浅谈冷气溶胶灭火技术研究及应用

一、前言

气溶胶灭火剂及其灭火技术早在六、七十年代国外研究人员就提出并进行过研究，但由于种种原因未能得到推广应用。而哈龙灭火剂却以其高效、清洁的灭火性能受到到人们的青睐，被广泛地应用于多种场所的火灾扑救，在灭火剂中赢得了重要的地位。八十年代，人们认识到到哈龙灭火剂对大气臭氧层有极强的破坏作用，国际环保组织明确提出要在全球逐步淘汰哈龙灭火剂，因而研究人员面临着一个重大课题，就是寻找哈龙替代产品及其灭火技术。此时，气溶胶灭火剂又被重新重视起来，并开发和研究出了多种类型的固体气溶胶灭火剂及灭火技术，力争作为哈龙灭火剂的替代产品，应用于空间系统灭火。

近十年来，固体气溶胶灭火剂的主要研究成果是开发研制了一种合成的含氧固体燃料。该物质经点燃燃烧后产生高度分散的溶胶状粉体，均匀分布在空间内，达到快速高效抑制火灾有目的。这种灭火技术谷称"高温技术气溶胶"，也叫"热气溶胶灭火技术"。该灭火技术在实际推广和应用中，出现了许多由热反应引起的连带问题，例如：1.燃烧时火焰外喷，产生二次引发火灾危险，2.设备现面温度过高，3.产出有毒气体，4.在较高温的情况下，气溶胶粒子上浮时间较长。针对这些问题，研究人员又提出了一些补救方法和防范措施，但最终还是不能令人满意。所以，开发一种既能产生高效灭火的气溶胶，灭火时又无高温反应连带问题的灭火技术，已成为气溶胶灭火技术的最新研究方向。

据文献介绍：英国KIDDE公司研究人员近几年提出并进行了这方面的研究工作，其主要思路是将气溶胶徽粒的制备和形成气溶胶灭火分两步进行。即先将灭火剂干粉溶溶液，通过喷雾干燥使其产生1-3微米的超细粉末，然后装罐密封贮存，再加压外喷形成气溶胶而快速灭火。这种灭火技术俗称"非高温技术气溶胶"，也叫"冷气溶胶灭火技术"。该技术克服了热反应的缺陷，外喷的微粒能均匀分散在整体空间内，其单位质量的灭火效能达到普通干粉的6-10倍，极大的显示了冷气溶胶灭火剂作为哈龙替代产品用于空间系统灭火的优势。

众所周知，就化学干粉灭火剂而言，颗粒大小与灭火效能成反比关系，这就是冷气溶胶之所以成为高效灭火剂的主要原理。该灭火容积效率高，初始成本低，无毒，对环境无不良影响。显然，在我国哈龙替代技术的开发研究中，这种既能产生气溶胶灭火剂，又无高热连带反应的灭火主，应该成为气溶胶灭火技术的研究即冷气溶胶灭火技术的研究具有极其重大的意义。

二、冷气溶胶灭火技术的研究

冷气溶胶灭火剂是针对热气溶胶灭火技术的一些不足而开发出来的一种新型高效粉体灭火剂。它由现有的高效干粉灭火剂添加磨剂、分散剂、防潮剂、防静电剂和流动剂等组成。通过借鉴国外资料和考虑我国的实际条件，冷气溶胶灭火技术分两步实现。首先用普通的气流粉啐机，经特定粉碎工艺和技术将含有前述组份的粉体粉碎成平均粒径在3-5微米以下的超细粉体，密闭包装或储存在储罐内；而后在应用时以惰性气体为分散体，超细粉体为被分散体，常温条件下经特定设备混合喷射而形成溶胶态的能够在空气中漂浮的气固混合物。被释放出的灭火组分微粒不但可绕过障碍物，还可在空间有较长的停留时间，快速、高效灭火的同时还能有效地防止火灾复燃，达到了在封闭空以全淹没方式灭火的目的。

