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粒度分布對干粉滅火劑性能的影響
2015年05月07日 發布 分類:粉體加工技術 點擊量:3452
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滅火器是一種常備消防安全器材。日常生活中最常用的手持式滅火器有泡沫滅火器和干粉滅火器。干粉滅火器可用于應對一般性火災,還可撲滅油氣、電子線路短路等造成的火災,因此在普通企業、家庭及交通工具等場所應用日益普及。 干粉滅火器是利用二氧化碳氣體或氮氣氣體作動力,將筒內的干粉噴出滅火的。干粉滅火劑是一種干燥的、易于流動的微細固體粉末,由能滅火的基料和防潮劑、流動促進劑、結塊防止劑等添加劑組成。本文將向讀者介紹干粉滅火劑的組成成分及粒度分布對其滅火性能的影響。

 

一、普通干粉滅火劑

普通干粉滅火劑主要由活性滅火組分、疏水成分、惰性填料組成,疏水成分主要有硅油和疏水白炭黑,惰性填料種類繁多,主要起防振實、結塊,改善干粉運動性能,催化干粉硅油聚合以及改善與泡沫滅火劑的共容等作用。這類普通干粉滅火劑目前在國內外已經獲得很普遍應用。滅火組分是干粉滅火劑的核心,能夠起到滅火作用的物質主要有:K2CO3KHCO3Na2CO3 等。每種滅火粒子都存在一上限臨界粒徑,小于臨界粒徑的粒子全部起滅火作用,大于臨界粒徑的粒子滅火效能急劇降低。普通干粉滅火劑粒度在10~75 μ之間,這種粒子彌散性較差,比表面積相對較小。因此,定量干粉所具有的總比表面積小,單個粒子質量較大,沉降速度較快,受熱時分解速度慢,導致其捕捉自由基的能力較小,故滅火能力受到限制,一定程度上限制了干粉滅火劑使用范圍。

 

二、超細干粉滅火劑

超細滅火粒子由于粉體的比表面積大,活性高,能在空氣中懸浮數分鐘,形成相對穩定的氣溶膠,所以,不僅滅火效能很高,且使用方法也完全不同于一般傳統干粉滅火劑,它類似鹵代烷淹滅式滅火。當超細干粉滅火劑粒徑小于臨界粒徑時,滅火劑粒子全部起滅火作用,干粉滅火效能大大提高,用量明顯減少。將滅火劑粒徑減少至5μm,甚至0.5μm時,滅火效能急劇上升,滅火效能是常規滅火劑能力幾十倍,用量也僅為其百分之幾。例如,KHCO3氣溶膠滅火濃度僅為1301鹵代烷的2.0%,滅火效能卻相當于它的50 倍,且滅火后沉積物不明顯,對火場造成污染很少。氣溶膠滅火劑粒徑要求小于<5μm,最好低于0.5μm,氣溶膠目前已經成為獨立的新的研究領域。

 

超細干粉滅火劑組成成

超細干粉滅火劑主要由活性滅火分子、粉碎助劑組分、疏水組分、惰性填料組分等組成。滅火組分是超細粉體滅火劑的核心,其他組分均圍繞這個核心而發揮作用。 

 

A、滅火組分。目前國內已生產的產品中能夠起到滅火作用的物質主要有:磷酸氨鹽、碳酸氫鈉、氯化鈉、氯化鉀等。滅火組分含量在滅火中起決定作用,含量不能太少。磷酸二氫氨含量≥75%,碳酸氫鈉含量≥82%

B、粉碎助劑。在超細粉體的加工中,加入粉碎助劑組分,可以控制粉碎的極限,延緩粉碎的平衡,提高粉碎的細度。

C、疏水組分。超細粉體由于有很強的吸附性,可以從大氣中吸收水蒸氣。在超細粉體滅火劑中加入疏水組分,能有效的保持滅火劑的斥水性能,控制超細粉體滅火劑在有效使用期內的吸收水蒸氣的量。防止滅火劑結塊,保持滅火劑良好的流動性和其它的使用性能。

D、惰性填加組分。超細粉體中的惰性填加組分主要起如下作用:1.防振實結塊;2.提高超細粉體的性能;3.控制超細粉體的松密度。松密度在超細粉體中是一個重要參數。

 

三、干粉滅火劑粒度分布檢測

干粉滅火劑的技術進步較快,但是相應的國家標準的更新推廣卻并未跟上。目前不少企業還在沿用篩分法來進行干粉滅火劑的粒度分布檢測。篩分法在應對臨界粒徑較大的普通干粉滅火劑粒度檢測時,還基本能夠勝任。但是顯而易見的是檢測精度及操作便利性存在較大問題。當篩分法面對的是超細干粉滅火劑時,由于其固有的不足之處,完全無法滿足檢測需求。此時,最普及的粒度檢測設備——激光粒度儀登場了。激光粒度儀具有量程大、檢測精度高、操作簡便易維護等諸多優點。應對干粉滅火劑的粒度檢測是完全勝任的。

 

激光粒度儀根據分散介質不同可分為干法激光粒度儀和濕法激光粒度儀。干法激光粒度儀使用高壓空氣分散粉體進行粒度檢測,其分散方法跟干粉滅火劑的使用方法及使用環境近似,故從純技術角度考慮優先推薦使用干法激光粒度儀進行干粉滅火劑的粒度檢測。但是由于干法激光粒度儀結構復雜,制造成本較高,導致儀器性價比受到限制。濕法激光粒度儀使用液體分散粉體(多數情況下使用的是純凈水),從技術上說用于干粉滅火劑測量也是完全可行的。但是需要注意的一點是滅火劑通常都有疏水組分,會在水面漂浮不易分散,測試時需要使用表面活性劑協助分散粉體。濕法激光粒度儀結構相對簡單,儀器性價比高,雖然在分散樣品時需要做些簡單的技術處理,但仍然不失為當前性價比最高的干粉滅火劑粒度檢測設備。當前國內有技術能力開發超細干粉滅火劑的企業數量并不是很多,這些企業基本沒有例外的都配置了激光粒度儀用以控制產品粒度分布。相信在不久的將來,隨著超細干粉滅火劑的應用普及,激光粒度儀將會是干粉滅火劑企業標配檢測設備。

 

超細干粉滅火劑可以充裝目前通常使用的手提式滅火器、推車式滅火器、懸掛式滅火裝置、柜式滅火裝置和管網滅火系統,廣泛應用于工業和民用建筑以及生產和儲存場所中撲滅ABCE類火災。該滅火劑既可以全淹沒應用滅火,又可以局部保護應用滅火,其滅火速率是水系列滅火劑的40倍以上。隨著人們生產和生活日趨現代化,火災所造成的損失也逐漸成為各種自然災害之首,因而消防也越來越重要。目前全國消防產品市場容量每年還以10%-15%的速度增長,市場前景廣闊。


(粉體圈 作者:梧桐)


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