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高背压泡沫发生器学士学位1127071427
第一章文献综述
1.1什么是泡沫灭火剂
自从第二次工业革命以后,内燃机的发明使得石油需求量的大规模上升,石油的储存以及安全问题就一直困扰着所有国家。
石油产品的重大火灾频繁发生,而且这类火灾极难扑救,由于石油的密度比水小这使得传统的灭火剂水失去大部分的了作用,如果使用水去灭燃油产生的火灾的话有可能使火势扩大达不到灭火的目的。
因此,十九世纪末期,人们开始着手研究扑救液体火灾的灭火剂,泡沫灭火剂应运而生。
至1905年,俄国的劳伦特教授在圣彼德堡发明一种灭火剂,把硫酸铝与碳酸氢钠溶液混合并加入稳定剂,喷出后生成含有二氧化碳的泡
沫,浮在燃烧的油、漆或汽油上,能有效地隔绝氧气,窒息火焰。
这标着着泡沫灭火剂的诞生。
现在我们所定义的泡沫灭火剂就是能够与水混溶,通过化学反应或机械方法产生泡沫,称为泡沫灭火剂。
1.2泡沫灭火剂的特点及灭火原理
相对而言,泡沫灭火系统灭火效率高,效果好,空气泡沫灭火剂使用方便,流动性好,安全可靠,经济实用,是油库目前是理想的灭火剂。
泡沫灭火剂所产生的泡沫是一种体积较小,表面被液体包围的气泡群,与水的比重在0.001至0.5之间,因为泡沫的比重远小于一般石油产品的比重,所以它可以漂浮在液体的表面,形成一个泡沫覆盖层。
同时泡沫又有一定的粘度,它可以附着于一般可燃性固体表面,使燃烧的物体和空气隔离,并降低物体温度达到灭火目的。
泡沫灭火剂在扑灭液体火灾时有以下几个特点:
1.灭火泡沫可以在燃烧物体的表面形成泡沫覆盖层,使燃烧物质与空气隔绝。
2.灭火泡沫可以遮断火焰对燃烧物体的热辐射,阻止燃烧或热解挥发,使可
燃气体难以进入燃烧区。
3.泡沫所析出的液体对燃烧物体有冷却作用。
4.泡沫受热蒸发所产生的水蒸气具有稀释燃烧区域氧气浓度的作用
泡沫灭火剂的阻隔、封闭、冷却、稀释,这四个灭火特点使它成为现在世界上油库中使用最广泛的灭火剂。
1.3我国的泡沫灭火剂历史发展
在机械泡沫方面,人类从上世纪初开始使用合成泡沫灭火剂。
可是合成泡沫对付石油火灾效果不理想,于是人们又开发了蛋白泡沫。
水成膜泡沫,氟蛋白泡沫,成膜氟蛋白泡沫。
为了对付醇类火灾,人们又开发了抗醇泡沫。
1.3.1我国的灭火剂发展史
我国60年代前以化学泡沫为主,60年代后才出现了蛋白泡沫,70年代研制出了氟蛋白泡沫,此后又对蛋白、氟蛋白泡沫灭火剂的生产配方和工艺进行了改进,并陆续研制出了普通水成膜泡沫和抗清水成膜泡沫、合成抗溶泡沫、抗溶氟蛋白
泡沫、高倍泡沫、成膜氟蛋白泡沫和抗溶成膜氟蛋白泡沫等泡沫灭火剂。
自1949
年至今建国55年中,我国灭火剂无论是品种、生产技术和生产能力均有很大发展,
尤其是1979年改革开放后的20多年,我国灭火剂技术有了飞跃发展,目前应用的灭
火剂大都在此期间开发、研制并推广应用的,某些产品已达到世界先进水平
在建国后到文革之前我国工业发展较慢,但石油产品的需求却日益上升,在这期间我国使用的灭火剂除水外,主要是二氧化碳、四氯化碳、化学泡沫和蛋白泡沫灭火剂。
在文革到改革开放之前(1966—1979)除了以上使用的灭火剂外又开发了一些新的灭火剂⑴。
1966年浙江化工研究所和公安部上海消防研究所共同研制出1211灭火剂,
并在上海致冷剂厂投产。
1967年上海消防器材厂和北京消防器材厂研制生产了6蛋白泡沫灭火剂。
1968年北京々削器材厂研制并生产出第一代碳酸氢钠干粉灭火剂。
同年上
海消防研究所研制出用硬脂酸镁处理的碳酸氢钠干粉灭火剂。
1971年公安部天津消防研究所研制、生产了用于扑灭轻金属火灾的“715O
灭火剂”(偏硼酸三甲酯);此后有关部门研制、生产了以片状石墨为基料的轻金属火灾灭火剂。
