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潔凈高效氣體滅火技術(shù)原理及應(yīng)用 版權(quán)信息
- ISBN：9787030732101
- 條形碼：9787030732101 ; 978-7-03-073210-1
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
潔凈高效氣體滅火技術(shù)原理及應(yīng)用 本書特色
這是系列叢書清潔高效滅火技術(shù)的一本，是對我國滅火劑研究的很好總結(jié)
潔凈高效氣體滅火技術(shù)原理及應(yīng)用 內(nèi)容簡介
新一代環(huán)境友好、高效滅火技術(shù)的國際發(fā)展趨勢；環(huán)境友好、高效BP氣體滅火介質(zhì)以及NOVEC1230氣體滅火介質(zhì)、混合氣體滅火介質(zhì)的制備、特性表征；滅火機理與滅火效率模型構(gòu)建；滅火有效性模擬實驗與計算機模擬數(shù)值實驗的典型研究結(jié)果及規(guī)律的描述，在航空航天、新能源汽車、水上與其它陸路交通、信息裝備、公共建筑、工業(yè)裝備保護(hù)以及重要工程領(lǐng)域的應(yīng)用介紹，等等。
潔凈高效氣體滅火技術(shù)原理及應(yīng)用 目錄
目錄
叢書序
前言
第1章 緒論 1
1.1 哈龍滅火劑 1
1.2 哈龍滅火劑的淘汰歷程 3
1.2.1 哈龍滅火劑對臭氧層的破壞 3
1.2.2 哈龍滅火劑的淘汰計劃 4
1.3 天然類惰性氣體滅火劑 6
1.3.1 氮氣 6
1.3.2 二氧化碳 7
1.3.3 IG-541 7
1.4 合成類化學(xué)氣體滅火劑 8
1.4.1 氫氯氟烴類(HCFCs)化學(xué)氣體滅火劑 9
1.4.2 氫氟烷烴類(HFCs)化學(xué)氣體滅火劑 10
1.4.3 易降解化學(xué)氣體滅火劑 12
參考文獻(xiàn) 14
第2章 化學(xué)氣體滅火劑主要性能評價指標(biāo) 16
2.1 滅火性能的主要表征指標(biāo) 16
2.1.1 *低滅火濃度 16
2.1.2 惰化濃度 16
2.1.3 層流火焰速度 17
2.1.4 絕熱燃燒溫度 17
2.1.5 協(xié)同滅火因子 18
2.2 環(huán)保性能的主要表征指標(biāo) 18
2.2.1 臭氧消耗潛能(ODP)值 18
2.2.2 全球變暖潛能(GWP)值 18
2.2.3 大氣壽命(ALT)值 19
2.3 毒理性能的主要評價指標(biāo) 19
2.3.1 自然毒性 19
2.3.2 火場毒性 20
2.3.3 *小可見損害作用水平 20
2.3.4 無可見有害作用水平 20
2.3.5 半數(shù)致死濃度與半數(shù)致死劑量 20
2.4 穩(wěn)定性能的主要評價指標(biāo) 20
2.4.1 對金屬的腐蝕性 21
2.4.2 與彈性密封材料的相容性 23
2.4.3 存儲特性 23
2.5 輸運性能的主要評價指標(biāo) 24
2.6 其他性能評價指標(biāo) 25
2.6.1 導(dǎo)電性 25
2.6.2 殘留量 25
2.7 理想化學(xué)氣體滅火劑的性能指標(biāo) 26
2.7.1 理想化學(xué)氣體滅火劑應(yīng)滿足的指標(biāo)要求 26
2.7.2 化學(xué)氣體滅火劑的可能發(fā)展方向 31
參考文獻(xiàn) 33
第3章 化學(xué)氣體滅火劑滅火性能與機理的研究方法 35
3.1 化學(xué)氣體滅火劑滅火性能的實驗測量方法 35
3.1.1 杯式燃燒器測量滅火濃度 35
3.1.2 球形容器測量惰化濃度 42
3.1.3 本生燈火焰測量燃燒速度 43
3.1.4 定容燃燒彈測量燃燒速度 45
3.1.5 封閉空間測量滅火有效性 48
3.1.6 飛機貨艙滅火系統(tǒng)*低性能標(biāo)準(zhǔn)測量方法 50
3.2 化學(xué)氣體滅火劑滅火性能的理論預(yù)測方法 57
3.2.1 基于臨界熄滅溫度的滅火濃度預(yù)測模型 57
3.2.2 完全混合攪拌反應(yīng)的滅火濃度預(yù)測模型 63
3.2.3 基于定量構(gòu)效關(guān)系的滅火濃度預(yù)測模型 70
3.2.4 基于基團(tuán)加性法的抑制燃燒性能預(yù)測模型 72
3.3 化學(xué)氣體滅火劑滅火機理的數(shù)值模擬計算方法 76
3.3.1 基于**性原理的計算方法 77
3.3.2 基于氣相化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)的計算方法 80
