壹.基本概念
1，固體顆粒氣溶膠滅火劑-PGAS(煙火產生的氣溶膠)。
2.氣溶膠是液體或固體顆粒懸浮在氣體分散介質中形成的壹種溶膠。
3.氣溶膠滅火劑可分為兩種:壹種是氣溶膠滅火劑釋放前，氣體分散介質和被分散介質穩定存在，氣溶膠滅火劑釋放是氣體分散液體或固體滅火劑形成氣溶膠的過程；另壹種是氣溶膠滅火劑的釋放經過燃燒反應，反應產物既有固體又有氣體，氣體分散固體顆粒形成氣溶膠，也可稱為氣溶膠發生器。
4.根據氣溶膠產生時的溫度，可分為冷氣溶膠和熱氣溶膠。當反應溫度大於300℃時(？)稱為熱氣溶膠，而它是冷氣溶膠。
5.氣溶膠發生器是壹種含能材料，屬於煙火藥劑的壹種。炸藥可分為三類:炸藥、火藥和煙火藥。氣霧劑產品的選擇、制造、性能參數、加工工藝都是以煙火技術為指導的。
6.為了降低氣溶膠產生時的溫度，有兩種方法使用冷卻劑。壹種是將冷卻劑均勻地混合在藥物中，稱為內冷；另壹種冷卻方法是將冷卻劑放在氣體發生器的氣體通道中，這種方法可以稱為外部冷卻。
二。滅火機制
1.以金屬K為例，介紹了氣溶膠滅火劑的滅火機理。
(1)吸熱分解對冷卻和滅火的影響。K2O在溫度高於350℃時會分解，K2CO3的熔點為891℃，超過這個溫度就會分解。這些都是強吸熱反應:K2O+C？2K+CO；2K2O+C4K+CO2；
(2)氣相化學抑制。在熱的作用下，氣溶膠中從固體顆粒中解離出來的K可能以蒸氣或陽離子的形式存在，在瞬間可能與燃燒中的活性基團H、OH、O發生多次鏈式反應。:K+哦？KOHK+O？KO；KOH+OH？KO+H2O；KOH+H？k+H2O消耗活性基團，抑制活性基團H、OH、O之間的放熱反應，從而抑制燃燒反應。
(3)固體顆粒表面對鏈式反應的抑制(固相化學抑制)。氣溶膠中的固體顆粒極其微小，具有很大的表面積和表面能。它們在火中受熱熱解需要壹段時間，不能完全熱解或氣化。固體顆粒進入火場後，受到可燃物熱解產物的沖擊。它們的尺寸遠大於活性基團H、OH、o，這些活性基團與固體顆粒表面碰撞，瞬間被吸附，發生化學反應。可能發生以下反應:K2O+2h？2KOHKOH+OH？KO+H2O；KO+H？鳥叫聲
這是為了消耗燃燒活性基團而重復進行的。
2.吸附
產品中的固體顆粒主要是金屬氧化物、碳酸鹽或碳酸氫鹽，大部分小於1？m，占90%以上。氣體主要是氮氣，少量二氧化碳氣體和水蒸氣。
燃燒反應產生的氣溶膠是強放熱反應，會產生氣態金屬鹽。當冷卻凝結時，氣溶膠粒子極其細小，具有非常大的比表面積，因此成為特別優良的滅火劑。其滅火效率是鹵代烷1301的4 ~ 6倍。
3.了解氣溶膠
列舉壹些相關的東西，幫助理解氣溶膠的滅火效果。
1，阻燃
在火藥中加入氯化鉀可以有效減小爆炸火焰的大小。
在軍事應用中，武器發射時應盡量減小火焰，避免暴露其射擊位置。采用爆破采煤的礦井，在瓦斯濃度超過爆炸極限的工作面用含抑焰劑的炸藥爆破，不會引起火災和瓦斯爆炸。
主要是K的作用，捕獲燃燒鏈式反應的自由基，降低爆炸溫度。與氣相中的自由基有效碰撞，吸收能量並使其衰變。
在多相催化中，消焰器晶體表面的原子團表現出很強的不飽和性和吸附性，可以吸附附著在燃氣中的遊離基團上，通過相互作用使其達到穩定狀態。
2、碳酸氫鉀幹粉
