气溶胶灭火剂国内外研究现状综述

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气溶胶灭火剂及其灭火机理气溶胶灭火剂是一种新型的灭火剂，不仅具有环保、灭火快、价格便宜、灭火范围广等优点外，它可以不采用耐压容器和阀门，也不需要外加气雾剂或喷射剂，灭火剂本身是含能材料，燃烧的时候可以提供足够的驱动能量，它可以以全淹没的方式灭火，气溶胶灭火颗粒的粒度极小，可以绕过障碍物并在火灾空间有较长的驻留时间，它相对于干粉灭火剂具有更高的灭火效率，用量少，体积小，安装、维护、更换方便，且毒性低，耐火性好，可用于相对封闭空间、半封闭空间，也可用于开放的空间[2]。尤其是其ODP值和GWP值均为0的特点备受瞩目。

气溶胶俗称烟或雾，是固体或液体微粒悬浮于气体介质中的一种物质分散形态。固体微粒主要是金属氧化物和碳酸盐，气体的主要成分是二氧化碳、氮气、水气等。气溶胶灭火剂的关键在于灭火气溶胶中的固体微粒是灭火剂成份。由于气溶胶具有与气体物质非常相似的流动扩散特性和绕过障碍渗入微小空间的能力使气溶胶用于灭火成为可能[3,4]。众所周知，可燃物的燃烧必须具备三个要素：温度、氧气以及可产生链锁反应的自由基[5]。64151

气溶胶灭火剂的灭火机理为物理抑制作用和化学抑制作用。1.物理抑制作用：气溶胶进入火焰区后从火焰中吸收热量从而温度上升(热容作用)，达到一定温度后固体微粒发生熔化、气化(相变作用)直至分解而吸收大量热量；液体微滴也升温、汽化而吸热，使火焰区温度下降可燃物的气化蒸发减少，热辐射降低，同时使火焰区的氧气浓度下降，惰性气体含量增加，产生隔离、窒息和冷却作用抑制了燃烧反应的进行。

2.化学抑制作用：化学抑制是气溶胶灭火剂的主要灭火机理。

(1)当燃料(烃类一RH)燃烧时，发生链引发并产生活性游离基H、O和OH：

RH +O2→ H·+2O+R·+(-ΔH1)(可燃物分解，吸热反应 )

(2)开始游离基的链增长并依靠下列两个反应放出大量热来维持链增长过程的进行：

O·+H·→ OH·+ΔH2

20H·→H20+O·+ΔH3

(3)强放热反应，该反应放热量远远大于第一步可燃物热分解的吸热量，即ΔH3>>ΔHl，同时再次分解出游离O。此时若没有抑制链增长的活性物质存在，这种连锁反应将持续自动进行下去，直到可燃物全部化为灰烬。当灭火气溶胶喷向高温燃烧区时，气溶胶微粒分解出活性游离基K，它迅速O、H和OH发生以下反应：

K·+OH·→KOH

K·+O →KO

KOH +OH· → KO·+ H2O

KO·+H·→ KOH

KOH +H·→ K·+H2O

(4)弥漫在燃烧空间的气溶胶微粒提供了较大的表面反应区域，K不断再生，夺走燃烧链所必需的活性游离基OH和H，由于燃烧活性游离基团的消耗，使得燃烧无法延续。因此，气溶胶的灭火机理是以中断燃烧链为主，与卤代烷的灭火机理基本相同。

2国内外的研究现状

(1)国外的发展

作为哈龙替代技术之一的气溶胶灭火技术近年来发展较快。国内外研究人员已经对各类气溶胶及其应用技术进行了不少大的研究、并且开发取得了不少的成果。其技术(Pyrotechnically generated aerosols)的形成与前苏联军工技术密切相关。自从80年代国际上提出臭氧层的保护方案以后，国际上保护大气臭氧层呼声不断高涨，随之先后出台了《保护臭氧层维也纳公约》、《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》等国际性公约或条约，一些负责任的国家纷纷加入，成为缔约国。“哈龙 ”这类性能优良的灭火剂由于具有较高的臭氧耗减潜能ODP(Ozone Depletion Potation)而被认定是破坏臭氧层，危及人类生存环境的祸首之一，其生产和应用从此受到极大的限制。人们开始了寻找“哈龙”替代品，不危害环境的气溶胶灭火剂，随着技术和工艺的不断完善，作为“哈龙”的替代产品脱颖而出，越来越受到人们的青睐[2]。