3.3.3 非穩(wěn)態(tài)點火與燃燒反應(yīng)動力學(xué) 83
參考文獻(xiàn) 86
第4章 氫氟烷烴類化學(xué)氣體滅火劑的滅火性能 90
4.1 七氟丙烷(HFC-227ea)的滅火性能 90
4.1.1 對C類火(氣體火)的滅火性能 91
4.1.2 對B類火(液體火)的滅火性能 92
4.1.3 對A類火(固體火)的滅火性能 93
4.1.4 七氟丙烷的滅火機理 93
4.2 六氟丙烷(HFC-236fa) 98
4.2.1 對C類火(氣體火)的滅火性能 98
4.2.2 對B類火(液體火)的滅火性能 99
4.2.3 對A類火(固體火)的滅火性能 100
4.2.4 六氟丙烷的滅火機理 100
4.3 五氟乙烷(HFC-125) 102
4.3.1 對C類火(氣體火)的滅火性能 102
4.3.2 對B類火(液體火)的滅火性能 104
4.3.3 五氟乙烷的滅火機理 104
4.4 三氟甲烷(HFC-23) 105
4.4.1 對C類火(氣體火)的滅火性能 106
4.4.2 對B類火(液體火)的滅火性能 108
4.4.3 三氟甲烷的滅火機理 108
參考文獻(xiàn) 109
第5章 易降解化學(xué)氣體滅火劑的滅火性能 112
5.1 2-溴-3，3，3-三氟丙烯(2-BTP) 112
5.1.1 對C類火(氣體火)的滅火性能 112
5.1.2 對B類火(液體火)的滅火性能 114
5.1.3 對A類火(固體火)的滅火性能 115
5.1.4 2-BTP的滅火機理 117
5.2 全氟己酮(Novec-1230) 123
5.2.1 對C類火(氣體火)的滅火性能 123
5.2.2 對B類火(液體火)的滅火性能 124
5.2.3 對A類火(固體火)的滅火性能 124
5.2.4 全氟己酮的滅火機理 126
5.3 三氟碘甲烷(FIC-1311) 130
5.3.1 對C類火(氣體火)的滅火性能 131
5.3.2 對B類火(液體火)的滅火性能 132
5.3.3 三氟碘甲烷的滅火機理 133
參考文獻(xiàn) 133
第6章 化學(xué)氣體滅火劑的環(huán)保性能 136
6.1 化學(xué)氣體滅火劑的環(huán)境影響評價 136
6.1.1 化學(xué)氣體滅火劑的大氣降解方式 136
6.1.2 化學(xué)氣體滅火劑的大氣降解產(chǎn)物 137
6.2 化學(xué)氣體滅火劑大氣降解過程的評測方法 138
6.2.1 大氣降解的實驗測量 138
6.2.2 降解歷程的數(shù)值計算 140
6.3 化學(xué)氣體滅火劑環(huán)境友好性參數(shù)的計算方法 141
6.3.1 化學(xué)氣體滅火劑與OH 自由基反應(yīng)速率常數(shù)計算 141
6.3.2 化學(xué)氣體滅火劑環(huán)境友好性參數(shù)的實驗計算 143
6.3.3 化學(xué)氣體滅火劑環(huán)境友好性參數(shù)的理論預(yù)測 147
6.4 典型化學(xué)氣體滅火劑的環(huán)境友好性評價結(jié)果 154
6.4.1 2-BTP的環(huán)境友好性評價 155
6.4.2 全氟己酮的環(huán)境友好性評價 156
參考文獻(xiàn) 158
第7章 化學(xué)氣體滅火劑的毒理性能 161
7.1 化學(xué)氣體滅火劑自然毒性的實驗測量 161
7.1.1 化學(xué)氣體滅火劑急性毒性的實驗測量 162
7.1.2 化學(xué)氣體滅火劑心臟致敏的實驗測量 169
7.1.3 典型化學(xué)氣體滅火劑的自然毒性結(jié)果 170
7.2 化學(xué)氣體滅火劑自然毒性的理論預(yù)測 177
7.2.1 自然毒性的定性預(yù)測方法 177
7.2.2 自然毒性的定量預(yù)測方法 179
7.3 化學(xué)氣體滅火劑的火場毒性 183
7.3.1 化學(xué)氣體滅火劑火場毒性的實驗測量 183
7.3.2 典型化學(xué)氣體滅火劑的火場毒性結(jié)果 184
參考文獻(xiàn) 185
第8章 化學(xué)氣體滅火劑的穩(wěn)定性能 187
8.1 化學(xué)氣體滅火劑的存儲性能參數(shù) 187
8.1.1 化學(xué)氣體滅火劑存儲的臨界參數(shù) 187
8.1.2 化學(xué)氣體滅火劑存儲的飽和蒸氣壓 191
8.2 化學(xué)氣體滅火劑與彈性材料相容性 193
8.2.1 化學(xué)氣體滅火劑與彈性密封材料相容性的實驗測量 195
8.2.2 化學(xué)氣體滅火劑與彈性密封材料相容性的實驗結(jié)果 196
