yè)消防救援工作效果的同時，避免自然環(huán)境因此受到污染。

2.1 二氧化碳滅火技術(shù)

在通常情況下，二氧化碳屬于一類無色無味的氣體，重量大于空氣，相對密度在1.529，既不助燃，也不燃燒，經(jīng)過壓縮液化處理之后灌入到鋼瓶內(nèi)，即可形成二氧化碳滅火劑，將其從鋼瓶中噴出，固體二氧化碳溫度最低可以達(dá)到-78.5 ℃，且固體二氧化碳發(fā)生氣化后，氣體覆蓋于燃燒區(qū)，既能夠限制空氣供給，還具有冷卻作用，所以可以針對火情起到有效的控制作用。

二氧化碳可以在B類、C類以及E類火的火災(zāi)救援工作中進(jìn)行應(yīng)用，其作用在于將空氣排出，火災(zāi)在不具有氧氣供應(yīng)的情況下，即能夠逐漸熄滅，并且，因為二氧化碳?xì)怏w不會在物品上發(fā)生殘留，所以應(yīng)用其針對電火火災(zāi)進(jìn)行救援，可以降低設(shè)備損壞的幾率。需要注意的是，雖然二氧化碳能夠針對A類火進(jìn)行處理，但是需要持續(xù)應(yīng)用較長時間，普通手提滅火器不能滿足消防救援的劑量需求。另外，滅火器中存儲的二氧化碳處于低溫狀態(tài)，所以使用時應(yīng)避免與其進(jìn)行接觸，以降低發(fā)生凍傷的幾率。同時，使用二氧化碳滅火時，火場內(nèi)的氧氣量能夠因此減少，若將二氧化碳應(yīng)用于空氣流通不暢的環(huán)境中，極易導(dǎo)致救援人員呼吸受到影響，所以不適合長時間應(yīng)用，且完成滅火救援工作后，應(yīng)盡快撤離現(xiàn)場[2]。

從整體上來看，二氧化碳滅火劑中不含水，且不具有導(dǎo)電性能，所以可以應(yīng)用于大部分電器火災(zāi)之中，也可針對精密熄火再進(jìn)行處理及其他不可用水撲滅的火災(zāi)也可選擇應(yīng)用二氧化碳滅火劑進(jìn)行處理。但是金屬鎂、鈉、鉀、鋁以及過氧化鈉、過氧化鉀一類的氧化物，還包括亞硝酸鹽、高錳酸鹽、硝酸鹽、重鉻酸鹽等氧化劑，涉及到以上各類物質(zhì)的火災(zāi)，均不適合應(yīng)用二氧化碳滅火劑進(jìn)行處理。原因在于，二氧化碳滅火劑噴出時溫度較低，環(huán)境內(nèi)的水蒸氣能夠快速凝結(jié)成水滴，并與上述各類物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，同時大量釋放熱量，并抵制二氧化碳滅火劑的冷卻作用，還能夠增加氧氣的供給，導(dǎo)致二氧化碳滅火效果受到嚴(yán)重影響，甚至可能加劇火勢的蔓延。二氧化碳?xì)怏w滅火技術(shù)屬于當(dāng)前化工企業(yè)中少見的可以對滅火區(qū)域進(jìn)行控制的一類滅火技術(shù)，如果化工企業(yè)設(shè)備遭遇火災(zāi)，并且周邊環(huán)境較為空曠，可采用二氧化碳滅火技術(shù)對火情進(jìn)行處理。但是只有滅火劑用量在自身30%以上的狀態(tài)下，才能起到顯著的滅火效果，而在空氣中，如果二氧化碳的濃度在20%以上，即有可能導(dǎo)致人員窒息，且快速下降的環(huán)境溫度也可能導(dǎo)致人體受到傷害。所以，如果火災(zāi)發(fā)生于人員活動區(qū)域，或是存在貴重設(shè)備的區(qū)域，二氧化碳滅火技術(shù)的應(yīng)用將受到限制。但是二氧化碳的滲透性良好，所以如果在檔案室內(nèi)發(fā)生火災(zāi)，二氧化碳滅火技術(shù)能夠呈現(xiàn)出較好的應(yīng)用效果。與此同時，近幾年有相關(guān)研究結(jié)果顯示，二氧化碳能夠?qū)е氯蜃兣F(xiàn)象加劇，所以從人與自然和諧相處的角度來看，二氧化碳滅火劑并不是適合持續(xù)大量應(yīng)用，所以在時代發(fā)展、科技進(jìn)步的背景之下，二氧化碳滅火技術(shù)將逐漸被其他類型的技術(shù)取代[3]。