它是壹種黑色粉末，由碳酸氫鉀66%，硝酸鉀15.5%，三聚氰胺7.8%，木炭3.75%，硫磺0.9%，滑石粉3.5%，雲母粉1.5%，硬脂酸鎂1.4%組成。其中，硝酸鉀、硫磺和木炭是黑火藥的成分。
幹粉在動力氣體(氮氣或二氧化碳)的推動下噴向燃燒區滅火。鉀鹽在燃燒區高溫分解，起到化學滅火的作用，但幹粉顆粒大，吸附性大大降低，滅火效率壹般。
3.顆粒尺寸的影響
幹粉滅火新機理及配方設計優化是公安部天津消防研究所完成的部級項目。實驗采用不同粒徑的碳酸鉀，以加壓氮氣為動力分散氣體，撲滅0.6立方米實驗容器內的汽油火災。實驗的結論是粒度為20？m以下的幹粉滅火效率較高，當粒徑大於20？滅火效率急劇降低。
俄羅斯人在研究冷氣溶膠時也做了同樣的實驗，也得出了類似的結論。甚至還設計了基於納米技術的氣溶膠超細顆粒工業生產裝置。
四。多種氣溶膠制劑
1.蘇聯60年代中期研制的配方:含氧化劑約35-50%，氧化劑為氯酸鉀、硝酸鉀、硝酸鈉或硝酸銨；含15 ~ 40%的燃料(含氮有機物)可以是雙氰胺、硝基胍或尿素；約22-35%的銨、鈉、鉀、鈣和鎂的碳酸鹽和艾杜糖醇。
2.美國人發明的滅火劑含有鹵化碳化合物、氧化劑(高氯酸鉀、氯酸鉀、硝酸鉀)、組分分散劑和粘結劑燃料，采用澆鑄凝固成型工藝。
3.俄羅斯配方為硝酸鉀61.2%，鐵氰化鉀4.8%，二苯胺0.5%，碳8.4%，潤滑油0.5%，氟塑料1.5%，硬脂酸鈉0.1%，增塑硝化棉23.0%等。滅火效率較高(約20。
4.另壹種俄羅斯配方可以澆鑄壓制成型，以高氯酸鉀10%，硝酸鉀60%，* * *為氧化劑，環氧樹脂+硬石膏29.95%，碳0.025%，磺化蓖麻油酸鹽0.025%等。
5.德國專利中公開的組分是硝酸鉀56-63%，線性酚醛樹脂12.5-15%，堿式碳酸鎂23-29%，加工助劑1.5%(加工助劑可以是氟塑料、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、硬脂酸鎂等。)，可以壓制成型。
6.加拿大專利包含40-70%的硝酸鉀，5-15%的碳和增塑硝化纖維素作為燃燒粘合劑。另壹項專利也是利用含氧固體燃料燃燒產生的氣溶膠來滅火。
7.日本專利JP03 03，126，472在氣溶膠滅火器中使用推進劑組分來驅動八氟戊烷和二氟乙烷的混合物。
8.熱原滅火劑:固體成分化學成分:硝酸鉀62.3%，硝化纖維素22.4%，碳9%，工藝混合物6.3%。
動詞 （verb的縮寫）氣溶膠滅火劑的應用
1.莫斯科化學力學研究所的自動事故預防裝置“Karpas”和小型滅火器“Mangust”。自動事故預防裝置“Karpas”主要消除煤礦中的瓦斯和粉塵混合物的爆炸。壹旦探測到火災，電啟動裝置會立即動作；卡帕斯可以撲滅甲烷-空氣混合氣體的爆燃，火焰前鋒速度為320米/秒..“Mangoste”滅火器只有1.5Kg，放在汽車的機艙裏，用來撲滅汽油火災。
2.國內消防專業期刊上有壹些關於氣溶膠的文章，講的是俄羅斯的“Gabal”裝置，它產生的氣溶膠可以撲滅各種火災，包括陰燃物質火災；而氣溶膠的溫度不超過60℃。
3.俄羅斯的“Gabal”裝置充有TTK，燃燒溫度為1500℃。采取技術措施解決氣溶膠溫度高和明火問題；
(1)向氣溶膠流中加入液體冷卻劑的方法，向噴射器加水，成功保護了10 ~ 1000立方米的石油產品儲罐和液化氣儲罐，噴射器出口氣溶膠溫度低於60℃，明火完全消除。該裝置可保護5000立方米的儲罐。