8.3 化學(xué)氣體滅火劑的金屬腐蝕性 201
8.3.1 化學(xué)氣體滅火劑金屬腐蝕性的實驗測量 201
8.3.2 化學(xué)氣體滅火劑金屬腐蝕性的實驗結(jié)果 204
8.4 化學(xué)氣體滅火劑高溫分解產(chǎn)物的腐蝕性 208
8.4.1 基于杯式燃燒器的HF檢測 209
8.4.2 基于封閉空間的HF檢測 211
8.4.3 滅火過程中HF釋放量的影響因素及抑制方法 214
參考文獻(xiàn) 215
第9章 氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計原理與方法 217
9.1 氣體滅火系統(tǒng)的工作原理、組成與分類 217
9.1.1 氣體滅火系統(tǒng)的工作原理 217
9.1.2 氣體滅火系統(tǒng)的組成 218
9.1.3 氣體滅火系統(tǒng)的分類 220
9.2 氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計 222
9.2.1 滅火劑用量計算 223
9.2.2 閥門設(shè)計及計算 227
9.2.3 管網(wǎng)設(shè)計及計算 228
9.2.4 噴頭設(shè)計及計算 236
9.3 氣體滅火系統(tǒng)適用場所的確定 239
9.3.1 氣體滅火系統(tǒng)在應(yīng)用場所的選型原則 239
9.3.2 氣體滅火系統(tǒng)與應(yīng)用場所的適配性分析 241
參考文獻(xiàn) 244
第10章 氣體滅火系統(tǒng)在典型場景的應(yīng)用 245
10.1 氣體滅火系統(tǒng)在機房、數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用 245
10.2 氣體滅火系統(tǒng)在檔案館的應(yīng)用 247
10.3 氣體滅火系統(tǒng)在民用飛機的應(yīng)用 248
10.3.1 貨艙 249
10.3.2 發(fā)動機艙/APU艙 252
10.3.3 載人艙(客艙) 257
10.4 氣體滅火系統(tǒng)在鋰電池設(shè)備的應(yīng)用 258
10.5 氣體滅火系統(tǒng)在艦船的應(yīng)用 263
參考文獻(xiàn) 264
叢書序
前言
第1章 緒論 1
1.1 哈龍滅火劑 1
1.2 哈龍滅火劑的淘汰歷程 3
1.2.1 哈龍滅火劑對臭氧層的破壞 3
1.2.2 哈龍滅火劑的淘汰計劃 4
1.3 天然類惰性氣體滅火劑 6
1.3.1 氮氣 6
1.3.2 二氧化碳 7
1.3.3 IG-541 7
1.4 合成類化學(xué)氣體滅火劑 8
1.4.1 氫氯氟烴類(HCFCs)化學(xué)氣體滅火劑 9
1.4.2 氫氟烷烴類(HFCs)化學(xué)氣體滅火劑 10
1.4.3 易降解化學(xué)氣體滅火劑 12
參考文獻(xiàn) 14
第2章 化學(xué)氣體滅火劑主要性能評價指標(biāo) 16
2.1 滅火性能的主要表征指標(biāo) 16
2.1.1 *低滅火濃度 16
2.1.2 惰化濃度 16
2.1.3 層流火焰速度 17
2.1.4 絕熱燃燒溫度 17
2.1.5 協(xié)同滅火因子 18
2.2 環(huán)保性能的主要表征指標(biāo) 18
2.2.1 臭氧消耗潛能(ODP)值 18
2.2.2 全球變暖潛能(GWP)值 18
2.2.3 大氣壽命(ALT)值 19
2.3 毒理性能的主要評價指標(biāo) 19
2.3.1 自然毒性 19
2.3.2 火場毒性 20
2.3.3 *小可見損害作用水平 20
2.3.4 無可見有害作用水平 20
2.3.5 半數(shù)致死濃度與半數(shù)致死劑量 20
2.4 穩(wěn)定性能的主要評價指標(biāo) 20
2.4.1 對金屬的腐蝕性 21
2.4.2 與彈性密封材料的相容性 23
2.4.3 存儲特性 23
2.5 輸運性能的主要評價指標(biāo) 24
2.6 其他性能評價指標(biāo) 25
2.6.1 導(dǎo)電性 25
2.6.2 殘留量 25
2.7 理想化學(xué)氣體滅火劑的性能指標(biāo) 26
2.7.1 理想化學(xué)氣體滅火劑應(yīng)滿足的指標(biāo)要求 26
2.7.2 化學(xué)氣體滅火劑的可能發(fā)展方向 31
參考文獻(xiàn) 33
第3章 化學(xué)氣體滅火劑滅火性能與機理的研究方法 35
3.1 化學(xué)氣體滅火劑滅火性能的實驗測量方法 35
