納米冷氣溶膠防火防爆劑的效能

1、 專業(yè)技術文件 / Technical documentation 編號： 納米冷氣溶膠防火防爆劑的效能Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly.編制：_日期：_納米冷氣溶膠防火防爆劑的效能溫馨提示：該文件為本公司員工進行生產(chǎn)和各項管理工作共同的技術依據(jù)，通過對具體的工作環(huán)節(jié)進行規(guī)范、約束，以確保生產(chǎn)、管理活動的正常、有序

2、、優(yōu)質(zhì)進行。本文檔可根據(jù)實際情況進行修改和使用。 td=“14274” 隨著社會、經(jīng)濟的發(fā)展, 人們對安全問題越來越關注。防火防爆是煤礦安全管理工作的重要方面。目前預防瓦斯、煤塵等爆炸的主要方法是檢測爆炸物含量, 但消除爆炸考慮不多。由于爆炸與燃燒本質(zhì)相同, 都是氧化還原反應、鏈反應機理, 防火防爆原理相同。本文針對煤炭及其他行業(yè)的火災爆炸問題, 提出防火防爆冷氣溶膠, 并對它的性能、作用進行了理論分析。 1 防火防爆劑應具有的主要性能 與滅火不同, 防火防爆劑進行防火防爆的原理只有一個抑制法。防火防爆所使用的場所已存在可燃物與空氣, 并已混合, 隔離法與窒息法無法使用；防火防爆時未發(fā)生災害,

3、 溫度不高, 不會超過燃點, 無須冷卻至燃點以下。 抑制劑可以防止燃燒和爆炸的發(fā)生。當外來火源加熱分解可燃物, 產(chǎn)生自由基后, 若自由基與抑制劑作用并被捕獲, 則失去傳遞鏈反應的功能, 鏈反應將終止, 燃燒反應不能進行, 達到阻止燃燒發(fā)生的效果。 這種防火防爆抑制劑應具備以下主要性能: （1）持續(xù)性。場所具有的危險性, 有時是短期存在, 如偶然的易燃物質(zhì)泄漏等跑冒滴漏；有時則是長期存在, 如粉狀可燃物、含能材料的生產(chǎn)車間, 懸浮物始終存在。防火防爆劑噴灑后, 對于被保護場所應具有一定時間間隔的有效保護期。用于易燃物泄漏的防火防爆劑有效保護期不必太長, 能滿足對泄漏物處理所需時間即可；危險性長期

4、存在的場所, 防火防爆有效保護期應較長。因此防火防爆劑應具有持續(xù)性。 （2）抑制性。捕獲燃燒鏈反應中的傳遞物自由基, 抑制燃燒反應鏈傳遞的進行是防火防爆劑必須具備的能力。捕獲了自由鏈反應不能繼續(xù), 燃燒或爆炸則不能發(fā)生。 （3）絕緣性。防火防爆劑所保護的場所中設備需要照常運行, 若噴灑的藥劑絕緣性差, 則設備難以正常運行。 （4）低腐蝕性。如果防火防爆劑有腐蝕性, 它的使用將減少設備的使用壽命, 使企業(yè)遭受損失, 因此防火防爆劑須低腐蝕性或無腐蝕性。 （5）無毒性。防火防爆劑須對人畜無毒, 對環(huán)境無污染作用。 除此之外, 作為產(chǎn)品的防火防爆劑還應具備流動性好、抗結塊、穩(wěn)定性好的等性能。 2 納

5、米冷氣溶膠防火防爆劑效能分析 納米冷氣溶膠防火防爆劑是由納米微粒組成的防火防爆劑, 以惰性氣體為動力, 使其噴出后可以形成氣溶膠。分析此氣溶膠的效能, 先從冷氣溶膠的作用與地位談起。 2.1 冷氣溶膠的作用與地位 哈龍系列滅火劑由于破壞大氣臭氧層將于2021年從我國退出歷史舞臺, 近幾年哈龍滅火劑替代品的研制如火如茶, 在諸多類型的替代品中, 冷氣溶膠滅火劑以卓越的性能, 低廉的價格而倍受關注。冷氣溶膠滅火劑是由滅火劑干粉溶解成的水溶液, 通過噴物干燥使其產(chǎn)生3m左右的超細粉末, 再輔以分散劑、防潮劑、防靜電劑和流動劑等添加劑均勻混合而成。罐裝密封貯存。使用時以加壓氣體為動力, 外噴形成氣溶膠

