哈龙替代技术的现状与发展.ppt

,哈龙替代技术的现状与发展,技术装备教研室 陈智慧,2004-11-18,哈龙灭火剂简介 哈龙灭火剂与臭氧层 哈龙替代技术的标准 几种典型哈龙替代技术 哈龙替代技术的未来发展 目前哈龙替代技术领域的几项工作,哈龙替代技术的现状与发展,一、哈龙灭火剂简介,灭火机理,1301：CF3Br 1211：CF2ClBr,灭火剂受热分解生成Cl、Br游离基捕捉燃烧反应生成的OH、H、O自由基,化学抑制作用,一、哈龙灭火剂简介,应用特性,灭火不留残渣和残迹，电绝缘性能好 灭火速度快，用量省 汽化和挥发速度快，释放后的极短时间内迅速达到设计灭火浓度 灭火装置占地面积小 热稳定性和化学稳定性高，长期贮存不变质 毒性低（1301）,1301、1211对正庚烷、正乙烷的惰化浓度,二、哈龙灭火剂与臭氧层,国际公约,消耗臭氧层物质（ozone depleting substance）,1301的ODP值=16，1211的ODP值=4,二、哈龙灭火剂与臭氧层,我国逐步淘汰卤代烷灭火剂的政策,从1994年起，逐年减少卤代烷灭火剂的产量；在2005年，完全停止生产卤代烷灭火剂,三、哈龙替代技术的标准,ODP值(ozone depleting potential)小，最好为零 GWP值(global warming potential)小，或无 ALT值(atmospheric lifetime)小 较好的灭火效能 蒸发后不留残渣（洁净） 低毒或无毒 良好的储存稳定性 良好的电绝缘性 相对于哈龙1301的容积比小 经济合理,四、几种典型哈龙替代技术,卤代烷中的FM-200 惰性气体中的IG-541和CO2 烟火气溶胶(PGAs) 细水雾,FM-200,七氟丙烷或HFC-227ea 常温下气态，无色、无臭、不导电、无腐蚀，无环保限制，大气存留期较短 灭火机理：化学抑制作用灭火 灭火过程中分解出氢氟酸的生成量是哈龙1301的8-10倍,Inergen,又称烟烙尽、安必静或IG-541 是氮气、氩气和二氧化碳以52：40：8的体积比例混合而成的一种灭火剂 在灭火过程中无任何分解物 灭火机理为稀释燃烧区内氧气，达到窒息灭火的目的 不足：灭火浓度高，而且其混合气以气态形式储存，造成贮存瓶组多，装置庞大,二氧化碳,是地球大气成分之一，在常温常压下是一种无色、无味、不导电、化学上呈中性、无腐蚀的气体 灭火机理：稀释氧气，起窒息作用，同时还有一定的冷却效果 可高压液化储存 由于CO2的浓度达到10%时在几分钟内会使人丧失意识甚至死亡，这一浓度远低于其34%的最小设计浓度，因此CO2系统不适于有人环境,PGAs (Pyrotechnically generated aerosols),通过燃烧含有氧化剂、还原剂和粘合剂的固体材料产生微米级的固体微粒气溶胶。 灭火机理：主要为气相和固相的化学抑制作用 优势：灭火效率高、无管网、无压力、系统质量及占用空间小、安装维护方便，初始成本和使用周期造价最低 不足：能见度极低，影响人员逃生，不宜用在公共场所，也不适用于爆炸危险区域内的惰化；固体颗粒残留物对设备产生腐蚀,细水雾,使用经特殊加工的喷嘴，通过水与不同雾化介质产生的水微粒 灭火机理为：细水雾较大表面积，吸热降温快，同时大量水蒸气的存在也会降低氧气的浓度，达到物理作用灭火的目的 细水雾灭火系统有单流体系统(高压、中压和低压) 和双流体系统两个基本类型,五、哈龙替代技术的未来发展,现有哈龙替代技术的改进 新型灭火剂的开发,现有哈龙替代技术的改进,冷气溶胶 热气溶胶,现有哈龙替代技术的改进,冷气溶胶,干粉的超细化以及超细化干粉的长期保持； 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； 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,干粉灭火剂灭火效力与粒子尺寸间的关系,极限粒径： 20微米左右,热气溶胶（PGAs）,未来研究方向： PGA灭火装置可能向小型化和管网化发展,小型气溶胶发生装置（ Experimental erosol generator）,包覆前后气溶胶灭火剂对铜片腐蚀数据直方图,新型灭火剂的开发,新型卤代烃灭火剂 两种或多种灭火剂的协同效应 含磷化合物 含溴化合物 含金属离子/原子的化合物,新型卤代烃灭火剂,Triodide，分子式为CF3I 灭火机理：以化学抑制作用为主。