3.1.1 杯式燃燒器測量滅火濃度 35
3.1.2 球形容器測量惰化濃度 42
3.1.3 本生燈火焰測量燃燒速度 43
3.1.4 定容燃燒彈測量燃燒速度 45
3.1.5 封閉空間測量滅火有效性 48
3.1.6 飛機貨艙滅火系統(tǒng)*低性能標(biāo)準(zhǔn)測量方法 50
3.2 化學(xué)氣體滅火劑滅火性能的理論預(yù)測方法 57
3.2.1 基于臨界熄滅溫度的滅火濃度預(yù)測模型 57
3.2.2 完全混合攪拌反應(yīng)的滅火濃度預(yù)測模型 63
3.2.3 基于定量構(gòu)效關(guān)系的滅火濃度預(yù)測模型 70
3.2.4 基于基團(tuán)加性法的抑制燃燒性能預(yù)測模型 72
3.3 化學(xué)氣體滅火劑滅火機理的數(shù)值模擬計算方法 76
3.3.1 基于**性原理的計算方法 77
3.3.2 基于氣相化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)的計算方法 80
3.3.3 非穩(wěn)態(tài)點火與燃燒反應(yīng)動力學(xué) 83
參考文獻(xiàn) 86
第4章 氫氟烷烴類化學(xué)氣體滅火劑的滅火性能 90
4.1 七氟丙烷(HFC-227ea)的滅火性能 90
4.1.1 對C類火(氣體火)的滅火性能 91
4.1.2 對B類火(液體火)的滅火性能 92
4.1.3 對A類火(固體火)的滅火性能 93
4.1.4 七氟丙烷的滅火機理 93
4.2 六氟丙烷(HFC-236fa) 98
4.2.1 對C類火(氣體火)的滅火性能 98
4.2.2 對B類火(液體火)的滅火性能 99
4.2.3 對A類火(固體火)的滅火性能 100
4.2.4 六氟丙烷的滅火機理 100
4.3 五氟乙烷(HFC-125) 102
4.3.1 對C類火(氣體火)的滅火性能 102
4.3.2 對B類火(液體火)的滅火性能 104
4.3.3 五氟乙烷的滅火機理 104
4.4 三氟甲烷(HFC-23) 105
4.4.1 對C類火(氣體火)的滅火性能 106
4.4.2 對B類火(液體火)的滅火性能 108
4.4.3 三氟甲烷的滅火機理 108
參考文獻(xiàn) 109
第5章 易降解化學(xué)氣體滅火劑的滅火性能 112
5.1 2-溴-3，3，3-三氟丙烯(2-BTP) 112
5.1.1 對C類火(氣體火)的滅火性能 112
5.1.2 對B類火(液體火)的滅火性能 114
5.1.3 對A類火(固體火)的滅火性能 115
5.1.4 2-BTP的滅火機理 117
5.2 全氟己酮(Novec-1230) 123
5.2.1 對C類火(氣體火)的滅火性能 123
5.2.2 對B類火(液體火)的滅火性能 124
5.2.3 對A類火(固體火)的滅火性能 124
5.2.4 全氟己酮的滅火機理 126
5.3 三氟碘甲烷(FIC-1311) 130
5.3.1 對C類火(氣體火)的滅火性能 131
5.3.2 對B類火(液體火)的滅火性能 132
5.3.3 三氟碘甲烷的滅火機理 133
參考文獻(xiàn) 133
第6章 化學(xué)氣體滅火劑的環(huán)保性能 136
6.1 化學(xué)氣體滅火劑的環(huán)境影響評價 136
6.1.1 化學(xué)氣體滅火劑的大氣降解方式 136
6.1.2 化學(xué)氣體滅火劑的大氣降解產(chǎn)物 137
6.2 化學(xué)氣體滅火劑大氣降解過程的評測方法 138
6.2.1 大氣降解的實驗測量 138
6.2.2 降解歷程的數(shù)值計算 140
6.3 化學(xué)氣體滅火劑環(huán)境友好性參數(shù)的計算方法 141
6.3.1 化學(xué)氣體滅火劑與OH 自由基反應(yīng)速率常數(shù)計算 141
6.3.2 化學(xué)氣體滅火劑環(huán)境友好性參數(shù)的實驗計算 143
6.3.3 化學(xué)氣體滅火劑環(huán)境友好性參數(shù)的理論預(yù)測 147
6.4 典型化學(xué)氣體滅火劑的環(huán)境友好性評價結(jié)果 154
6.4.1 2-BTP的環(huán)境友好性評價 155
6.4.2 全氟己酮的環(huán)境友好性評價 156
參考文獻(xiàn) 158
第7章 化學(xué)氣體滅火劑的毒理性能 161
7.1 化學(xué)氣體滅火劑自然毒性的實驗測量 161
7.1.1 化學(xué)氣體滅火劑急性毒性的實驗測量 162
7.1.2 化學(xué)氣體滅火劑心臟致敏的實驗測量 169