2.2 氟系滅火技術(shù)

2.2.1 七氟丙烷

七氟丙烷氣體滅火技術(shù)屬于一類鹵代烴滅火劑，分子量為170.03，在常壓狀態(tài)下無色無味，進(jìn)行存儲時，則需在合適的壓強(qiáng)下將其轉(zhuǎn)化成為液態(tài)，同時，七氟丙烷整體的化學(xué)穩(wěn)定性以及熱穩(wěn)定性均較為良好，具體物理性質(zhì)如表1所示。

表1 七氟丙烷物理性質(zhì)基本情況

七氟丙烷氣體滅火劑屬于一類具有清潔性特點的氣體滅火劑，可以將其特點總結(jié)為以下幾個方面：(1)撲救效率高、范圍廣，可針對A類、B類、C類三個類型的火災(zāi)進(jìn)行有效撲救，且不易出現(xiàn)再燃情況；(2)毒性低，在正常情況下不會導(dǎo)致人體健康受到影響；(3)不含水、不導(dǎo)電，不會導(dǎo)致電器設(shè)備、資料、磁帶等受到損壞；(4)不具有液相或固相的殘留物，不易產(chǎn)生環(huán)境污染，針對臭氧層能夠產(chǎn)生的損耗潛能值處于0的狀態(tài)。

在滅火機(jī)理方面，針對七氟丙烷的看法可分為兩個類型，一類看法認(rèn)為，其滅火機(jī)里類似于鹵代烷系列滅火劑，以化學(xué)滅火方式為主，原理在于，七氟丙烷滅火劑可以采用熱解的方式產(chǎn)生含氟自由基，含氟自由基能夠與燃燒過程中產(chǎn)生的支鏈反應(yīng)中所包含的活性自由基共同產(chǎn)生氣相作用，并導(dǎo)致化學(xué)連鎖反應(yīng)中斷，也就可以起到滅火作用；另一類看法認(rèn)為，七氟丙烷滅火過程要借助物理反應(yīng)以及化學(xué)反應(yīng)實現(xiàn)熱吸收，進(jìn)而起到隔絕氧氣和降低熱量的作用，也就可以對火災(zāi)進(jìn)行有效控制，并將火災(zāi)撲滅。

從整體上來看，七氟丙烷滅火系統(tǒng)可以被納入到淹沒滅火系統(tǒng)當(dāng)中，也就是其不僅可以針對A、B、C三類火災(zāi)進(jìn)行撲救，針對電氣火災(zāi)、可融化固體火災(zāi)以及液體火災(zāi)等，均能起到較好的控制效果，同時不會導(dǎo)致各項設(shè)備或是資料受到損害，適合在人員流動性較大的場所中進(jìn)行應(yīng)用。并且，七氟丙烷滅火系統(tǒng)適用于有限封閉區(qū)域，可以由滅火對象實際情況控制滅火設(shè)計濃度，通常應(yīng)將其濃度控制在7%～10%之間。但是，因為其密度相對空氣更小，所以在將表面火災(zāi)撲滅之后，極易出現(xiàn)上浮情況，不利于深位火災(zāi)的處理。

2.2.2 含氟表面活性劑

針對疏水烴基表面活性劑烴基，將其中大部分或是全部的氫，使用氟進(jìn)行替代，即為含氟表面活性劑，因為其濃度較低，所以表面活性較強(qiáng)，同時耐熱性和耐化學(xué)藥品性均較好，也就可以加速含氟表面活性劑的應(yīng)用推廣。在通常情況下，可以將含氟表面活性劑應(yīng)用于氟樹脂乳化聚合用乳化劑中。

通過采用調(diào)聚以及齊聚合成的方式，烴類化合物電解氟化以及全氟烯烴能夠形成全氟烷基化合物，并且全氟烯烴可以和親水基進(jìn)行結(jié)合制成低分子量的含氟表面活性劑，另外，在其轉(zhuǎn)化成為聚合性單體之后，采用共聚或是均聚的方式，可以實現(xiàn)高分子量含氟表面活性劑的制備。

