滅火劑分類與發展研究

李偉國 肖 軍，2 蘇 龍 秦普豐 湯 浩＊

(1．湖南農業大學資源環境學院，湖南長沙 410128;2．中國人民武裝警察部隊衡陽市消防支隊，湖南衡陽 421000)

1 概述

隨著我國經濟社會的快速增長，火災日益頻發，如何有效地防止和控制火災，已成為重要的研究議題。國內外常用的滅火劑有水系滅火劑、泡沫滅火劑、干粉滅火劑、氣體滅火劑等。水系滅火劑是應用最為廣泛的滅火劑，其主要用于撲救A，B類火災。泡沫滅火劑是水和化學物質按比例混合后與空氣接觸產生泡沫達到滅火目的的滅火劑。干粉滅火劑是微細干燥的固體粉末，儲存于滅火器中，借助滅火器的壓力噴出，主要用于撲救A，B，C，D類火災。二氧化碳氣體滅火劑利用被液化的二氧化碳與火焰接觸吸收大量熱量，使火焰窒息冷卻下來達到滅火的目的。可用于撲救A，B，C類火災，適用于撲救那些容易被水泡沫污染設備的火災。隨著人類對滅火要求的不斷提高，現有滅火劑逐漸不能滿足當前的實際需要，世界各國都在加緊研究效率高，適用范圍廣，性能完善，無毒環保，成本低廉的新型滅火劑及新型滅火方法。

2 滅火劑的種類、性能特點及應用

2．1 水系滅火劑

水系滅火劑以水為主要成分，通過向水中添加一些化學試劑或者通過改變水的物理性能來起到增強滅火的作用。

對于添加試劑組成的滅火器，包括加入堿金屬鹽或有機金屬鹽的強化水滅火劑;添加乳化劑與水混合后以霧狀噴射的乳化水滅火劑;添加少量表面活性劑，提高水的潤濕能力的濕潤水滅火劑;在水中加入無機鹽或者多元醇等抗凍劑的抗凍水滅火劑;在水中添加增稠劑，提高水粘度的粘性水滅火劑;添加減阻劑，減少水在水帶輸送過程中的阻力，提高輸水距離和射程的流動的改進水滅火劑［1］;以無機硅膠材料為基料，與促凝劑、阻化劑和水混合，通過化學反應生成硅凝膠的無機水膠體滅火劑［2］;以及由我國研究的具有提高水的潤濕性、阻燃性、吸熱冷卻性及發泡窒息性等多重功效的SD——系列水系滅火劑［3］。

另外通過改變水的物理性能，來起到增強滅火的作用，如細水霧及超細水霧滅火技術，對固體火災具有較強的撲滅能力。其工作機理是使用經過特殊處理的噴嘴，使水成為粒徑一般在40μm～200μm范圍內的細水霧。其比表面積遠遠大于一般水滴，能增大水和火焰的接觸面積，冷卻效果好，且可以射入火區深部，滅火效果十分顯著［4］。

2．2 泡沫滅火劑

2．2．1 蛋白型泡沫滅火劑

由于蛋白泡沫滅火劑成本低，易于生產，具備可靠性大、生物降解性好等優良的性能，在我國得到了廣泛的應用。普通蛋白泡沫滅火劑以蛋白質(以動物蛋白質為主)的水解濃縮液為基料，加入各種添加劑后的泡沫液體滅火劑。李亞東等將活性污泥水解制備水解蛋白質，既防止了活性污泥的污染，同時節約制備成本［5］。韓寶玲等通過在普通蛋白泡沫中加入一定量的石墨或膨脹石墨，提高了泡沫的發泡率與穩定性以及耐熱性能，并具有一定的環保性［6］。氟蛋白泡沫滅火劑則是在蛋白泡沫原液中加入氟碳與其他表面活性劑制成的。由于氟碳表面活性劑的作用使其易于流動，發泡性好，疏油能力強及與干粉相容性好，其滅火效率較普通蛋白泡沫滅火劑要顯著提高。

2．2．2 合成泡沫滅火劑

1)水成膜泡沫滅火劑。

其滅火時能在可燃物表面形成一層防護膜，在泡沫和膜的共同作用下，使封閉性和抗復燃能力都很強，使得火焰熄滅速度大大加快［7，8］。

2)A類泡沫滅火劑。

具有滅火效能高、性能穩定等特點，其主要成分是阻燃劑、發泡劑、滲透劑等多種物質，是一種集強化水、一般泡沫滅火劑的優點于一體的滅火劑［9］。

3)抗溶性泡沫滅火劑。

一種撲救液體火災的泡沫滅火劑。現在主要是以水解蛋白或合成表面活性劑為發泡劑，添加海藻酸鹽類天然高分子化合物而制成的高分子型抗溶性泡沫滅火劑;由氟碳表面活性劑、碳氫表面活性劑和觸變性多糖制成的凝膠型抗溶泡沫滅火劑;以蛋白泡沫液添加特制的氟碳表面活性劑和多種金屬鹽制成的氟蛋白抗溶性泡沫滅火劑;以聚硅氧烷表面活性劑為基料制成的抗溶性泡沫滅火劑［10］。