7.1.3 典型化學(xué)氣體滅火劑的自然毒性結(jié)果 170
7.2 化學(xué)氣體滅火劑自然毒性的理論預(yù)測 177
7.2.1 自然毒性的定性預(yù)測方法 177
7.2.2 自然毒性的定量預(yù)測方法 179
7.3 化學(xué)氣體滅火劑的火場毒性 183
7.3.1 化學(xué)氣體滅火劑火場毒性的實驗測量 183
7.3.2 典型化學(xué)氣體滅火劑的火場毒性結(jié)果 184
參考文獻(xiàn) 185
第8章 化學(xué)氣體滅火劑的穩(wěn)定性能 187
8.1 化學(xué)氣體滅火劑的存儲性能參數(shù) 187
8.1.1 化學(xué)氣體滅火劑存儲的臨界參數(shù) 187
8.1.2 化學(xué)氣體滅火劑存儲的飽和蒸氣壓 191
8.2 化學(xué)氣體滅火劑與彈性材料相容性 193
8.2.1 化學(xué)氣體滅火劑與彈性密封材料相容性的實驗測量 195
8.2.2 化學(xué)氣體滅火劑與彈性密封材料相容性的實驗結(jié)果 196
8.3 化學(xué)氣體滅火劑的金屬腐蝕性 201
8.3.1 化學(xué)氣體滅火劑金屬腐蝕性的實驗測量 201
8.3.2 化學(xué)氣體滅火劑金屬腐蝕性的實驗結(jié)果 204
8.4 化學(xué)氣體滅火劑高溫分解產(chǎn)物的腐蝕性 208
8.4.1 基于杯式燃燒器的HF檢測 209
8.4.2 基于封閉空間的HF檢測 211
8.4.3 滅火過程中HF釋放量的影響因素及抑制方法 214
參考文獻(xiàn) 215
第9章 氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計原理與方法 217
9.1 氣體滅火系統(tǒng)的工作原理、組成與分類 217
9.1.1 氣體滅火系統(tǒng)的工作原理 217
9.1.2 氣體滅火系統(tǒng)的組成 218
9.1.3 氣體滅火系統(tǒng)的分類 220
9.2 氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計 222
9.2.1 滅火劑用量計算 223
9.2.2 閥門設(shè)計及計算 227
9.2.3 管網(wǎng)設(shè)計及計算 228
9.2.4 噴頭設(shè)計及計算 236
9.3 氣體滅火系統(tǒng)適用場所的確定 239
9.3.1 氣體滅火系統(tǒng)在應(yīng)用場所的選型原則 239
9.3.2 氣體滅火系統(tǒng)與應(yīng)用場所的適配性分析 241
參考文獻(xiàn) 244
第10章 氣體滅火系統(tǒng)在典型場景的應(yīng)用 245
10.1 氣體滅火系統(tǒng)在機房、數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用 245
10.2 氣體滅火系統(tǒng)在檔案館的應(yīng)用 247
10.3 氣體滅火系統(tǒng)在民用飛機的應(yīng)用 248
10.3.1 貨艙 249
10.3.2 發(fā)動機艙/APU艙 252
10.3.3 載人艙(客艙) 257
10.4 氣體滅火系統(tǒng)在鋰電池設(shè)備的應(yīng)用 258
10.5 氣體滅火系統(tǒng)在艦船的應(yīng)用 263
參考文獻(xiàn) 264
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潔凈高效氣體滅火技術(shù)原理及應(yīng)用 節(jié)選
第1章 緒論 1.1 哈龍滅火劑 滅火劑是指能夠有效地破壞燃燒條件并使燃燒終止的物質(zhì)，而氣體滅火劑則是指可在被保護(hù)空間快速擴(kuò)散，實現(xiàn)全淹沒滅火的氣體狀態(tài)的滅火劑。市場上*早得到廣泛使用的氣體滅火劑為天然類惰性氣體滅火劑，該類滅火劑在自然界大量天然存在、容易獲得且成本較低。然而，天然類惰性氣體滅火劑由于滅火濃度高、滅火裝置占地空間大等缺陷，不能滿足對滅火性能要求較高場所的滅火需求，故發(fā)展滅火能力更為高效的氣體滅火劑成為必然趨勢。 為了解決惰性氣體滅火劑滅火性能不足的問題，歐美國家探索和研發(fā)了通過人工合成由F、Cl、Br、I、C、H、O等元素構(gòu)成的含氟化學(xué)氣體—合成類化學(xué)氣體滅火劑。經(jīng)過幾十年的持續(xù)努力，成功研制出了滅火性能優(yōu)異的合成類化學(xué)氣體滅火劑—哈龍滅火劑。哈龍為Halon一詞的中譯名，是國際上對哈龍滅火劑(halogenated hydrocarbon extinguishant)的統(tǒng)一簡稱[1]。 