在通常情況下，將表面活性劑加入到水中以后，其中能夠出現(xiàn)發(fā)泡、乳化以及降低表面張力等情況，也就可以促使水的滅火能力增強(qiáng)，同時水可于可燃性液體表面構(gòu)成水性覆蓋膜。雖然在通常情況下，普通的表面活性劑水溶液具有的表面張力相對汽油表面張力更大，所以構(gòu)成水性膜的難度較大，而含氟表面活性劑水溶液的表面張力較低，所以更易構(gòu)成水性膜[4]。

從實際上來看，氟表面活性劑滅火劑主要適合在液體燃料火災(zāi)中進(jìn)行應(yīng)用，采用可移動式滅火機(jī)的形式，可以針對機(jī)場一類的油溢流火災(zāi)進(jìn)行有效控制，對于飛機(jī)庫、地下停車場一類的場合，則可采用噴射式滅火器，對于石油儲罐等，則可應(yīng)用底部注入式或上部注入式的消防設(shè)備，而若能夠?qū)⑵渑c干粉滅火器或是蛋白質(zhì)泡沫滅火器進(jìn)行聯(lián)合應(yīng)用，其滅火效果將得到進(jìn)一步提升。

2.3 氣溶膠滅火技術(shù)

對于氣體滅火器來說，氣溶膠屬于一類應(yīng)用效果較好的滅火氣體介質(zhì)，其中包含還原劑、氧化劑以及燃燒速度控制等不同的物質(zhì)，所以可以構(gòu)成固態(tài)的滅火介質(zhì)，并且，可以將氣溶膠劃分成為冷、熱兩個類型。化工企業(yè)中主要應(yīng)用熱氣溶膠，以此為基礎(chǔ)，針對其中的滅火系統(tǒng)原理進(jìn)行分析。在火災(zāi)發(fā)生時，環(huán)境內(nèi)的空氣中存在懸浮固體，打開系統(tǒng)閥門以后，受到壓力變化影響，內(nèi)部混合氣體可以直接針對火災(zāi)根部噴射，也就可以對起火點的火勢行控制，同時降低周圍熱量，使滅火系統(tǒng)中釋放出的產(chǎn)物能夠在進(jìn)行冷卻以及凝聚的過程中形成微粒子，并在空氣中長時間停留，所以可以有效躲避障礙物，并提升滅火效果。但是，對氣溶膠滅火技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的過程中，其能夠產(chǎn)生大量的粉塵和煙霧，導(dǎo)致現(xiàn)場疏散效果受到影響，同時滅火位置可見度降低。另外，氣溶膠滅火系統(tǒng)中的物質(zhì)具有腐蝕性特點，可能導(dǎo)致化工企業(yè)中的儀器設(shè)備損壞，特別是如果儀器設(shè)備較為貴重，應(yīng)該在情況允許時，盡量避免應(yīng)用氣溶膠滅火技術(shù)，且因為該項技術(shù)適合針對大空間火災(zāi)進(jìn)行處理，所以合理應(yīng)用氣溶膠滅火技術(shù)有利于控制消防成本。

3 結(jié)語

在當(dāng)代社會經(jīng)濟(jì)水平高速發(fā)展的背景下，化工企業(yè)發(fā)展速度越來越快。同時，又因為其存儲、生產(chǎn)等各個環(huán)節(jié)中時常存在高壓、真空、高溫等特殊情況，易產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，存在發(fā)生火災(zāi)的可能性較大。一旦發(fā)生火災(zāi)，必然導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。所以，化工企業(yè)火災(zāi)處理工作受到了廣泛關(guān)注。化工企業(yè)消防工作適合應(yīng)用氣體滅火技術(shù)，所以除要求化工企業(yè)在日常積極完善防火工作以外，還應(yīng)注重探究氣體滅火技術(shù)在其中的應(yīng)用。當(dāng)前可以進(jìn)行應(yīng)用的氣體滅火技術(shù)主要包括二氧化碳滅火技術(shù)、氟系滅火技術(shù)以及氣溶膠滅火技術(shù)，并且不同滅火技術(shù)具有不同的特點和優(yōu)勢，還應(yīng)根據(jù)實際情況進(jìn)行合理選擇，以能夠在提高消防救援效果的同時，起到保護(hù)環(huán)境的作用。