新型氣體滅火劑七氟丙烷的性能及其應(yīng)用

陳 震

（南京久潤(rùn)安全科技有限公司，江蘇南京 210000）

火災(zāi)是人們生活中比較常見卻無(wú)法避免的災(zāi)害。滅火器的使用無(wú)疑是撲滅明火、減低傷亡的關(guān)鍵。尤其是對(duì)于電路著火、化學(xué)危險(xiǎn)品著火等不能用水撲滅的火災(zāi)類型，滅火器就顯得更加重要。本文主要分析了七氟丙烷的性能及其應(yīng)用場(chǎng)合。

1 滅火裝置介紹

1.1 泡沫滅火器

此種類型滅火器為二氧化碳滅火器的一種。通過液壓形式將二氧化碳注入液壓罐中，以泡沫形式擠出，達(dá)到釋放大量二氧化碳，覆蓋火層，隔絕空氣，達(dá)到阻燃的作用。但此滅火方式成本較高，見效較慢，且滅火不完全，有復(fù)燃風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)固體燃燒與油類物質(zhì)燃燒有較好的控制作用，但應(yīng)用范圍較為狹窄，有著較大的缺陷。

1.2 液體滅火器

液體滅火器主要類型為水霧型滅火器。其原理為通過噴頭原理細(xì)化水霧，讓水霧蒸發(fā)更充分，達(dá)到降溫與窒息效果，從而達(dá)到滅火的目的。水分蒸發(fā)后無(wú)污染，就滅火方式來(lái)說(shuō)較為環(huán)保。但是同樣，可應(yīng)用范圍不廣，只能用于單純性火災(zāi)，化學(xué)物品包括因電路短路引起的火災(zāi)都不可以使用此種滅火方式，以免造成更大的損失。

1.3 干粉滅火器

干粉滅火器是固體滅火器的一種，其是以化學(xué)物質(zhì)所組成的干粉為主，分為ABC類干粉與BC類干粉兩種。其主要成分為碳酸氫鈉。碳酸氫鈉制取方便，成本低，產(chǎn)量高，因此運(yùn)用范圍廣大，市面上的滅火器也多為此種類型?；瘜W(xué)制劑滅火雖針對(duì)性較好，撲救效率高，但未免會(huì)污染環(huán)境。因其成本較低，故市面上流通較多的滅火裝置大多都是干粉式。但因其針對(duì)性較強(qiáng)，對(duì)金屬火災(zāi)、帶電火災(zāi)等并無(wú)顯著效果，反而會(huì)起到相反作用，因此仍具有較大隱患。

1.4 氣溶膠滅火器

氣溶膠滅火器也是固體滅火器的一種，其由氧化劑、還原劑與黏合劑構(gòu)成，通過燃燒反應(yīng)產(chǎn)生滅火介質(zhì)。其顆粒較為細(xì)小，為微米級(jí)顆粒，因此蒸發(fā)性較強(qiáng)、覆蓋性較好。并以物理降溫與化學(xué)制劑針對(duì)等雙重機(jī)制解決火災(zāi)，因此撲滅時(shí)間較其他類型滅火器來(lái)說(shuō)更快，復(fù)燃率也更低，從撲救效果來(lái)看是非常不錯(cuò)的滅火裝置。但其屬于非潔凈性滅火劑，也就是說(shuō)其雖然可以高效率滅火，但在滅火后所殘留的物質(zhì)會(huì)對(duì)環(huán)境造成很大污染，且其雖然制取方便，但制取成本較前幾種類型的滅火劑更高。而從其滅火原理來(lái)看，氣溶膠滅火器是通過自身化學(xué)反應(yīng)來(lái)滅火，因此其自身性質(zhì)也不夠穩(wěn)定，存放不當(dāng)即有變質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)或存在一定自燃風(fēng)險(xiǎn)。因而此類滅火劑運(yùn)用范圍并不廣泛。

1.5 氣體類滅火器

此類滅火器主要應(yīng)用于計(jì)算機(jī)機(jī)房，電子元件機(jī)組等帶電作業(yè)等場(chǎng)合，可以最大程度減小損失。七氟丙烷滅火劑就屬于氣體滅火劑的一種。氣體滅火劑以環(huán)保，可應(yīng)用情況多而占據(jù)了滅火劑的龍頭地位，但因其制取較為麻煩，且成本較高而并未被特別廣泛的運(yùn)用。

2 七氟丙烷滅火劑的優(yōu)越性

由于哈龍1211和1301滅火劑中含有溴、氯元素，對(duì)大氣臭氧層有巨大的破壞作用。因此，研制和使用新型的潔凈滅火劑來(lái)替代哈龍氣體滅火劑，是目前消防領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn)之一。而七氟丙烷滅火劑就是哈龍1211和1301的替代品之一。從各方面來(lái)看，其都有其他滅火劑不可比擬的優(yōu)越性。

