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七氟丙烷灭火剂的应用与展望

2021-04-29 365 上传者：管理员

摘要：为提高火灾扑救效率，减少人民群众生命及财产安全的损失，近年来，我国积极研究应对火灾的方法，包括提高扑救效率，提高人民群众安全意识以及研究新型灭火器等方式。其中，七氟丙烷气体的运用，无异是在防火领域中的一个突破。将通过与其他灭火方法对比，对新型气体七氟丙烷的性能及其应用场合做出具体分析。

关键词：
化学工艺
新型气体
气体灭火剂
灭火原理
防火领域
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火灾是人们生活中比较常见却无法避免的灾害。灭火器的使用无疑是扑灭明火、减低伤亡的关键。尤其是对于电路着火、化学危险品着火等不能用水扑灭的火灾类型，灭火器就显得更加重要。本文主要分析了七氟丙烷的性能及其应用场合。

1、灭火装置介绍

1.1 泡沫灭火器

此种类型灭火器为二氧化碳灭火器的一种。通过液压形式将二氧化碳注入液压罐中，以泡沫形式挤出，达到释放大量二氧化碳，覆盖火层，隔绝空气，达到阻燃的作用。但此灭火方式成本较高，见效较慢，且灭火不完全，有复燃风险。对固体燃烧与油类物质燃烧有较好的控制作用，但应用范围较为狭窄，有着较大的缺陷。

1.2 液体灭火器

液体灭火器主要类型为水雾型灭火器。其原理为通过喷头原理细化水雾，让水雾蒸发更充分，达到降温与窒息效果，从而达到灭火的目的。水分蒸发后无污染，就灭火方式来说较为环保。但是同样，可应用范围不广，只能用于单纯性火灾，化学物品包括因电路短路引起的火灾都不可以使用此种灭火方式，以免造成更大的损失。

1.3 干粉灭火器

干粉灭火器是固体灭火器的一种，其是以化学物质所组成的干粉为主，分为ABC类干粉与BC类干粉两种。其主要成分为碳酸氢钠。碳酸氢钠制取方便，成本低，产量高，因此运用范围广大，市面上的灭火器也多为此种类型。化学制剂灭火虽针对性较好，扑救效率高，但未免会污染环境。因其成本较低，故市面上流通较多的灭火装置大多都是干粉式。但因其针对性较强，对金属火灾、带电火灾等并无显著效果，反而会起到相反作用，因此仍具有较大隐患。

1.4 气溶胶灭火器

气溶胶灭火器也是固体灭火器的一种，其由氧化剂、还原剂与黏合剂构成，通过燃烧反应产生灭火介质。其颗粒较为细小，为微米级颗粒，因此蒸发性较强、覆盖性较好。并以物理降温与化学制剂针对等双重机制解决火灾，因此扑灭时间较其他类型灭火器来说更快，复燃率也更低，从扑救效果来看是非常不错的灭火装置。但其属于非洁净性灭火剂，也就是说其虽然可以高效率灭火，但在灭火后所残留的物质会对环境造成很大污染，且其虽然制取方便，但制取成本较前几种类型的灭火剂更高。而从其灭火原理来看，气溶胶灭火器是通过自身化学反应来灭火，因此其自身性质也不够稳定，存放不当即有变质风险或存在一定自燃风险。因而此类灭火剂运用范围并不广泛。

1.5 气体类灭火器

此类灭火器主要应用于计算机机房，电子元件机组等带电作业等场合，可以最大程度减小损失。七氟丙烷灭火剂就属于气体灭火剂的一种。气体灭火剂以环保，可应用情况多而占据了灭火剂的龙头地位，但因其制取较为麻烦，且成本较高而并未被特别广泛的运用。

2、七氟丙烷灭火剂的优越性

由于哈龙1211和1301灭火剂中含有溴、氯元素，对大气臭氧层有巨大的破坏作用。因此，研制和使用新型的洁净灭火剂来替代哈龙气体灭火剂，是目前消防领域研究的热点和重点之一。而七氟丙烷灭火剂就是哈龙1211和1301的替代品之一。从各方面来看，其都有其他灭火剂不可比拟的优越性。

2.1 环保性

七氟丙烷属气体类灭火剂，其虽以化学灭火为主，但气体在完全燃烧后无残留，不产生固体或液体的反应物，可以减少气体本身及反应物对环境的污染。且七氟丙烷在制取过程中所应用的七氯丙烷和无水氢氟酸也属清洁气体，对周边的环境危害较小。因此，较其他化学性灭火剂，七氟丙烷灭火剂更加环保。

2.2 性质较为稳定

七氟丙烷应用于灭火剂，多以液化形式储存于灭火器中。由于七氟丙烷属于惰性气体，其性质较为稳定，并有良好的耐寒耐热性。研究表明，其冰点甚至可以达到–161℃，而其临界温度也高达101.7℃。相比于气溶胶灭火剂，七氟丙烷灭火剂明显对储存条件要求较低，且稳定性更好，安全性更高。

2.3 对人体伤害小

七氟丙烷灭火剂属于低毒性灭火剂，经过充分反应后所产生的反应物对人体也并无很大危害。这可以减小有害气体吸入呼吸道对人体产生的危害，一定程度上保证了使用者的安全性。

2.4 可扑救类型多

无论是干粉灭火器，液体灭火器还是气溶胶灭火器，其应用的范围都有限。比如液体灭火器只适用于扑救一般物品所引起的火灾，干粉灭火器只适用于扑救A型(固体物质火灾)、B型(液体火灾或可融化的固体物质火灾)或C类(气体火灾)等。但以七氟丙烷为主要灭火剂的灭火器，可扑救火灾类型较多。其可应用于ABC等各类型火灾，甚至对E型火灾(电路着火)、D型火灾(铝合金着火)等也有较好的抑制效果。且七氟丙烷不属于导体，扑救电路失火时安全性也更高。因此，计算机机房火灾、电路短路所引起的火灾等也多用七氟丙烷作为灭火剂进行扑救。而七氟丙烷的反应完全性也注定了其适合用于纸质档案、重要文件等性质材料的扑救，可以更大程度上地保留文件的完整性。这为许多特殊类型火灾的处理提供了新手段。

