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产品应用 CFCs替代 三氟碘甲烷&三氟甲烷替代哈龙的新型灭火气体

三氟碘甲烷&三氟甲烷替代哈龙的新型灭火气体

2022-02-24 189

卤代烷(哈龙)灭火剂,为含氯、溴等卤素的非环状饱和烃类化合物。哈龙104(四氯化碳)作为灭火剂最早应用于扑救易燃液体火灾,之后哈龙1001、1011、2402等又被研制出,用于保护军事设施。这些早期的哈龙灭火剂灭火时会产生毒性气体,引起人员伤亡,之后人们开始寻找更安全可靠的卤代烷灭火剂。卤代烷1301(三氟一溴甲烷)及1211(二氟一氯一溴甲烷)解决了安全性问题,这两种灭火剂高效低毒、不导电、挥发快、无残留物、清洁安全,开始广泛应用于火灾扑救。

哈龙灭火剂在灭火时分解生成的氯、溴原子会催化较活泼的臭氧分子转化为稳定的氧分子,氯、溴一方面不断消耗臭氧另一方面又在不断再生,破坏臭氧层。

为了保护大气臭氧层,世界多数国家相继签署了《关于保护臭氧层维也纳公约》《关于破坏臭氧层物质的蒙特利尔议定书》以及伦敦、哥本哈根修订案等国际公约。经多次修订,明确规定:发达国家淘汰哈龙灭火剂的时间为2000年1月1日,发展中国家淘汰哈龙灭火剂的时间为2010年1月1日。我国已于1991年6月加入了《蒙特利尔议定书》(修正案)缔约国行列。根据《中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案》,我国将于2005年停止生产哈龙1211灭火剂,2010年停止生产哈龙1301灭火剂。随着《中国消防行业哈龙整体淘汰计划》的实施,哈龙生产和消费量大幅度削减,研制清洁高效环境友好型哈龙灭火剂替代品尤为迫切。

目前,国内外已经使用和正在研制的替代哈龙的气体灭火系统(剂)有:高低压二氧化碳灭火系统、七氟丙烷(FM200)灭火系统、SDE固态成气类气体灭火系统、烟烙烬(Inergen)灭火系统、气溶胶EBM灭火系统(装置)等,正在研制开发的有卤代烷13001三氟碘甲烷(CF3I)灭火系统、三氟甲烷灭火系统、(超)细水雾灭火系统等。

卤代烷13001三氟碘甲烷(CF3I)是替代哈龙的新型气体灭火剂。CF3I以化学灭火方式为主,主要通过热分解生成的碘基参与并破坏燃烧的链反应,从而达到灭火效果。

反应式:CF3I → CF3+I·

RH+I·→ HI+R·

OH·+HI → H2O+I·

CF3I在灭火过程中也能起到一定的物理灭火作用。在一般情况下,灭火剂的分子量越大,其蒸发热就越大。CF3I储存形式为高压液态(分子量:195.91,沸点:-22.5℃),在灭火剂释放时,其由液态转化为气态,需要吸收大量的热量,这对于火场降温有明显效果。

CF3I已经通过美国NFPA标准的认证,它是一种新型的卤代烷灭火剂,但目前尚未推向我国市场。CF3I在所有卤代烷中毒性最低、灭火浓度最低(3.2%),在大气中停留时间仅一天即可分解,为一种环境友好型替代品。

CF3I的灭火效率是所有灭火剂中较高的一种。根据对哈龙1301灭火设计浓度的确定方法:在最低灭火浓度的基础上再增加70%的保险量对CF3I进行灭火浓度确定,可得出CF3I的灭火设计浓度为5%,较哈龙1301灭火设计浓度(5%-7%)低。另外,由于氟碘烃沸点较高,在气体管道内的液态方式存在的时间较哈龙1301更长,因此所需的流动阻力更小,使气体在较短时间内到灭火位置,从而以更快的速度实施灭火。CF3I是一种清洁灭火剂。三氟碘甲烷在灭火时,反应形成的物质有:HF、HI、I2,HF为弱酸,且氟碘烃灭火剂灭火浓度又低,故表现出的酸性值是最低的,对被保护物体基本没有腐蚀作用,并且在灭火后不会有任何残余物。CF3I毒性低。由于与碘相连的碳原子同时还有氟原子,从而使其稳定性大大加强,毒性减弱,与哈龙1301相当、测试表明,让两个人在短时间内完全裸露在50%浓度13001空间,对人体的健康不会造成任何损害。CF3I挥发性好,其具有气化后极易挥发消失的特点。由于它本身的比重较大,故即使有泄漏,三氟碘甲烷也是以流动形态存在于人的呼吸高度之下,而且很快挥发消失,不易被人吸入。CF3I的化学结构中碳一碘键对紫外光谱的最强吸收峰在260nm附近,比碳-溴、碳-氯键的要大得多,且碳-碘键在近紫外区也有一定吸收,所以其光解活性大,光解寿命短,在未达到平流层前已经分解,因此,该灭火气体没有达到臭氧层的可能,其臭氧耗损潜能值ODP=0。又据测定,碳-碘键在大气中停留时间不超过一天,没有造成“温室效应”的机会,地球变暖潜能值GWP<5。

CF3I灭火系统造价较高。由于三氟碘甲烷的粘度系数大,输送距离受限制,只能作单元独立系统和无管网装置,故其综合造价远大于1301、FM200、SDE、气溶胶等,同时在喷放时象FM200一样,形成“白雾”,一定程度上影响人员疏散。

三氟甲烷气体是目前用来取代哈龙较好的清洁型灭火剂之一。三氟甲烷气体灭火系统有以下特点。三氟甲烷气体不导电,是一种良好的绝缘性物质。对于扑灭电气火灾和带电工作设备场所的火灾极为有利。如发电机房、变电所、油浸变压器间、计算机房、通讯枢纽、电话总机房等。三氟甲烷灭火后对所保护的物质无腐蚀、不污染、无损坏。特别是对烟草库、烟草生产车间、食品库、资料室、档案室、书库、财务室、金库、印刷车间、纸张库、棉纺织品和皮毛库等,灭火后对所保护的物品没有任何污染,仍然可以使用。三氟甲烷性能稳定,长期贮存不变质,对人无害,可用在有人工作的场所。灭火迅速,效果好。可以作为易燃的生产车间常设性灭火设备。如液压设备、烘干设备、喷漆生产线、电器老化间、发电厂和水泥厂的煤粉仓、地下停车库、锅炉房及船舶的机舱和货仓等场所火灾,使用三氟甲烷气体灭火系统都具有很好的灭火效果。三氟甲烷可以使用的灭火浓度范围大,使用温度范围为-20~+50℃,设计灭火浓度为13.6%-50%,单位体积保护区所需要的灭火剂最低用量为550克,比七氟丙烷的标准用量634克要低13%,同时灭火剂价格要比七氟丙烷低很多。