哈龍滅火劑及其高溫分解產(chǎn)物可與維持燃燒所必需的H 、OH 等自由基進(jìn)行反應(yīng)，阻斷燃燒過程的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，達(dá)到化學(xué)滅火的效果[2-7]。由于哈龍滅火劑具有高效滅火性能，哈龍滅火劑在市場上得到廣泛的應(yīng)用，其中綜合性能*為優(yōu)異、應(yīng)用*為廣泛的為哈龍1301(三氟一溴甲烷，CBrF3)滅火劑、哈龍1211(二氟一溴一氯甲烷，CBrClF2)滅火劑和哈龍2402(二溴四氟乙烷，CBrF2CBrF2)滅火劑，它們的相關(guān)性能參數(shù)詳見表1-1[8]。 表1-1 三種常見哈龍滅火劑的物理性質(zhì)[8] 哈龍1301滅火劑是美國于1947年研發(fā)的一種合成類化學(xué)氣體滅火劑，分子式為CF3Br，簡稱Bromoti或“BF”，它屬于液化氣體型滅火劑，沸點為57.8℃，常溫時以氣態(tài)存在，蒸氣壓較高，噴射時分布性能較好，且加壓后可以液化，易于運輸與儲藏。哈龍1301滅火劑對金屬的腐蝕性極小，對普通金屬具有化學(xué)惰性，但含有水分時腐蝕性會增強，因此哈龍1301滅火劑多儲存于干燥的碳鋼容器。哈龍1301滅火劑可撲滅多種類型的火災(zāi)，主要用于可燃液體燃燒引發(fā)的火災(zāi)和由電引起的火災(zāi)，也可以撲滅大部分固體燃燒引起的火災(zāi)，但對少數(shù)活潑金屬、金屬氫化物及含有氧化劑的物質(zhì)(如硝酸纖維、炸藥等)不具備滅火能力。盡管哈龍1301滅火劑的制備價格要高于惰性氣體滅火劑，*早應(yīng)用于坦克、軍用飛機的固定式滅火系統(tǒng)，但良好的發(fā)展前景也使它推廣到了商用飛機和其他民用市場[9，10]。 哈龍1211滅火劑是美國于1947年研發(fā)的一種合成類化學(xué)氣體滅火劑，分子式為CBrClF2，它在常溫常壓下為無色帶芳香味的氣體，沸點為3.4℃，具有滅火效率高、毒性低、腐蝕性小、久儲不變質(zhì)、滅火后不留痕跡、不污染被保護(hù)物、絕緣性能好等優(yōu)點。相比于哈龍1301，哈龍1211毒性較大，因此主要用于無人工作的室內(nèi)或露天場所。在飛機上哈龍1211滅火劑經(jīng)常被用作手提式滅火劑存放于盥洗室、客艙等處。 哈龍2402是蘇聯(lián)于1937年研發(fā)的一種合成類化學(xué)氣體滅火劑，分子式為C2Br2F4，它屬于易揮發(fā)液體型滅火劑，沸點為47.3℃，常溫下多以液態(tài)存在，蒸氣壓較低，噴射時分布性能較差，具有沸點低、不易燃、高密度、易揮發(fā)等特點。哈龍2402滅火速度非常快，能立竿見影地終止燃燒鏈，有效保護(hù)重要機房和其他貴重物品。哈龍2402主要用于保護(hù)潛水艇、坦克等軍事設(shè)施。不過由于哈龍2402具有較大的毒性，在使用過程中會給火災(zāi)保護(hù)現(xiàn)場的人員帶來一定的危害風(fēng)險，在許多有人場所的應(yīng)用受到限制[11]。 1.2 哈龍滅火劑的淘汰歷程 1.2.1 哈龍滅火劑對臭氧層的破壞 20世紀(jì)70年代，英國科學(xué)家觀測發(fā)現(xiàn)地球南極上空的大氣層中，臭氧的含量開始逐漸減少，尤其在每年的9～10月(這時相當(dāng)于南半球的春季)減少更為明顯。美國的“云雨7號”衛(wèi)星進(jìn)一步探測表明，臭氧減少的區(qū)域位于南極上空，呈橢圓形，1985年達(dá)到了近似于美國整個國土面積，科學(xué)家把這個現(xiàn)象稱為臭氧層空洞。1989年，科學(xué)家赴北極進(jìn)行考察研究，發(fā)現(xiàn)北極上空的臭氧層也已遭到破壞，但程度比南極要輕一些。 臭氧層可以吸收太陽光中部分UV-B(270～320nm)和全部UV-C(200～275nm)紫外線，保護(hù)地球上的人類和動植物免遭短波紫外線的傷害。臭氧層中的臭氧濃度減少，使得太陽對地球表面的紫外輻射量增加。長期過量紫外線的照射會引起人體細(xì)胞內(nèi)DNA的改變，細(xì)胞自身修復(fù)能力減弱，免疫機能減退，皮膚發(fā)生彈性組織變性、角質(zhì)化以至皮膚癌變，誘發(fā)眼球晶體發(fā)生白內(nèi)障等。此外，過量紫外線的照射會影響農(nóng)作物在光合作用中捕獲光能的能力，造成植物獲取的營養(yǎng)成分減少，生長速度減慢，并且對魚、蝦、蟹、兩棲動物和其他水生動物的早期發(fā)育都有危害作用[12]。 