超细ABC干粉灭火剂与火焰相互作用的小尺度实验研究(2)
致谢 25
参考文献 26
1 引言
1.1 研究目的及意义
哈龙灭火剂自20世纪40年代，就已经是世界上应用最广泛的灭火剂之一。哈龙灭火剂是以卤素原子取代一些低级烷烃类化合物中的部分或全部氢原子后所生成的具有一定灭火能力的化合物的总称，国际上统称Halon，代表物质是Halon1301（CF3Br）和Halon1211（CF2ClBr）。因为它具有良好的电绝缘性、稳定的化学性能、较快的灭火速度、腐蚀性和毒性较小。由于这些优良的特点，哈龙灭火剂被广泛应用于工业和民用建筑、国防建设中，以保护大型计算机房、通信机房、精密仪器贮藏室、各种档案室以及舰船装备等重要场所[1-2]。
但直到二十世纪七十年代，大量的实验证明，用于消防使用的哈龙灭火剂漂流到到平流层后会收到太阳紫外线UV-C的照射，自身发生分解反应，分解产生Br•或Cl•自由基，这些自由基会对臭氧层进行破坏。当臭氧层收到了严重破坏后，导致的后果是太阳的紫外线到达地球的强度增大，这对人类的健康、环境、生物造成严重的危害。
为了避免臭氧层受到进一步的破坏，1985年3月联合国环境规划署（UNEP）在奥地利首都文也纳召开了“保护臭氧层外交大会”，并签署了《保护臭氧层文也纳公约》，这标志着保护臭氧层国际统一行动的开始。同时各国也在逐步淘汰哈龙灭火剂，在这个阶段，人们也在寻找新型环保的哈龙灭火剂的替代物。从1987年蒙特利尔公约签署以来，关于哈龙替代物灭火剂和相应的灭火系统的研究已经历了二十余年。在环境保护方面，衡量哈龙替代物灭火剂主要有三个指标[2]：
(1) 臭氧消耗潜能值（the ozone depletion potential，ODP），该指标用来衡量消耗臭氧层物质（简称ODS）对臭氧层存在潜在破坏的严重程度。规定CFC-11的ODP为基准值，取为1，其他物质的ODP为相对于CFC-11的比较值。对于哈龙替代灭火剂，其ODP必须小于或等于0.2．
(2) 全球变暖潜能值（the global warming potential，GWP），用来衡量ODS对全球气候变暖的影响的大小。该指标以CO为基准物质，其他物质的GWP即为相对CO而言的比较值，GWP越大表明该物质对全球变暖的影响越大，越不可用。
(3) 大气存留时间（atmospheric lifetime，ALT），用来表示ODS在大气中的寿命，以年为单位，该值从一方面说明了ODS的化学活泼性的大小。
而在之后的研究中发现，超细干粉存在不少优于哈龙灭火剂的优点，并且符合上述所提到的哈龙灭火剂替代物的三个指标。超细干粉的主要成分一般有K2SO4、NaHCO3、NaCl等，国际上对超细干粉的粒径并没有明确的规定，但从各个学者的研究中不难看出，当粒径达到100μm以下后，其超细干粉的灭火能里将远高于普通干粉的灭火能力。本文实验重点将对超细干粉进行研究。
超细干粉粉体颗粒的粒径小，单位质量的比表面积大，因此它能快速的悬浮和分散在空气中，形成比较稳定的气溶胶。因此它具有与气体灭火剂相似的性质，在工工程化应用中能以全淹没的方式进行火灾扑救。同时，超细粉体对于环境的破坏比较小，它不会破坏臭氧层（ODP值为0）和产生温室效应（GWP值为0），并且其粉体造价和其生产设备造价相对较低，能作为哈龙灭火剂以及七氟丙烷、三氟甲烷等强效温室气体灭火剂的替代物, 具有广阔的应用前景[4]。但是目前来看，国内针对超细粉体全淹没的性能及灭火机理的研究并不多，从而在将超细干粉应用在实际的工程化中，往往缺少临界灭火浓度等关键应用参数，这影响了超细粉体灭火剂及其灭火技术的应用和发展。