固体微粒气溶胶灭火剂热分解和燃烧性能研究.pdf

傅智敏等:固体微粒气溶胶灭火剂热分解及燃烧性能研究 2003年第4期 固体微粒气溶胶灭火剂热分解及燃烧性能研究 傅智敏 ，‘黄金印 ，‘杨荣杰“ (1.中国人民武装警察部队学院，河北廊坊 065000;2.北京理工大学化工与材料学院，北京 100081) 摘要:通过原位红外分析和TG分析，研究了固体微粒气溶胶灭火剂的热分解过程，探讨了灭火剂中氧化剂含量、氧化 剂种类、燃烧剂含量和药柱密度对燃烧性能的影响。气溶胶固体微粒粒度分布、气体成分和固体微粒的化学组成分析结 果表明，固体微粒气溶胶灭火剂形成的气溶胶产物有良好的抑制火焰的性能。 关键词:固体微粒气溶胶;灭火剂;热分解;燃烧性能;产物分析 2.3 灭火性能与燃烧性能测试 1 引言 灭火测试是在一个相对密闭的铁皮箱(边长 1m 固体微粒气溶胶灭火剂是指利用烟火技术产生微 的立方体)中进行的。铁皮箱中放置三处火源，其中两 米级固体微粒气溶胶(PyrotechnicallyGenerated 处分别放置于铁皮箱内底板的两个角落，另一处火源 Aerosols，简写为PGAs)抑制火焰的灭火剂C[11，这是一 位于距铁皮箱底板50cm高的另一角落处。在记录各 类正在被开发和应用的哈龙灭火剂替代物L2-11oPGAs 处火源熄灭时间的同时，记录药柱的燃烧时间。 灭火剂具有灭火效力高、无毒、臭氧耗损潜能值 2.4 气溶胶粒度分布测试 ODP)为。、全球变暖潜能值(GWP)为。、不导电和 测试在1.6mX1.6mX1.6m的烟箱中进行。测 储存周期长的特点。PGAs灭火装置的容积效率在各 试使用的装置和器材有碰撞式多级采样器、特制空气 种哈龙替代物中最高，初始成本和使用周期造价最 过滤纸(空气透过率不小于99.999900)、抽气泵和十 低[51。但目前尚未见国际上有对固体微粒气溶胶灭火 万分之一称量天平。 剂热分解过程和燃烧特性的研究报道，而研究灭火剂 2.5 气体成分分析 的分解燃烧特性和燃烧产物成分，对于为固体微粒气 气体取样采用密闭爆发器取样和烟箱取样两种方 溶胶灭火剂的改性提供理论依据、扩大使用范围是非 法。使用日本岛津热导检测仪(分析一氧化碳、二氧化 常重要的。本文以北京理工大学研制的固体微粒气溶 碳和烃类)、日本岛津火焰离子化检测仪(分析氧气和 胶灭火剂(代号EBM)为对象，研究其热分解和燃烧性 氮气)和美国热电子公司生产的42C型NO-NO2-NO. 食匕。 化学发光仪(分析氮氧化物)分析气体成分。 2 实验 3 EBM灭火剂热分解的原位红外分析 2.1 试剂 根据已完成的热重分析[6.7〕可知，EBM灭火剂在 EBM灭火剂性能测试所使用的试剂如表 1所示。 温度上升至450C时，共失重42.6510o。其分解过程 表1试剂名称与等级 有 四个失重阶段:第一个失重段 序号 试剂名称 分子式 分子量 试剂等级 产地 (100.12-152.48C)为水的汽化;第 1 EBM灭火剂 山西安华灭火器材有限责任公司 二个失重段 (196.03~250.65C)对 2 EBM燃烧剂组分 北京理工大学 应于灭火剂中燃烧剂组分ACN的失 3 硝酸钾 KN03 101.10 优级纯 上海化工专科学校实验工厂 重;第 三 个 失 重 段 (250.65 4 高氯酸钾 KC104 138.55 分析纯 北京南尚乐化工厂 354.35C)主要是燃烧剂组分BCN的 2.2 原位红外分析