2.1 環(huán)保性

七氟丙烷屬氣體類滅火劑，其雖以化學(xué)滅火為主，但氣體在完全燃燒后無(wú)殘留，不產(chǎn)生固體或液體的反應(yīng)物，可以減少氣體本身及反應(yīng)物對(duì)環(huán)境的污染。且七氟丙烷在制取過程中所應(yīng)用的七氯丙烷和無(wú)水氫氟酸也屬清潔氣體，對(duì)周邊的環(huán)境危害較小。因此，較其他化學(xué)性滅火劑，七氟丙烷滅火劑更加環(huán)保。

2.2 性質(zhì)較為穩(wěn)定

七氟丙烷應(yīng)用于滅火劑，多以液化形式儲(chǔ)存于滅火器中。由于七氟丙烷屬于惰性氣體，其性質(zhì)較為穩(wěn)定，并有良好的耐寒耐熱性。研究表明，其冰點(diǎn)甚至可以達(dá)到-161℃，而其臨界溫度也高達(dá)101.7℃。相比于氣溶膠滅火劑，七氟丙烷滅火劑明顯對(duì)儲(chǔ)存條件要求較低，且穩(wěn)定性更好，安全性更高。

2.3 對(duì)人體傷害小

七氟丙烷滅火劑屬于低毒性滅火劑，經(jīng)過充分反應(yīng)后所產(chǎn)生的反應(yīng)物對(duì)人體也并無(wú)很大危害。這可以減小有害氣體吸入呼吸道對(duì)人體產(chǎn)生的危害，一定程度上保證了使用者的安全性。

2.4 可撲救類型多

無(wú)論是干粉滅火器，液體滅火器還是氣溶膠滅火器，其應(yīng)用的范圍都有限。比如液體滅火器只適用于撲救一般物品所引起的火災(zāi)，干粉滅火器只適用于撲救A型（固體物質(zhì)火災(zāi)）、B型（液體火災(zāi)或可融化的固體物質(zhì)火災(zāi)）或C類（氣體火災(zāi)）等。但以七氟丙烷為主要滅火劑的滅火器，可撲救火災(zāi)類型較多。其可應(yīng)用于ABC等各類型火災(zāi)，甚至對(duì)E型火災(zāi)（電路著火）、D型火災(zāi)（鋁合金著火）等也有較好的抑制效果。且七氟丙烷不屬于導(dǎo)體，撲救電路失火時(shí)安全性也更高。因此，計(jì)算機(jī)機(jī)房火災(zāi)、電路短路所引起的火災(zāi)等也多用七氟丙烷作為滅火劑進(jìn)行撲救。而七氟丙烷的反應(yīng)完全性也注定了其適合用于紙質(zhì)檔案、重要文件等性質(zhì)材料的撲救，可以更大程度上地保留文件的完整性。這為許多特殊類型火災(zāi)的處理提供了新手段。

2.5 撲救效果好

研究表明，七氟丙烷滅火劑有著較高的撲救效率，在同等條件下，七氟丙烷滅火劑將火完全撲滅所耗費(fèi)的時(shí)間要比固體滅火劑與液體滅火劑短，相對(duì)而言撲救效率較高。且經(jīng)七氟丙烷滅火后，火場(chǎng)復(fù)燃率極低，甚至可以說(shuō)不會(huì)再?gòu)?fù)燃。結(jié)合七氟丙烷的制取過程較為便利，制取成本低等特點(diǎn)，可以說(shuō)使用七氟丙烷作為滅火劑的性價(jià)比很高，具備廣泛使用的條件。

3 七氟丙烷滅火劑的滅火機(jī)制

七氟丙烷作為滅火劑滅火時(shí)，是通過物理與化學(xué)的雙重機(jī)制的作用而達(dá)到滅火效果。從物理作用層面看，主要是通過降溫與窒息兩種方式滅火。七氟丙烷以液體形態(tài)封存于滅火器中，氣化噴出后會(huì)吸收大量熱量，從而達(dá)到降低火場(chǎng)溫度的效果。七氟丙烷同時(shí)屬于惰性氣體，可以有效阻隔燃燒物與氧氣的接觸，從而達(dá)到窒息效果，以防止火勢(shì)繼續(xù)蔓延。

而從化學(xué)反應(yīng)角度來(lái)看，主要原理是七氟丙烷滅火劑在火災(zāi)中通過熱解能夠產(chǎn)生含氟的自由基，并與燃燒反應(yīng)過程中產(chǎn)生支鏈反應(yīng)的H+、OH-、O2-等活性自由基發(fā)生氣相作用，從而中斷燃燒過程中化學(xué)連鎖反應(yīng)的鏈傳遞。也就是說(shuō)，其根本原理是通過反應(yīng)使火場(chǎng)中的活性自由基惰化，趨于穩(wěn)定后再進(jìn)行鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的阻斷，自由基惰化后，火勢(shì)自然就被控制住了。而在七氟丙烷產(chǎn)生反應(yīng)滅火的過程中也會(huì)從周邊環(huán)境中吸取一些熱量，再次幫助物理降溫，從而更快地控制火勢(shì)。

4 七氟丙烷滅火劑的缺陷

4.1 產(chǎn)生溫室效應(yīng)