冷气溶胶灭火剂的灭火机理既不同于惰性气体灭火剂，也不同于热气溶胶灭火剂。惰性气体灭火剂的灭火机理主要是在密闭空间内靠稀释氧的作用来在到灭火的，其灭火效率低。热气胶灭火剂的燃烧产物中含40%固体组分和60%惰性气体组分，灭火机理主要是在密闭空间内以单位质量中的40%的灭火组分微粒的化学抑制作用为主，60%的惰性气体体稀释氧作用为辅来达到灭火的，其灭火效率较高。冷气溶胶灭火剂的灭灯机理是在密闭空间内靠单位质量中的80%的灭火组分微粒的化学抑制作用来达到灭火的，其中，较小的微粒保证了空间的停留时间，有效地与火焰中活性物质反应，抑制燃烧；较大的徽粒保证了灭火剂组分穿过火急的动量和密度，快速灭火。所以，其灭火效率，高于普通干粉灭火剂的灭火效率约4-6倍。

冷气溶胶灭火剂，对大气环境无不良影响，既不会破坏臭氧层，也不会产生温室效应，具有无腐蚀、无污染，对人无毒、无害的特点；其使用性与热气溶胶灭火剂相比，不附带二次危害，保证了应用的安全性；其灭火效率与普通干粉灭火剂相比，灭火效率高、速度快、且易清除；其初始成本和使用周期成本与七氟丙烷（FM200）及混合气体灭火剂相比，价格低廉。可见，冷气溶胶灭火剂作为哈龙替代产品用于封闭空间的火灾扑救，其各种性能都具有明显的优越性。

实施冷气胶灭火的方法有两种：一是由灭火剂储罐、驱动气瓶、管网、电控阀、气动喷头、电控系统等部件组成的固定式自动灭火系统；二是由充装一定压力的灭火剂储罐、喷头、箱体、电控系统等部件组成的固定式自动灭火装置。冷气溶胶灭火剂在释放前可稳定地储存在储料罐内，火灾发生时用隋性气体驱动粉体释放于着火空间，超细粉体在空气中有很好的分散性和漂浮性，无论喷头位置和喷射方向如何，在很短的时间内，灭火组分颗粒都可以很快地扩散到被保护空间的各个部位，快速地扑灭火灾，并将着火空间保护起来有效地防止火灾复燃。冷气溶胶灭火技术的灭火方式为全淹没灭火，被释放的冷气溶胶灭火剂具有全方位保护空间的独特性能和优点，可扑救相对封闭空间或半封闭窨的A、B、C类火灾。

可以自豪的说：冷气溶胶灭火技术和冷溶胶灭火剂是当今气溶胶灭火技术研究中开发的最新成果和最新一代产品。

三、冷气溶胶灭火剂的应用范围和产品开发

冷气溶胶灭火剂由于均粒径在3-5微米以下的超细粉体组成，其原料易得，生产工世简单，无毒无污染，灭火效率高，能扑救A、B、C类火灾。其灭火浓度低，用量少，粉体的分散性好，使用物体不附着粘连，无污染，现场易清理，不损伤保护空间内的任何物体。可广泛应用于诸如：油、棉、纸、本材、烟草及石油化工产品的仓库，轮船、飞机、火车、汽车的客舱及配电室，电站的电机房及电缆沟，办公楼的藏书室、计算机房及工作间等场所的防护。

针对该灭火剂的特点今后可以开以下产品：

1、有管网冷气溶胶灭火剂自动灭火系统；

2、无管网冷气溶胶灭火剂自动灭火系统，即固定式冷气溶胶灭火剂自动灭火系统；

3、移动式灭火器；

4、高效手提灭火器；

5、微型高效灭火器等。

冷气溶胶灭火剂是热气溶胶灭火剂的更新产品，可作为哈龙替代产品系统灭火，也可进一步开拓干粉灭火剂的应用领域，它将会以其优越的灭火性能和使用性能很快地得到人们的承认和应用，逐步占领市场，取得可观的社会经济效益。

四、存在问题

冷气溶胶灭火剂及其灭火技术仍需要进一步的研究和市场开发，要解决的主要问题有：

1.系统应用的灭火技术参数，需通过试验不断完善和确定，逐步规范化。

2.系统应用的灭火设备及配件，需通过试验取得最佳设计和应用条件。

参考文献：

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[4]付智敏杨荣杰消防技术与产品信息1999（5）

[5]王晔消防技术与产品信息40-461996（6）

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