(2)氣溶膠鼓泡通過液體層。產生的氣溶膠從儲罐底部進入，穿過液體撲滅液面上的火，適用於小容量儲罐。
(3)使用燒蝕材料吸收熱量。制作了壹個特殊的發生器，用薄鋼板制成壹個圓柱形容器，容器內按壹定比例充入TTK劑和冷卻劑。
不及物動詞氣溶膠滅火劑的研究與發展方向
1.氣溶膠是壹種含能物質，在釋放過程中需要發生燃燒反應，會產生高溫火焰。降低反應溫度可以使氣溶膠滅火劑得到更廣泛的應用。上面提到的壹些滅火劑配方已經考慮了降低火焰溫度的問題。
2.2的公式。TTK在不斷改進，最新的TTK8顆粒可以有效地撲滅木材火災。
3.近年來，美國陸海空三軍和Spectronix有限公司壹直在進行氣溶膠研究，並開發出SFE/EMAA滅火劑。最初，SFE有三種配方:A、B和C，最近出現了D配方，可以撲滅A級深層火。
七。國外氣溶膠防火產品
1.從前蘇聯軍事技術發展而來的氣溶膠滅火技術已有25年以上的歷史，在俄羅斯已形成系列產品，廣泛應用於各地滅火。
2.保護相對封閉的空間如船艙、倉庫和機艙、石油化工產品儲罐、船舶、飛機、汽車、內燃機車、電纜溝、電纜井、管道夾層等封閉半封閉空間。氣溶膠滅火劑也用於露天場所。
3.它可以用在各種消防設備上:手持式滅火器；手拋式滅火器，點燃後投入火場；車載彈丸，由消防車上的專用工具拋入火場；車載發射裝置和火箭布雷車壹樣，攜帶發射裝置，可以發射滅火彈到1500m的距離。俄羅斯哈爾科夫市莫羅佐夫機械制造設計局研制成功UPG-92滅火推進裝置。滅火裝置安裝在壹輛由馬裏舍夫工業公司制造的戰鬥坦克上，戰鬥武器換成了5個齊射炮管，每個炮管裝有200公斤的特種粉末(氣溶膠滅火劑)。1噸的火藥齊射可以覆蓋整個火區並撲滅大火。這種前戰鬥武器具有可靠的三防功能(防火、防輻射、防化學武器)，因此可以進入火力區中心50米。這種滅火裝置用於撲滅石油和天然氣火災，可以在幾秒鐘內撲滅100平方米的大火。
4.安裝氣溶膠滅火系統的國際工業設施包括:核電站控制室、軍事設施、船舶機艙、電信/電子設備室和飛機機艙。
綜合評估
壹、鹵代烷滅火劑替代品的選擇
1.目前我國使用的鹵代烷滅火劑替代品主要有:FM200、“替代品”、二氧化碳、煙霧燃盡、細水霧、氣溶膠。
2.以前人們推崇1301，自然會拿來比較。潔凈氣體滅火劑可從10方面進行比較。
(1)釋放過程對保護對象無損傷(清潔)；
(2)臭氧消耗潛能值很小，為零；
(3)良好的滅火效率；
(4)低毒性或無毒；
(5)該組合物在大氣中具有短的保存期限(ALT );
(6)溫室效應潛值(GWP)很小或不存在；
(7)良好的氣相電絕緣性；
(8)良好的儲存性和穩定性；
(9)申請量對1301的容積率小；
(10)經濟上合理且可接受的市場價格。
二，分項工程評價
1.FM200
(1)FM200滅火系統在設備、管道和配置上與1301幾乎相同。
(2)雖然FM200的DOP值為0，但GWP為2900，大氣滯留時間為31年。美國、英國等國已將HFC納入控制使用計劃，因此不適合考慮作為長期替代品。
(FM200的毒性和致癌性在國際學術界存在爭議。
(4)FM200在滅火時會分解氫氟酸，產生的酸性氣體量是1的8 ~ 13010倍。實際產生的酸性氣體量約為300ppm，遠遠大於短時間接觸50ppm氫氟酸的危險濃度國際標準。
