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粒度分布对干粉灭火剂性能的影响
2015年05月07日 发布 分类:粉体加工技术 点击量:2924
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灭火器是一种常备消防安全器材。日常生活中最常用的手持式灭火器有泡沫灭火器和干粉灭火器。干粉灭火器可用于应对一般性火灾,还可扑灭油气、电子线路短路等造成的火灾,因此在普通企业、家庭及交通工具等场所应用日益普及。 干粉灭火器是利用二氧化碳气体或氮气气体作动力,将筒内的干粉喷出灭火的。干粉灭火剂是一种干燥的、易于流动的微细固体粉末,由能灭火的基料和防潮剂、流动促进剂、结块防止剂等添加剂组成。本文将向读者介绍干粉灭火剂的组成成分及粒度分布对其灭火性能的影响。

 

一、普通干粉灭火剂

普通干粉灭火剂主要由活性灭火组分、疏水成分、惰性填料组成,疏水成分主要有硅油和疏水白炭黑,惰性填料种类繁多,主要起防振实、结块,改善干粉运动性能,催化干粉硅油聚合以及改善与泡沫灭火剂的共容等作用。这类普通干粉灭火剂目前在国内外已经获得很普遍应用。灭火组分是干粉灭火剂的核心,能够起到灭火作用的物质主要有:K2CO3KHCO3Na2CO3 等。每种灭火粒子都存在一上限临界粒径,小于临界粒径的粒子全部起灭火作用,大于临界粒径的粒子灭火效能急剧降低。普通干粉灭火剂粒度在10~75 μ之间,这种粒子弥散性较差,比表面积相对较小。因此,定量干粉所具有的总比表面积小,单个粒子质量较大,沉降速度较快,受热时分解速度慢,导致其捕捉自由基的能力较小,故灭火能力受到限制,一定程度上限制了干粉灭火剂使用范围。

 

二、超细干粉灭火剂

超细灭火粒子由于粉体的比表面积大,活性高,能在空气中悬浮数分钟,形成相对稳定的气溶胶,所以,不仅灭火效能很高,且使用方法也完全不同于一般传统干粉灭火剂,它类似卤代烷淹灭式灭火。当超细干粉灭火剂粒径小于临界粒径时,灭火剂粒子全部起灭火作用,干粉灭火效能大大提高,用量明显减少。将灭火剂粒径减少至5μm,甚至0.5μm时,灭火效能急剧上升,灭火效能是常规灭火剂能力几十倍,用量也仅为其百分之几。例如,KHCO3气溶胶灭火浓度仅为1301卤代烷的2.0%,灭火效能却相当于它的50 倍,且灭火后沉积物不明显,对火场造成污染很少。气溶胶灭火剂粒径要求小于<5μm,最好低于0.5μm,气溶胶目前已经成为独立的新的研究领域。

 

超细干粉灭火剂组成成

超细干粉灭火剂主要由活性灭火分子、粉碎助剂组分、疏水组分、惰性填料组分等组成。灭火组分是超细粉体灭火剂的核心,其他组分均围绕这个核心而发挥作用。 

 

A、灭火组分。目前国内已生产的产品中能够起到灭火作用的物质主要有:磷酸氨盐、碳酸氢钠、氯化钠、氯化钾等。灭火组分含量在灭火中起决定作用,含量不能太少。磷酸二氢氨含量≥75%,碳酸氢钠含量≥82%

B、粉碎助剂。在超细粉体的加工中,加入粉碎助剂组分,可以控制粉碎的极限,延缓粉碎的平衡,提高粉碎的细度。

C、疏水组分。超细粉体由于有很强的吸附性,可以从大气中吸收水蒸气。在超细粉体灭火剂中加入疏水组分,能有效的保持灭火剂的斥水性能,控制超细粉体灭火剂在有效使用期内的吸收水蒸气的量。防止灭火剂结块,保持灭火剂良好的流动性和其它的使用性能。

D、惰性填加组分。超细粉体中的惰性填加组分主要起如下作用:1.防振实结块;2.提高超细粉体的性能;3.控制超细粉体的松密度。松密度在超细粉体中是一个重要参数。

 

三、干粉灭火剂粒度分布检测

干粉灭火剂的技术进步较快,但是相应的国家标准的更新推广却并未跟上。目前不少企业还在沿用筛分法来进行干粉灭火剂的粒度分布检测。筛分法在应对临界粒径较大的普通干粉灭火剂粒度检测时,还基本能够胜任。但是显而易见的是检测精度及操作便利性存在较大问题。当筛分法面对的是超细干粉灭火剂时,由于其固有的不足之处,完全无法满足检测需求。此时,最普及的粒度检测设备——激光粒度仪登场了。激光粒度仪具有量程大、检测精度高、操作简便易维护等诸多优点。应对干粉灭火剂的粒度检测是完全胜任的。

 

激光粒度仪根据分散介质不同可分为干法激光粒度仪和湿法激光粒度仪。干法激光粒度仪使用高压空气分散粉体进行粒度检测,其分散方法跟干粉灭火剂的使用方法及使用环境近似,故从纯技术角度考虑优先推荐使用干法激光粒度仪进行干粉灭火剂的粒度检测。但是由于干法激光粒度仪结构复杂,制造成本较高,导致仪器性价比受到限制。湿法激光粒度仪使用液体分散粉体(多数情况下使用的是纯净水),从技术上说用于干粉灭火剂测量也是完全可行的。但是需要注意的一点是灭火剂通常都有疏水组分,会在水面漂浮不易分散,测试时需要使用表面活性剂协助分散粉体。湿法激光粒度仪结构相对简单,仪器性价比高,虽然在分散样品时需要做些简单的技术处理,但仍然不失为当前性价比最高的干粉灭火剂粒度检测设备。当前国内有技术能力开发超细干粉灭火剂的企业数量并不是很多,这些企业基本没有例外的都配置了激光粒度仪用以控制产品粒度分布。相信在不久的将来,随着超细干粉灭火剂的应用普及,激光粒度仪将会是干粉灭火剂企业标配检测设备。

 

超细干粉灭火剂可以充装目前通常使用的手提式灭火器、推车式灭火器、悬挂式灭火装置、柜式灭火装置和管网灭火系统,广泛应用于工业和民用建筑以及生产和储存场所中扑灭ABCE类火灾。该灭火剂既可以全淹没应用灭火,又可以局部保护应用灭火,其灭火速率是水系列灭火剂的40倍以上。随着人们生产和生活日趋现代化,火灾所造成的损失也逐渐成为各种自然灾害之首,因而消防也越来越重要。目前全国消防产品市场容量每年还以10%-15%的速度增长,市场前景广阔。


(粉体圈 作者:梧桐)


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