1973年公安部天津消防研究所研制出改性钠盐干粉灭火剂,并在吉林龙潭消防器材厂投产。
1974年公安部天津消防研究所研制出烟雾灭火剂,并在长沙消防器材厂投产。
1975年公安部上海消防研究所,辽宁煤炭研究所等六个单位联合开发出粉剂型高倍数泡沫灭火剂。
1976年公安部天津消防研究所和上海有机化学研究所共同研制出“6201”
碳表面活性剂。
1976年公安部上海消防研究所和上海合成洗涤剂四厂共同研制出金属皂型抗溶泡沫灭火剂,并在上海合成洗涤剂四厂投产。
二十世纪七十年代,武汉大学研制、生产了二氟二溴甲烷灭火剂(卤代1202,又称为“红卫912灭火剂”);
二十世纪七十年代,上海制冷剂厂研制、生产了四氟二溴乙烷灭火剂(卤代烷2402);
二十世纪七十年代,公安部上海消防研究所与四泾研制、生产了氨基干粉灭火剂;
改革开放以后(1979-)是我国工业发展的快速增长时期,在这期间我国开发了多种灭火剂,我国现在使用的大多数灭火剂都是当时开发的,在这期间我国开发的多种灭火剂都进入了国际先进水平。
1979年公安部天津消防研究所和上海有机所共同研制出第一代水成膜泡沫灭火剂,并在青岛娄山消防器材厂投产。
1979年北京消防器材厂研制并生产出第二代碳酸氢钠干粉灭火剂。
1980年公安部天津消防研究所研制出以YPB为代表的系列高效化学泡沫灭火剂,并在合肥三中校办工厂、西安巨龙消防器材厂投产。
1980年公安部天津消防研究所研制出第二代YEGZ型高倍数泡沫灭火剂,并在江亚消防药剂有限公司投产。
1982年公安部天津消防研究所研制出3、6型蛋白、氟蛋白泡沫灭火剂,并先后在北京消防器材厂、沈阳于洪消防器材厂、洛阳郊区消防药剂厂、江都消防药剂厂(现改名为扬州江亚消防药剂有限公司)等10多个厂家投产。
1983年公安部天津消防研究所研制出第二代水成膜泡沫灭火剂。
1984年公安部天津消防研究所研制出凝胶型抗溶泡沫灭火剂,并在廊坊武警学院投产。
1985年公安部上海消防研究所研制出磷酸铵盐干粉灭火剂,并在上海消防药剂厂投产。
1986年公安部天津消防研究所研制出森林干粉灭火剂,并在鞍钢消防器材
厂投产。
二十世纪八十年代浙江化工研究院研制并生产出1301灭火剂。
二十世纪八十年代公安部天津消防研究所对干粉灭火剂的硅化工艺进行了系统研究,使国内干粉灭火剂的产品质量上了新台阶,同时推出改性钠盐干粉灭
火剂。
二十世纪九十年代,公安部天津消防研究所研制成功了成膜氟蛋白和新型水成膜泡沫灭火剂。
1990年公安部天津消防研究所研制出第三代耐温耐烟高倍数泡沫灭火剂,并在北京川谷消防材料厂投产。
1991年武汉消防支队科研实验工厂研制并生产出氯化钾干粉灭火剂。
1992年武汉消防支队科研实验工厂研制并生产出氯化钠干粉灭火剂。
1993年北京理工大学研制出代号为EBM的气溶胶灭火剂,并于1995年在山西安华消防器材公司投产。
1993年公安部天津消防研究所研制出多功能氟蛋白泡沫灭火剂,并在兴化消防药剂厂投产。
1994年天津消防研究所研制出SD-A、SD-AB、SDJ、YSPA系列水系灭火剂,并在杭州台杭防火材料厂、四川天龙消防器材有限公司、江苏江浦消防器材厂投产。
1995年公安部天津消防研究所研制出第三代多用途水成膜泡沫灭火剂,并在湖南衡阳消防器材厂和南京高灵集团投产。
1997年浙江化工研究院研制并生产出七氟丙烷灭火剂(HFC—227ea)。
于2000年浙江莹光化工有限公司、2001年常熟市中吴化工新材料有限公司、2002年山东海化集团有限公司灭火剂厂相继研制成功并投入生产七氟丙烷灭火剂。
2001年浙江蓝天环保高科技股份有限公司、2002年浙江莹光化工有限公司先后研制成功并投入生产六氟丙烷灭火剂。
2002年浙江莹光化工有限公司研制成功并投入生产三氟甲烷灭火剂
2003年研究得到了以花生提取油脂后所剩花生饼为原料,经碱性条件水解处理,制得多肽液,再加入适量稳定剂、防腐剂后,成为一种具有较好灭火性能的消防材料。