6、全淹沒火焰而快速滅火。它克服了熱氣溶膠滅火劑燃燒時火焰外噴和產(chǎn)生有毒氣體的缺點, 對環(huán)境無不良影響。眾所周知, 同一類型的干粉滅火劑, 滅火效能與顆粒是普通干粉滅火顆粒的幾十分之一, 其單位質(zhì)量滅火效能是普通干粉的610倍、是哈龍滅火劑的46倍, 滅火效能超過熱氣溶膠。 2.2 納米冷氣溶膠防火防爆劑效能分析 納米冷氣溶膠的顆粒比上述冷氣溶膠的顆粒更小, 在納米級粒徑范圍內(nèi), 微粒出現(xiàn)一些特殊性:如量子尺寸效應、小尺寸效應、表面效應、久保理論。我們從下面幾個方面進行闡述。 （1）納米冷氣溶膠穩(wěn)定性好。氣溶膠穩(wěn)定性與膠體粒子的粒徑有關, 斯托克斯通過實驗, 發(fā)現(xiàn)球形粒子在靜止空氣中下落時, 其下

7、落速度很快會達到一個穩(wěn)定值, 該值稱之為極限沉降速度。粒徑為100nm的氣溶膠膠體粒子極限沉降速度是7.3cm/d。納米顆粒粒徑小沉降慢, 氣溶膠穩(wěn)定性好, 作為防火防爆劑有效防護時間長, 性能比微米顆粒更優(yōu)越。 （2）納米顆粒吸附作用強。顆粒的吸附能力與比表面積有關, 比表面積越大顆粒吸附能力越強。納米粒徑比微米粒徑小1000倍, 吸附能力必然強。吸附分為物理吸附與化學吸附, 物理吸附無選擇性, 化學吸附有選擇性。從理論上講, 可以制造出能選擇吸附自由基的納米顆粒, 從而具有部分捕獲自由基的能力。 （3）納米顆?；瘜W反應能力強。當粒子尺寸下降到納米數(shù)量級時, 一個粒子包含十幾個或幾十個分子,

8、 破損鍵驟然增多, 化學活性增強, 這是小尺寸效應的表現(xiàn)之一。另外, 對于納米顆粒, 金屬費米能級附近的電子能級由準連續(xù)變得離散, 能級間的距離隨顆粒尺寸的減小而增大, 將會出現(xiàn)一系列與宏觀物體截然不同的反常特性, 如比熱異常、光譜線紅移、催化活性與原子數(shù)目有奇妙的聯(lián)系等等, 一定程度上表現(xiàn)出量子效應。可以肯定納米顆粒具有較強的化學反應活性, 選擇不同的材料與晶態(tài), 一定可以達到捕獲自由基的目的。 （4）納米顆粒滅火效能高。干粉顆粒與活性傳遞物碰撞, 吸收其能量, 使其失活, 達到滅火的作用。 研制成功的冷氣溶膠平均粒徑為3m, 其滅火效能已是哈龍滅火劑的46倍。若采用平均粒徑為100nm的冷

9、氣溶膠, 由理論計算可知其滅火效能是微米冷氣溶膠的30倍。 （5）納米冷氣溶膠與熱氣溶膠、細水霧、CO2、滅火劑作防火防爆劑時的性能比較?，F(xiàn)有的消防產(chǎn)品中, CO2滅火劑和近幾年開發(fā)的細水霧滅火劑可以作為防火防爆劑使用, 然而它們的防火防爆性能各不相同。CO2不導電、無腐蝕, 其防爆機理是降低氧含量。我們知道, H2、C2H2燃燒所需最低氧含量分別為5.9%和3.7%。CO2施放量大于所填充空間的3.6倍和5.7倍時, 才能消除H2、C2H2燃燒爆炸的危險, 這樣做既不經(jīng)濟, 人又不能方便地進入此區(qū)域, 不利于工作。細水霧雖然成本低廉, 但絕緣性差, 有效作用時間短, 使用場所受到限制。熱氣溶膠產(chǎn)生時外噴火焰, 會引起可燃氣體的爆炸, 不能作為防火防爆劑使用。而納米冷氣溶膠無上述滅火劑的弱點, 防火防爆性能