研究大氣環(huán)境的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，造成臭氧層破壞的主要原因為：人類大量使用的氯氟烷烴類、溴氟烷烴類等化學(xué)物質(zhì)(如氟利昂、哈龍等)，這些物質(zhì)對大氣臭氧層有破壞作用、危害人類生存環(huán)境，被統(tǒng)稱為“消耗臭氧層物質(zhì)”(ozone depleting substances，ODS)[13-15]。 哈龍滅火劑為溴氟烷烴類化學(xué)物質(zhì)，在大氣對流層中不易分解，當(dāng)其進(jìn)入大氣平流層后在紫外線作用下產(chǎn)生Br 或Cl 自由基，而這些自由基會與臭氧反應(yīng)，促使較活潑的臭氧分子轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的氧分子，從而造成臭氧的消耗。氯、溴自由基一方面不斷消耗臭氧，另一方面又能在反應(yīng)中不斷再生，使破壞臭氧分子的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不斷循環(huán)。因此一個氯原子或溴原子，只要數(shù)月時間就可以破壞數(shù)以萬計的臭氧分子。Br 或Cl 自由基消耗臭氧的連鎖循環(huán)過程如下(以哈龍1301為例)： 在正常情況下，平流層中的臭氧分子自身就處于一種動態(tài)的平衡中，但當(dāng)哈龍滅火劑分解生成氯、溴自由基時，就會徹底打破臭氧分子自身的動態(tài)平衡。顯然，哈龍滅火劑對大氣臭氧層的破壞效果是巨大的。 1.2.2 哈龍滅火劑的淘汰計劃 為保護(hù)人類的生存空間，減輕對大氣臭氧層的破壞，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)于1985年3月在維也納召開了“保護(hù)臭氧層外交大會”并通過了《保護(hù)臭氧層維也納公約》[圖1-1(a)，以下簡稱《公約》][16，17]，《公約》要求各國采取法律、行政、技術(shù)等方面的措施保護(hù)人類健康和環(huán)境，減少臭氧層破壞的影響，并鼓勵政府間在研究和有計劃地觀測臭氧層、監(jiān)督氟利昂類物質(zhì)的生產(chǎn)和信息交流等方面開展合作，《公約》于1988年9月生效。雖然該《公約》沒有達(dá)成任何實質(zhì)性的控制協(xié)議，但在處理全球環(huán)境問題上的合作邁出重要的一步，為今后采取國際性措施控制氯氟烷烴類、溴氟烷烴類等化學(xué)物質(zhì)做好了準(zhǔn)備。 圖1-1 《公約》(a)與《議定書》(b) 為了促使各國采取有實質(zhì)性的控制措施，UNEP于1987年9月在加拿大的蒙特利爾召開了保護(hù)臭氧層公約關(guān)于含氯氟烴議定書全權(quán)代表大會，同時制定了《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書》[圖1-1(b)，以下簡稱《議定書》][18]，但《議定書》沒有體現(xiàn)出發(fā)達(dá)國家是排放ODS物質(zhì)、造成臭氧層耗減的責(zé)任者，對發(fā)展中國家和發(fā)達(dá)國家治理臭氧層耗減問題提出同樣的要求是不公平的。于是《議定書》的締約方于1990年6月在倫敦召開第二次會議對原《議定書》進(jìn)行了修訂。該次修訂考慮到了發(fā)展中國家的特殊需求，加入了建立多邊基金這一條款，多邊基金每三年進(jìn)行增資，由多邊基金執(zhí)委會決定各國的項目資助額。同時《議定書》對締約國有關(guān)技術(shù)轉(zhuǎn)讓做出了規(guī)定，要求發(fā)達(dá)國家以較優(yōu)惠的條件向有關(guān)技術(shù)薄弱的國家轉(zhuǎn)讓環(huán)境保護(hù)技術(shù)。總體上講，《議定書》的不斷調(diào)整和完善有助于發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家發(fā)展相關(guān)科技，促進(jìn)多邊合作，加快哈龍和氟利昂等危害性物質(zhì)的淘汰，更好地保護(hù)地球生態(tài)環(huán)境。 《議定書》經(jīng)過了多次修正和調(diào)整后[19]，主要規(guī)定了需要控制的物質(zhì)有兩類，共8種(表1-2)：**類為5種氟利昂；第二類為3種哈龍(哈龍1211、哈龍1301和哈龍2402)，控制內(nèi)容為控制其生產(chǎn)量和銷售量。對于哈龍，《議定書》要求其在2000年1月1日起的12個月內(nèi)，及其后每12個月內(nèi)的消費和生產(chǎn)的計算數(shù)量不超過零。