经专业人员测试,其发泡倍数为76,析液时间7min,灭火时间116s,抗烧时间14min。
均符合国家标准[2]。
2004年“ZYJ'系列七氟丙烷洁净灭火系统,由天津消防研究所开发,得到了当年的“国家科技进步二等奖”目前该产品在国内400多个项目中使用[3]o
2005年中国人民武装警察部队学院消防工程系实验得可膨胀石墨防火涂料由于在热降解过程中成炭量较高,炭层具有更好的热稳定性,因而其阻燃和隔热性能更为优良,具有更长的耐燃时间,且烟毒释放少,安全性能更高。
2007年国防科技大学提出了一种新的灭火装置冷激波灭火弹。
冷激
波灭火弹是采用特种炸药作为抛洒动力源,爆炸形成低温、低压冲击波,俗称冷激波,爆炸产生的气体与爆炸冲击波相互作用抛洒灭火介质,灭火介质与冷激波共
同作用于火场,对火灾现场进行有效的控火、灭火,有利的推动了我国火灾科学的发展[4]o
2008中国国家标准化管理委员会发布了GB17835-2008水系灭火剂。
2011国内外对含添加剂细水雾的灭火效能进行了大量研究,并取得了一定
成果。
含添加剂细水雾是指在细水雾中添加具有灭火功能的化学物质,以水为载
体使物理灭火与化学灭火协同作用,达到最佳灭火效果,在添加剂方面我国取得了可喜的成果[5]o
2012年沈阳航空航天大学安全工程学院设计了使细水雾强制带电的感应荷电装置,进行了带电细水雾的灭火实验研究。
结果表明:
带电细水雾比普通细水雾能更迅速地降低火焰温度、熄灭火焰,荷负电的细水雾比荷正电的细水雾具有更好的抑制效果,随着电压的增大、针-环状电极半径及两电极间距的减小,灭火效能提高,熄灭时间减少⑹o
2013中国人民武装警察部队学院消防工程系提出了理想哈龙替代灭火剂的筛选标准和12种主要性能的分级方法⑺。
2014年是蛋白泡沫灭火剂行业发展过程中非常关键的一年,首先,从外部
宏观环境来讲,影响行业发展的新政策、新法规都将陆续出台。
转变经济增长方
式,严格的节能减排对蛋白泡沫灭火剂行业的发展都产生了深刻的影响,另外还
有来自通货膨胀、人民币升值、人力资源成本上升等等因素的影响;从企业内部来讲,产业链各环节竞争、技术工艺升级、出口市场逐步萎缩、产品销售市场日益复杂等问题,都是企业决策者所必须面对和亟待解决的。
这些都是在今年企业和国家所要面对的难题。
1.4泡沫灭火剂的分类
1.4.1按生成机理分类:
化学泡沫灭火剂、空气泡沫灭火剂。
1.4.2按发泡倍数分类:
低倍数泡沫灭火剂、中倍数泡沫灭火剂、高倍数泡
沫灭火剂。
1.4.3按用途分类:
普通泡沫灭火剂、抗溶泡沫灭火剂。
1.4.4按泡沫基料分类:
化学泡沫f普通化学泡沫灭火剂
「灭火剂彳
机械化学泡沫灭火剂
灭火剂
氟蛋白泡沫灭火剂
L
普通泡沫水成膜泡沫灭火剂
灭火剂合成泡沫灭火剂
空气泡沫I中倍数泡沫灭火剂
灭火剂
(金属罩型抗溶泡沫
高倍数泡沫灭火剂
J灭火剂
抗溶泡沫凝胶型抗溶泡沫
灭火剂灭火剂
抗溶氟蛋白泡沫
灭火剂
化学泡沫灭火剂(MP⑻:
我们常用的化学泡沫灭火剂,主要是酸性盐
(硫酸铝)和碱性盐(碳酸氢纳)以及少量发泡剂(植物水解蛋白质或甘草粉)、
少量稳定剂(三氧化铁)等混合后,相互作用生成泡沫。
它的灭火原理是6NaHCO3AL2SO43》2ALOH33Na2SO46CO2在反应中生成的二氧化碳在溶液中生成大量细微泡沫,生成的胶装氢氧化铝附着
于泡沫薄膜上,是泡沫具有一定的粘性,可以黏在燃烧物上隔绝燃烧物与空气的接触,它还可以提高泡沫的稳定性。
但是泡沫灭火剂不适合扑救忌水忌酸的化学物质和电气设备的火灾。
空气泡沫灭火剂(MPE:
空气泡沫即普通蛋白质泡沫;它是一定比例的泡沫液、水和空气经过机械作用相互混合后生成的膜状
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