七氟丙烷在充分反應(yīng)過后所產(chǎn)生的反應(yīng)物雖對(duì)臭氧層并無(wú)破壞，對(duì)環(huán)境的污染也可以說(shuō)是微乎其微，但其產(chǎn)生的反應(yīng)物為大量的二氧化碳，包括七氟丙烷本身也屬于一種溫室氣體，在一定程度上會(huì)加劇溫室效應(yīng)的產(chǎn)生。

4.2 產(chǎn)生HF氣體

七氟丙烷屬于含氟鹵代烷滅火劑，這種滅火劑的特點(diǎn)是，如果其接觸到高溫，就會(huì)釋放出大量HF（氟化氫）氣體，而這種氣體如果與空氣中的水結(jié)合，就會(huì)形成白霧狀氫氟酸，發(fā)出較為刺鼻的氣味。氫氟酸有一定腐蝕性，對(duì)周邊環(huán)境及物品也會(huì)造成一定影響。但通過實(shí)驗(yàn)室反復(fù)研究表明，生成氫氟酸的要求較高，在火勢(shì)不大，火場(chǎng)范圍不廣的情況下，七氟丙烷滅火劑反應(yīng)后產(chǎn)生腐蝕氣體的概率與濃度都較小，總體來(lái)說(shuō)相對(duì)安全。但是若應(yīng)用于火勢(shì)極大的情況下，則仍存在一定危險(xiǎn)，需要做好保護(hù)措施。

5 七氟丙烷滅火劑的應(yīng)用與展望

七氟丙烷雖有一定缺陷，但在目前技術(shù)成熟的滅火劑中，仍是應(yīng)用面最廣，撲救最徹底，性價(jià)比最高的滅火劑。因此，目前我國(guó)對(duì)其進(jìn)行了一定的應(yīng)用與推廣。

5.1 應(yīng)用于建筑防火

現(xiàn)階段，許多建筑在設(shè)計(jì)時(shí)，為有效防火滅火，都會(huì)選擇在建筑內(nèi)設(shè)計(jì)消防管道，而七氟丙烷滅火劑則是消防管道內(nèi)的貯藏首選。設(shè)計(jì)師聯(lián)合專業(yè)人員，對(duì)建筑內(nèi)管道進(jìn)行設(shè)計(jì)，在壓強(qiáng)、管道內(nèi)溫度都適宜的情況下進(jìn)行七氟丙烷滅火劑灌注，可以有效應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況下的火災(zāi)情況。

5.2 設(shè)置七氟丙烷滅火劑自動(dòng)噴出裝置

此方法多用于人流量較大的公共場(chǎng)合，如商場(chǎng)與地鐵等區(qū)域。其原理與煙霧報(bào)警器相類似，首先設(shè)置報(bào)警裝置，在監(jiān)測(cè)到濃煙、一氧化碳等氣體時(shí)觸發(fā)報(bào)警。其次在對(duì)應(yīng)位置設(shè)置七氟丙烷滅火劑的貯藏管道或者貯藏罐，煙霧報(bào)警后相關(guān)裝置被觸發(fā)，貯藏設(shè)施的開口被強(qiáng)制打開，向外噴出七氟丙烷氣體，從而達(dá)到快速滅火的目的。

5.3 針對(duì)其釋放有害氣體的研究

七氟丙烷滅火劑有著其他滅火劑無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，但美中不足的就是燃燒后產(chǎn)生的氟化氫氣體。目前，已有針對(duì)此項(xiàng)問題的研究，如采取“釋藥法”，降低周邊溫度，最大限度地稀釋氟化氫濃度，保證周邊區(qū)域安全?！搬屗幏ā彪m然在實(shí)踐中得到了良好的效果反饋，但此方法成本較高，耗費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)七氟丙烷充分反應(yīng)后所產(chǎn)生氟化氫的稀釋問題，仍需要相關(guān)研究團(tuán)隊(duì)做更加深入的研究。相關(guān)團(tuán)隊(duì)可以聯(lián)合消防與化工等高精尖人才，從實(shí)踐中得出經(jīng)驗(yàn)，以實(shí)踐反哺理論，從而達(dá)到完善理論，再次指導(dǎo)實(shí)踐的效果。爭(zhēng)取研制出較為便利且有效的方式針對(duì)其有害氣體進(jìn)行稀釋，并成功、安全地應(yīng)用與實(shí)踐。

6 結(jié)束語(yǔ)

從滅火劑介紹與對(duì)比，七氟丙烷滅火劑的優(yōu)越性及缺陷，以及應(yīng)用推廣展望等入手，具體對(duì)七氟丙烷滅火劑在當(dāng)前的應(yīng)用情況做了分析。七氟丙烷滅火劑目前仍是替代哈龍滅火劑的最佳選擇，針對(duì)其缺陷所做的彌補(bǔ)措施也正在研究實(shí)施中。七氟丙烷滅火劑的推廣使用對(duì)我國(guó)提高火災(zāi)撲救率，減少人民生命及財(cái)產(chǎn)的損失都有著巨大作用。七氟丙烷的特殊性規(guī)定了其還可以用于防火，可應(yīng)用于易燃易爆施工防火過程中，也取得了比較良好的效果。