《議定書》在前言中指出有關(guān)消耗臭氧層物質(zhì)生產(chǎn)和使用過程中的排放對臭氧層破壞產(chǎn)生直接的作用，因而對人類健康和環(huán)境造成了較大的負(fù)面影響。基于預(yù)防審慎原則，國際社會應(yīng)采取行動淘汰這些存在一定危害風(fēng)險的物質(zhì)，加強研究和開發(fā)替代品。 表1-2 《議定書》限制的物質(zhì) 注：ODP值是與CFC-11對臭氧層破壞值的相對比值。 我國于1991年6月正式加入《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書》修正案。為履行《議定書》修正案規(guī)定的義務(wù)，我國于1992年制定了關(guān)于《保護(hù)臭氧層物質(zhì)逐步淘汰哈龍國家方案》，1994年11月公安部和國家環(huán)境保護(hù)局聯(lián)合下發(fā)《關(guān)于在非必要場所停止再配置哈龍滅火器的通知》，并在1995年下發(fā)了《關(guān)于落實“關(guān)于在非必要場所停止再配置哈龍滅火器的通知”的通知》。為進(jìn)一步加速淘汰哈龍滅火劑，國家環(huán)境保護(hù)局和公安部于1996年聯(lián)合制定了《中國消防行業(yè)哈龍整體淘汰計劃》，并規(guī)定“從1997年起哈龍1211滅火劑生產(chǎn)開始逐年削減，1999年前將削減60%，截至2005年國內(nèi)哈龍1211將全部淘汰；哈龍1301滅火劑從2000年開始削減，2010年完全淘汰”。基于各種規(guī)定，我國分別于1997年、1999年、2002年、2003年實現(xiàn)了哈龍、全氯氟烴、甲基溴、甲基氯仿生產(chǎn)和消費凍結(jié)，履行了《議定書》的基本要求，并在2007年7月1日，提前兩年半完成了全氯氟烴和哈龍的淘汰。 1.3 天然類惰性氣體滅火劑 在自然界天然存在的惰性氣體滅火劑能在很短的時間內(nèi)將起火空間內(nèi)空氣中的氧氣含量降低到維持燃燒的*低濃度之下，使燃燒因氧氣濃度過低而熄滅。目前常用的天然類惰性氣體滅火劑主要有：氮氣滅火劑、二氧化碳滅火劑和煙烙盡(IG-541)滅火劑等[20]。由于惰性氣體滅火劑對保護(hù)場所和保護(hù)對象無腐蝕性，同時還具有良好的絕緣性能，滅火后不留殘渣，不會造成二次污染，所以比較適合于計算機中心、電話交換機中心、精密儀器儀表室、控制室、貴重物品倉庫、檔案庫、圖書儲藏閱覽室等場合的防火保護(hù)，也可用于其他有人或無人工作的封閉空間的防火保護(hù)。 1.3.1 氮氣 氮氣滅火劑又被稱為IG-100，來源為從空氣中分離制取，生產(chǎn)成本較低。氮氣的密度與空氣的密度大體相當(dāng)，相對于空氣比重為0.97，因此滅火后可均勻滯留在滅火區(qū)域，不會因為密度差異而集中在保護(hù)區(qū)域的上方或下方[21]。氮氣來自空氣，實施滅火噴放后又回歸大氣中，是對環(huán)境無破壞的優(yōu)良滅火劑。氮氣對臭氧層消耗潛能(ODP)值為0，產(chǎn)生的溫室效應(yīng)潛能(GWP)值同樣為0。 IG-100滅火系統(tǒng)中的氮氣穩(wěn)定性好，與火焰接觸及高溫條件下不會分解產(chǎn)生有毒或有腐蝕性的分解物，噴放時保護(hù)區(qū)能見度不受影響，緊急出口位置清晰可見，可保證人體安全撤離。氮氣的密度屬性決定了滅火劑噴放入防護(hù)區(qū)后，能夠與空氣很好地混合，可保持足夠長的淹沒時間[22]。 氮氣的滅火方式為稀釋火場的氧氣濃度，IG-100系統(tǒng)是將火場的氧氣濃度降到12.5%左右(通常當(dāng)空氣中氧氣濃度降到15%以下時，燃燒將不能繼續(xù))，使燃燒反應(yīng)不能持續(xù)，從而達(dá)到滅火目的。IG-100滅火系統(tǒng)可用于撲救電氣火災(zāi)、固體表面火災(zāi)、液體火災(zāi)、滅火前切斷氣源的氣體火災(zāi)，不適用于撲救氧化劑或含氧化劑的化學(xué)制品火災(zāi)、活潑金屬火災(zāi)、金屬氫化物火災(zāi)、能自行分解的化學(xué)物質(zhì)火災(zāi)、可燃固體物質(zhì)的深位火災(zāi)。 此外，應(yīng)用IG-100滅火系統(tǒng)防護(hù)區(qū)內(nèi)的*大滅火濃度應(yīng)符合如下要求：對于經(jīng)常有人工作的防護(hù)區(qū)，防護(hù)區(qū)內(nèi)滅火劑*大濃度不應(yīng)超過43%；對于經(jīng)常無
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