灭火所需浓度仅为3.2，灭火速度快，ODP=0.008，GWP5，大气停留时间 1天。在灭火时分解形成 HF、IF和I2，其卤化雾的酸性值高于哈龙1301。 氟化酮 美国3M公司生产，商品名Novec1230。无色、透明、浅气味液体。沸点48.0，ODP=0，GWP=1，ALT=0.014年，灭火效率接近1301和1211。,两种或多种灭火剂的协同效应,卤代烃/N2体系和卤代烃/CO2体系 杯型燃烧器实验结果表明，混合后灭火效果好于两种灭火剂单独作用时灭火效果的总和 。 卤代烃/干粉悬浮剂体系 配方中使用的卤代烃包括：HFC-134a、HFC-125、HFC-227ea（FM-200），它们的ODP值均为零。多种干粉可用于PGA，它们包括聚磷酸铵、磷酸一铵（MAP）、碳酸氢钾和碳酸氢钠等。,两种或多种灭火剂的协同效应,CO2:21% 1301:3.8%,CO2:9.9% +1301:1.1%,CO2+1301(90/10%):11%,两种或多种灭火剂的协同效应,N2:33% 1301:3.8%,N2:11.7% +1301:1.3%,N2+1301(90/10%):13%,含磷化合物,目前，NGP(Next Generation Fire Suppression Technology Program)在含F、P化合物中选出8种正进行合成和测试。 这8种含磷化合物中第一类物质挥发性最大，沸点为32，采用杯式燃烧器测得P(OCH2CF3)3的灭火体积浓度为1.9%。,含溴化合物,CH2BrO(CF3)3和CH2BrOCF2H这两种醚在杯式燃烧测试中灭火浓度接近1301，而且大气存活时间非常短。 促使化合物在较低大气层降解。NGP已经掌握了一套使卤代烃在大气对流层消除的方法。,含金属离子/原子的化合物,在预混和高混合燃烧测试中发现，部分含铁、镁、锡的化合物具有高灭火效率，如Fe(CO)5,现有部分替代品标准规范的制定 开展卤代烷灭火剂的回收与储存及销毁技术的研究,六、目前哈龙替代技术领域的几项工作,哈龙银行：总体管理，哈龙的回收、存储、精制、销毁以及定期限量供给该区必要场所所需的精品哈龙,1FY2000 Annual Report. Next Generation Fire Suppression Technology Program (NGP). 2 FY2002 Annual Report Next Generation Fire Suppression Technology Program (NGP). 3 Halon Options Technical Working Conference, 12th. Proceedings. HOTWC 2002. April 30-May 2, 2002. 4 Next Generation Fire Suppression Technology Program. FY 1999 Annual Report. 5 Next Generation Fire Suppression Technology Program: FY2002 Progress. 6 Next Generation Fire Suppression Technology Program: FY2003 Progress. 7 Next Generation Fire Suppression Technology Program (NGP): Technical Highlights. 8 Progress Under The Next Generation Fire Suppression Technology Program (NGP) In FY2000. 9Progress Under the Next-Generation Fire Suppression Technology Program (NGP) in 1999