各种灭火器的化学原理灭火器种类及原理(自整理

  灭火器种类及原理(自整理)_能源/化工_工程科技_专业资料。灭火器种类及原理 按充装的灭火剂类型不同分类: (1)水基型灭火器 水基型灭火器充装的是以清洁水为主,可添加湿润剂、增稠剂、 阻燃剂或发泡剂等。水基型灭火器包括清水灭火器和泡沫灭火器。采 用细水雾喷头

  灭火器种类及原理 按充装的灭火剂类型不同分类: (1)水基型灭火器 水基型灭火器充装的是以清洁水为主,可添加湿润剂、增稠剂、 阻燃剂或发泡剂等。水基型灭火器包括清水灭火器和泡沫灭火器。采 用细水雾喷头的为细水雾清水灭火器。手提式水基型灭火器的规格为 2L 、3L、6L、9L;推车式水基型灭火器的规格为 20L 、45L、60L、 125L a.清水灭火器: 清水灭火器通过冷却作用灭火,主要用于扑救固体火灾即 A 类 火灾,如木材、纸张、棉麻、织物等的初期火灾。采用细水雾喷头的 清水灭火器也可用于扑灭可燃固体的初期火灾。 b.泡沫灭火器: 泡沫灭火器充装的是水和泡沫灭火剂,可分为化学泡沫灭火器和 空气泡沫(机械泡沫)灭火器。主要用于扑救B类火灾;也可由于固 体A类火灾 ;抗溶泡沫灭火器还可以扑救水溶性易燃、可燃液体火 灾。但泡沫灭火器不适用于带电设备火灾和C类气体火灾、D类金属 火灾。 此类灭火器是通过筒体内酸性溶液与碱性溶液混合发生化学 反应,将生成的泡沫压出喷嘴,喷射出去进行灭火的。泡沫灭火 器内有两个容器,分别盛放两种液体,它们是硫酸铝和碳酸氢钠 溶液,分别放置在内筒和外筒,内筒内为 Al2(SO )4 3,外筒内为 NaHCO3,两种溶液互不接触,不发生任何化学反应。(平时千万 不能碰倒泡沫灭火器)当需要泡沫灭火器时,把灭火器倒立,两 种溶液混合在一起,就会产生大量的二氧化碳气体: Al2(SO4)3+6NaHCO3==3Na2SO4+2Al(OH)3↓+6CO2↑。除了两种反应物 外,灭火器中还加入了一些发泡剂。打开开关,能喷射出大量二 氧化碳以及泡沫从灭火器中喷出,能黏附在燃烧物品上,使燃着 的物质与空气隔离,并降低温度,达到灭火的目的。由于泡沫灭 火器喷出的泡沫中含有大量水分,它不如二氧化碳液体灭火器, 后者灭火后不污染物质,不留痕迹。 (2)干粉灭火器 干粉灭火器是目前使用最普遍的灭火器,其有两种类型。一种是 碳酸氢钠干粉灭火器,又叫 BC 类干粉灭火器,用于灭液体、气体火 灾。另一种是磷酸铵盐干粉灭火器,又叫 ABC 类干粉灭火器,可灭 固体、液体、气体火灾,应用范围较广。 干粉灭火剂是用于灭火的干燥且易于流动的微细粉末,由具有灭 火效能的无机盐和少量的添加剂经干燥、粉碎、混合而成微细固体粉 末组成。除扑救金属火灾的专用干粉化学灭火剂外,干粉灭火剂一般 分为 BC 干粉灭火剂和 ABC 干粉两大类。如碳酸氢钠干粉、改性钠 盐干粉、钾盐干粉、磷酸二氢铵干粉、磷酸氢二铵干粉、磷酸干粉和 氨基干粉灭火剂等。 干粉灭火剂主要通过在加压气体作用下喷出的粉雾与火焰接触、 混合时发生的物理、化学作用灭火:一是*干粉中的无机盐的挥发性 分解物,与燃烧过程中燃料所产生的自由基或活性基团发生化学抑制 和副催化作用,使燃烧的链反应中断而灭火;二是*干粉的粉末落在 可燃物表面外,发生化学反应,并在高温作用下形成一层玻璃状覆盖 层,从而隔绝氧,干粉灭火器充装气体进而窒息灭火。另外,还有部分稀释氧和冷却作用。 干粉灭火剂的粉雾与火焰接触、混合时,发生一系列物理、化学 作用,对有焰燃烧及表面燃烧进行灭火。同时,干粉灭火剂可以降低 残存火焰对燃烧表面的热辐射,并能吸收火焰的部分热量,灭火时分 解产生的二氧化碳、水蒸汽等对燃烧区内的氧浓度又有稀释作用。 干粉灭火器主要适用于扑救易燃液体、可燃气体和电气设备的初 起火灾,常用于加油站、汽车库、实验室、变配电室、煤气站、液化 气站、油库、船舶、车辆、工矿企业及公共建筑等场所。 (3)二氧化碳灭火器 二氧化碳灭火器充装的是二氧化碳灭火剂。二氧化碳灭火剂平时 以液态形式贮存于灭火器中,其主要依靠窒息作用和部分冷却作用灭 火。 二氧化碳灭火器灭火机理: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,一般 1kg 的液 态二氧化碳可产生约 0.5 立方米的气体。