(5)5)FM 200的價格比1301高出30%。
2.“特碘代”
“替代”滅火劑的最小設計濃度為21.4倍NOAEL(未觀察到不良反應時的濃度)，因此無法對人員密集場所實施消防。
3.二氧化碳
(1)申請量相對容積率過高。滅火最低設計濃度34.0%，使用量大。
(2)最小滅火設計濃度超過人的致死濃度，非常危險。
(3)高壓二氧化碳容器壓力高，灌裝密度為60-68%。滅火劑釋放時，容易對圍護結構和被保護對象造成損害。
(4)不能用來撲滅帶電物體的火。
(5)低壓系統日常維護復雜。
燃盡煙霧
(1)煙草品牌化是因環境因素而滿分的“綠色”介質，無毒無害。
(2)應用量的相對體積比過高。滅火最低設計濃度37.5%，使用量大。
(3)容器的壓力高達15Mpa。滅火劑釋放時，容易對圍護結構和被保護對象造成損害。
(4)貴。
5.水霧
(1)系統很復雜，需要特殊的高壓水霧噴嘴。
(2)適用範圍小，僅限於個別場合的預動作系統。只能采用定向噴射，不能用於全方位、全充滿式滅火。
(3)應用案例少，認知不足，技術應用困難。1997年《高層民用建築設計防火規範》(GB50045)第7.6.6條規定，燃油、燃氣鍋爐房和自備發電機房應設置水噴霧滅火系統。但《水噴霧滅火系統設計規範》(GB50219-95)中沒有相應的規定，給設計帶來了困難。據調查，燃油、燃氣鍋爐房和自備發電機房采用的滅火系統有:輕水(低功率)泡沫滅火系統在上海等地多采用；然而，氣體滅火系統在中國大部分地區廣泛使用，如北京和廣州。
6 .氣溶膠
(1)氣溶膠滅火劑是依靠自身燃燒反應產生的氣溶膠來滅火的。
(2)氣溶膠氣溶膠滅火產品系統簡單、價格低廉、無腐蝕、無汙染、無毒無害、不損耗臭氧層、殘留少、高速高效、全淹沒、全方位滅火，是理想的哈龍替代品，具有良好的市場前景。
(3)便攜性、可用性、健壯性、可靠性和低成本。
(4)氣溶膠釋放後會形成濃煙，能見度小於1米，影響人員逃生(火災能見度
三。氣溶膠滅火劑的研究與發展方向
1.氣溶膠是壹種含能物質，在釋放過程中需要發生燃燒反應，會產生高溫火焰。降低反應溫度可以使氣溶膠滅火劑得到更廣泛的應用。上面提到的壹些滅火劑配方已經考慮了降低火焰溫度的問題。
2.2的公式。TTK在不斷改進，最新的TTK8顆粒可以有效地撲滅木材火災。
3.國外對冷氣溶膠做了大量的研究工作，對冷氣溶膠的制備、貯存和使用也做了許多探索。
4.近年來，美國陸海空三軍和Spectronix有限公司壹直在進行氣溶膠研究，並開發出SFE/EMAA滅火劑。最初，SFE有三種配方:A、B和C，最近出現了D配方，可以撲滅A級深層火。
四。氣溶膠應用中的熱點問題
遇到的問題:火焰噴塗、表面加熱、氣溶膠的腐蝕性、有毒氣體的產生、氣溶膠的浮力、使用者的感受。
1.不是幹凈的滅火劑。
(1)FM200噴射降低了噴嘴處的環境溫度，並將空氣中的水分凝結成細水霧。在滅火過程中，FM200會分解氫氟酸，產生的酸性氣體量是1的8 ~ 13010倍，實際產生的酸性氣體量約為300ppm。酸性物質比堿性物質危害更大；氫氟酸雖然是弱酸性，但具有特定的腐蝕性，對特定的物體會造成很大的傷害。
(2)高低壓二氧化碳噴射大大降低了環境溫度，將空氣中的水分凝結成極濃的水霧。二氧化碳，也就是碳酸，溶於水，足以損壞磁介質。