2．3 干粉滅火劑

干粉滅火劑是一種干燥、易于流動的微粒粉末，主要由滅火的基料加上防潮劑、防結塊劑、流動促進劑等組成。干粉滅火劑具有滅火效率高、成本低廉和不污染環境等優點，其既具有化學滅火劑的作用，又具有物理抑制劑的特點，依據其應用范圍可將其劃分為三類［11］，ABC類(如磷酸銨鹽干粉滅火劑);BC類(如碳酸氫鹽類、硫酸鹽類干粉滅火劑等);D類(如石墨干粉滅火劑)。干粉滅火劑兼具化學滅火劑及物理抑制劑的特點。

2．4 氣體滅火劑

1)二氧化碳滅火劑。

由于二氧化碳具有密度較高，性質穩定，且易于液化，便于儲存等特點成為最先使用的氣體滅火劑，其主要是靠窒息作用和部分冷卻作用來進行滅火的。

2)鹵代烷滅火劑。

鹵代烷滅火劑是指將烷分子中的氫原子被一個或多個鹵素原子所代替而構成的烷基化合物，具有滅火性能穩定，效率高，不會污染火場設備等特點。但是鹵代烷會破壞臭氧層，對人類的生存環境造成破壞，威脅人類健康［12］。目前，鹵代烷滅火劑已經在世界各國停止使用。

3)氣溶膠滅火劑。

氣溶膠滅火劑是由氧化劑、還原劑及粘合物結合成的固體狀態化學物質，屬于煙火型滅火技術，它能形成高分散度、高濃度的氣溶膠，均勻持久分布在火場中快速抑制火災［13］。

4)惰性氣體滅火劑。

惰性氣體滅火劑在本質上是一種物理方式滅火，由于惰性氣體的性質穩定，不會污染環境，在高溫下不會參與燃燒且對人畜無害。

3 發展方向

水是使用最廣泛的滅火劑，其來源廣泛，成本較低，但由于水與一些物質的潤濕性較差，火場停留時間短，滅火效率比較低。此外，水在封閉的高溫環境下可能會由于汽化作用產生大量水蒸氣發生爆炸。目前我國水系滅火劑的應用，仍以消防車為主，今后應加強超細水霧滅火系統的研究。泡沫滅火劑低價可靠，但是其仍然依靠物理作用滅火，滅火效能較低。今后應注重其滅火效率的提高和應用范圍的擴大。干粉滅火劑效率高，滅火速度快，但是其容易引起復燃，且對人畜有強烈窒息作用，危害火場人畜安全。今后應朝著降低干粉滅火濃度，減少其火場停留時間，防止復燃的方向發展。二氧化碳有易于液化，容易制備，成本較低，對現場環境污染較小，滅火后不留痕跡及損壞火場設備的優點。但儲存成本過高，滅火濃度大，今后要朝著降低其滅火濃度，節約儲存成本的方向發展。現在市面上的滅火劑都存在各種各樣的缺陷，社會對新一代滅火劑的要求越來越高。因此，環保高效、適用范圍廣的新型滅火劑將是研究發展的新方向。

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［3］ 付玉祥，陳映雄，李文達．SD水系滅火劑在推車式滅火器的應用研究［J］．廣大公安科技，2000(1):42-44．

［4］ 劉江虹，廖光煊，厲培德，等．細水霧滅火技術研究與進展［J］．科學通報，2003，48(8):761-766．

［5］ 李亞東，李海波．利用剩余活性污泥水解蛋白質制備蛋白質泡沫滅火劑的研究［J］．湖北大學學報(自然科學版)，2005(1):91-93．

［6］ 韓寶玲，姜雪潔，毛 婷，等．針對油類火災的新型滅火劑性能研究［J］．廊坊師范學院學報(自然科學版)，2012，12(1):47-53．

［7］ 肖進新，雷 蕾，高 展，等．水成膜泡沫滅火劑標準GB 17427-1998的研究［J］．安全與環境學報，2007，7(1):126-129．

［8］ 肖進新，姚 軍，高 展．碳氟表面活性劑與水成膜泡沫滅火劑［J］．化學研究與應用，2002，14(4):391-393．

［9］ 傅學成，陳 濤，包志明，等．A類泡沫滅火劑的潤濕性能研究［J］．消防科學與技術，2010，29(2):131-134．

［10］ Williams D．Extinguishing Ethanol Fires:Practice Nee-ded for Proficiency［J］．Fire Engineering，2007(11):76．

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