因而,灭火时,二氧化碳气 体可以排除空气而包围在燃烧物体的表面或分布于较密闭的空间中, 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, 二氧化碳从储存容器中喷出时,会由液体迅速汽化成气体,而从周围 吸引部分热量,起到冷却的作用。 (4)洁净气体灭火器 现在的洁净气体灭火器充装的气体有两种: 一种是七氟丙烷灭火剂。七氟丙烷在常温下气态,无色无味、不 导电、无腐蚀,无环保限制,大气存留期较短。七氟丙烷气体灭火系 统是采用全淹没灭火方式对防护区进行保护(即向防护区喷放一定浓 度的七氟丙烷气体,并使其均匀地充满整个防护区)。七氟丙烷气体 灭火剂在常温下可加压液体,在常温常压下能全部挥发,它的灭火机 理是在高温下通过灭火剂的热分解产生含氟的自由基,与燃烧反应过 程中产生支链反应的 H+、OH-、O2-活性自由基发生气相作用,从而抑 制燃烧过程中化学反应来实施灭火,灭火速度极快。七氟丙烷的无毒 性反应(NOAEL)浓度为 9%,有毒性反应(LOAEL)浓度为 10.5%, 七氟丙烷的设计浓度一般小于 10%,对人体安全。七氟丙烷灭火器可 用于扑救可燃固体的表面火灾、可熔固体火灾、可燃液体及灭火前能 切断气源的可燃气体火灾,还可扑救带电设备火灾。目前手提式六氟 丙烷灭火器是卤代烷 1211 灭火器最理想的替代品 另一种是 IG541,是氮气、氩气和二氧化碳以 52:40:8 的体积 比例混合而成的一种灭火剂,它的三个组成成份均为大气基本成分。 无色无味、不导电、腐蚀,无环保限制,在灭火过程无任何分解物。 IG541 的无毒性反应(NOAEL)浓度为 43%,有毒性反应(LOAEL)浓 度为 52%,IG541 的设计浓度一般小于 40%,对人体安全。 (5)气溶胶灭火器 气溶胶灭火技术是在军用烟火技术的基础上发展起来的新型 灭火技术,第三代气溶胶(S 型)主要由锶盐作主氧化剂,和第 二代钾盐(K 型)气溶胶不同,锶离子不吸湿,不会形成导电溶 液,不会对电器设备造成损坏。S 型气溶胶灭火装置中的固态灭 火剂通过电启动,其自身发生氧化还原反应形成大量凝集型灭火 气溶胶,其成分主要是 N2、少量 CO2、金属盐固体微粒等。 S 型灭火气溶胶灭火机理如下: A,吸热降温灭火机理 金属盐微粒在高温下吸收大量的热,发生热熔、气化等物理 吸热过程,火焰温度被降低,进而辐射到可燃烧物燃烧面用于气 化可燃物分子和将已气化的可燃烧分子裂解成自由基的热量就会 减少,燃烧反应速度得到一定抑制。 B,化学抑制灭火机理 a、气相化学抑制: 在热作用下,灭火气溶胶中分解的气化金 属离子或失去电子的阳离子可以与燃烧中的活性基团发生亲和反 应,反复大量消耗活性基团,减少燃烧自由基。 b、固相化学抑制: 灭火气溶胶中的微粒粒径很小(10-9~ 10-6m),具有很大的表面积和表面能,可吸附燃烧中的活性基团, 并发生化学作用,大量消耗活性基团,减少燃烧自由基。 c、降低氧浓度:灭火气溶胶中的 N2、CO2 可降低燃烧中氧浓 度 ,但 其 速 度 是 缓 慢 的 ,灭 火 作 用 远 远 小 于 吸 热 降 温 、化 学 抑 制 。 (6)卤代烷类灭火器 卤代烷类灭火剂放在灭火器内主要是 1211 灭火剂和少量 1301 灭 火剂,由于近年来的研究表明卤代烷灭火剂有破坏大气臭氧层的作 用,所以 2005 年我国 1211 灭火剂停止生产,1211 灭火器也停止生 产。1301 灭火剂到 2010 年我国也停止生产。 卤代烷灭火剂的发展已有近百年的历史。它是以卤素原子取代 一些低级烷烃类化合物分子中的部分或全部氢原子后,所生产的 具有一定灭火能力的化合物的总称。目前,在我国已大量使用的 是卤代烷 1211 和 1301 灭火剂。卤代烷灭火剂灭火效率高,时间 短,主要不是靠冷却、稀释氧和隔绝空气来实现的。其灭火机理 普遍认为是卤代烷接触高温表面或火焰时,分解产生的活性自由 基,通过溴和氟等卤素氢化物的负化学催化作用和化学净化作用, 大量扑捉、消耗燃烧链反应中产生的自由基,破坏和抑制燃烧的 链反应,而迅速将火焰扑灭,是靠化学作用灭火。另外,还有部 分冷却和稀释氧作用