(3)常用的氣溶膠是懸浮在空氣中的固體顆粒形成的壹種溶膠。產品中大部分固體顆粒小於1？m，占90%以上。這些微塵是電中性的，很容易清除。殘留細粉塵中所含的金屬氧化物、碳酸鹽或碳酸氫鹽，遇濕呈弱堿性，只會對特定設備造成壹定危害。
2.腐蝕性和毒性氣霧劑配方中考慮了酸堿平衡和安全性，可儲存十年。氣霧劑配方自帶氧化劑，設計為氧平衡，不會有腐蝕性；反應不依賴於空氣中氧氣的消耗，空氣中氧氣濃度不變，對人無害。
3.產生高溫會造成二次危害。氣溶膠產生的高溫可以用幾種方法控制:
(1)延長反應時間以均勻放熱。氣溶膠現行國家標準反應時間定為150s，大大降低了氣溶膠釋放時的溫度。
(2)調整氣霧劑配方，降低反應熱。
(3)采取隔熱措施，控制滅火器表面溫度不超過80℃。避免造成傷害。
(4)采用內外冷卻技術措施，如俄羅斯的“Gabal”裝置。
4.釋放時有明火，不適合易燃易爆場所。由於氣溶膠中含有抑焰劑，可以有效減小爆炸火焰的大小。易燃易爆危險場所可燃物質濃度超過爆炸極限時，燃燒的氣溶膠顆粒不會引起火災爆炸。氣溶膠滅火設備中的電子點火裝置應特別加以保護，以防止點火時明火溢出。不會點燃危險品。特殊的氣溶膠滅火設備可用於保護易燃易爆場所，如莫斯科化學力學研究所的自動事故預防裝置“卡帕斯”。
5.釋放後能見度差。氣溶膠釋放後有煙霧，影響人員逃生。這是氣溶膠滅火劑的最大缺陷。
6.不能撲滅A類陰燃火水是壹種冷卻型滅火劑，可用於各種火災(利用自身吸收顯熱和潛熱的能力冷卻燃燒)。氣溶膠和氣體滅火沒有冷卻效果，撲滅A類陰燃火的能力差。不斷改進氣霧劑配方，最新的TTK8顆粒，美國SFE的D配方，可以撲滅木材火災。
7.氣溶膠滅火系統只適用於小型系統，不同於氣體滅火中的預制滅火裝置。氣溶膠滅火裝置組成簡單，可靠性高，可購買滿足更大保護區域的要求。
8.氣溶膠釋放後，不具備聯合分配能力，不宜通過長管道輸送。氣溶膠粒子極其細小，比表面積非常大，吸附性很強。因此，管道運輸和氣溶膠的聯合分配會造成很大的損失，因此不適合應用。氣溶膠滅火系統組成簡單，價格低廉，不需要考慮聯合分布。
9.可以實現冷氣溶膠的實驗裝置與幹粉滅火器類似，區別在於粒徑大小。工業上可以制造非常細小的顆粒，但顆粒之間的強吸附會使它們粘在壹起，無法儲存。
10.最大的困難是氣溶膠不能用於便攜式電器時產生的壓力和高熱，但實驗證明是可以實現的。
動詞 （verb的縮寫）結論
氣體滅火昂貴且復雜，其替代品也有各自的弱點。
氣溶膠滅火產品具有滅火效率高、系統簡單、價格低廉、無毒無害、不損耗臭氧層、殘留少等優點，是優良的哈龍替代品，具有良好的市場前景。但仍有壹些工作要做。
(1)適應新標準，要充分利用新標準寬松的技術要求。
新標準的要求太低，無法體現氣霧劑的優越性。比如註射時間長達150s，用量高達200g/m3，殘留多。
(2)突破舊標準
氣體滅火用了很久，標準很完善；新氣霧劑產品的推出，必然會受制於傳統的氣體消防理念。現在市場上的氣霧劑產品都是根據氣體消防中預制式消防系統的概念開發的。保護面積不大，單次滅火面積不大100m2。因此，二氧化碳被用於更大的系統中。
(3)充分發揮氣霧劑的技術優勢。
氣溶膠滅火產品具有滅火效率高、系統簡單、價格低廉、無毒無害、不損耗臭氧層、殘留少等優點。充分發揮氣溶膠技術的優勢。