2.5 扑救效果好

研究表明，七氟丙烷灭火剂有着较高的扑救效率，在同等条件下，七氟丙烷灭火剂将火完全扑灭所耗费的时间要比固体灭火剂与液体灭火剂短，相对而言扑救效率较高。且经七氟丙烷灭火后，火场复燃率极低，甚至可以说不会再复燃。结合七氟丙烷的制取过程较为便利，制取成本低等特点，可以说使用七氟丙烷作为灭火剂的性价比很高，具备广泛使用的条件。

3、七氟丙烷灭火剂的灭火机制

七氟丙烷作为灭火剂灭火时，是通过物理与化学的双重机制的作用而达到灭火效果。从物理作用层面看，主要是通过降温与窒息两种方式灭火。七氟丙烷以液体形态封存于灭火器中，气化喷出后会吸收大量热量，从而达到降低火场温度的效果。七氟丙烷同时属于惰性气体，可以有效阻隔燃烧物与氧气的接触，从而达到窒息效果，以防止火势继续蔓延。

而从化学反应角度来看，主要原理是七氟丙烷灭火剂在火灾中通过热解能够产生含氟的自由基，并与燃烧反应过程中产生支链反应的H+、OH-、O2-等活性自由基发生气相作用，从而中断燃烧过程中化学连锁反应的链传递。也就是说，其根本原理是通过反应使火场中的活性自由基惰化，趋于稳定后再进行链式反应的阻断，自由基惰化后，火势自然就被控制住了。而在七氟丙烷产生反应灭火的过程中也会从周边环境中吸取一些热量，再次帮助物理降温，从而更快地控制火势。

4、七氟丙烷灭火剂的缺陷

4.1 产生温室效应

七氟丙烷在充分反应过后所产生的反应物虽对臭氧层并无破坏，对环境的污染也可以说是微乎其微，但其产生的反应物为大量的二氧化碳，包括七氟丙烷本身也属于一种温室气体，在一定程度上会加剧温室效应的产生。

4.2 产生HF气体

七氟丙烷属于含氟卤代烷灭火剂，这种灭火剂的特点是，如果其接触到高温，就会释放出大量HF(氟化氢)气体，而这种气体如果与空气中的水结合，就会形成白雾状氢氟酸，发出较为刺鼻的气味。氢氟酸有一定腐蚀性，对周边环境及物品也会造成一定影响。但通过实验室反复研究表明，生成氢氟酸的要求较高，在火势不大，火场范围不广的情况下，七氟丙烷灭火剂反应后产生腐蚀气体的概率与浓度都较小，总体来说相对安全。但是若应用于火势极大的情况下，则仍存在一定危险，需要做好保护措施。

5、七氟丙烷灭火剂的应用与展望

七氟丙烷虽有一定缺陷，但在目前技术成熟的灭火剂中，仍是应用面最广，扑救最彻底，性价比最高的灭火剂。因此，目前我国对其进行了一定的应用与推广。

5.1 应用于建筑防火

现阶段，许多建筑在设计时，为有效防火灭火，都会选择在建筑内设计消防管道，而七氟丙烷灭火剂则是消防管道内的贮藏首选。设计师联合专业人员，对建筑内管道进行设计，在压强、管道内温度都适宜的情况下进行七氟丙烷灭火剂灌注，可以有效应对突发状况下的火灾情况。

5.2 设置七氟丙烷灭火剂自动喷出装置

此方法多用于人流量较大的公共场合，如商场与地铁等区域。其原理与烟雾报警器相类似，首先设置报警装置，在监测到浓烟、一氧化碳等气体时触发报警。其次在对应位置设置七氟丙烷灭火剂的贮藏管道或者贮藏罐，烟雾报警后相关装置被触发，贮藏设施的开口被强制打开，向外喷出七氟丙烷气体，从而达到快速灭火的目的。

5.3 针对其释放有害气体的研究

七氟丙烷灭火剂有着其他灭火剂无可比拟的优势，但美中不足的就是燃烧后产生的氟化氢气体。目前，已有针对此项问题的研究，如采取“释药法”，降低周边温度，最大限度地稀释氟化氢浓度，保证周边区域安全。“释药法”虽然在实践中得到了良好的效果反馈，但此方法成本较高，耗费时间较长，对七氟丙烷充分反应后所产生氟化氢的稀释问题，仍需要相关研究团队做更加深入的研究。相关团队可以联合消防与化工等高精尖人才，从实践中得出经验，以实践反哺理论，从而达到完善理论，再次指导实践的效果。争取研制出较为便利且有效的方式针对其有害气体进行稀释，并成功、安全地应用与实践。

6、结束语

从灭火剂介绍与对比，七氟丙烷灭火剂的优越性及缺陷，以及应用推广展望等入手，具体对七氟丙烷灭火剂在当前的应用情况做了分析。七氟丙烷灭火剂目前仍是替代哈龙灭火剂的最佳选择，针对其缺陷所做的弥补措施也正在研究实施中。七氟丙烷灭火剂的推广使用对我国提高火灾扑救率，减少人民生命及财产的损失都有着巨大作用。七氟丙烷的特殊性规定了其还可以用于防火，可应用于易燃易爆施工防火过程中，也取得了比较良好的效果。

参考文献：

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