中国粉体网讯 2019年的一场山火使澳洲损失惨重,原本以为这场山火能被快速扑灭掉,但不成想,它竟然燃烧了四个月的时间。事实上,每年各个国家发生的火灾(自然灾害或人为因素)不计其数,更为严重的将直接影响国家的经济发展,譬如这次的澳洲山火。随着社会的发展,拯救火灾的使者出现了——灭火剂。
长期以来,国内外普遍使用的灭火剂主要有清水灭火剂、干粉灭火剂、惰性气体灭火剂、泡沫灭火剂和哈龙灭火剂等。哈龙系列灭火剂以其灭火效率高、低毒无残留、腐蚀性小、易储存、适用性广等特点曾被广泛使用,但由于其对臭氧层的严重损害已被禁用。目前市场上广泛使用的固体类灭火剂仍是干粉类灭火剂。并且,干粉类灭火剂也是目前消防行业广泛使用的灭火剂类型。
干粉灭火剂由一种或多种具有灭火能力的细微无机粉末组成,其灭火机理主要为:灭火剂在可燃物表面形成覆盖层,隔绝空气中的氧使燃烧无法维持而逐步熄灭。按照灭火种类和使用场合,干粉灭火剂主要分为3种类型。1)ABC干粉灭火剂(指能灭A类火、B类火和C类火的干粉灭火剂,A类火指固体物质火灾,B类火指液体火灾,C类火指气体火灾),用于扑灭可燃固体、液体和气体火灾,主体成分为磷酸二氢铵;2)BC干粉灭火剂,用于扑灭可燃液体和气体火灾,广泛使用的品种主体成分为碳酸氢钠;3)D类干粉灭火剂,用于扑灭可燃金属类火灾,主体成分为氯化钠等。
目前全球干粉灭火剂市场使用的产品主要有三种类型:1)碳酸氢钠型干粉灭火剂,约占整体销售份额的33%,2)磷酸铵盐型干粉灭火剂,约占整体销售份额的48%,3)磷酸铵盐型超细干粉灭火剂,约占整体销售份额的39%。
磷酸铵盐型超细干粉灭火剂
磷酸铵盐干粉灭火剂简称ABC干粉灭火剂,其中磷酸二氢铵(NH4H2PO4)起主要灭火作用,其余辅料有助磨、防潮抗结块、增加流动性等功能。采用全硅化防潮工艺生产的ABC干粉灭火剂具有流动性好、存储期长、不易受潮结块、绝缘性好等特点。
ABC干粉灭火剂的主要特点是可以扑灭BC干粉无法扑灭的可燃固体(如木材等)火灾,曾被称为多用途干粉灭火剂,因此获得了比BC干粉更多的使用场合和更为广阔的发展空间。
随着消防和环保要求的提高,干粉灭火剂的销量会显著增加。随着对问题的深入思考,小编对生产磷酸铵盐原料过程中涉及到的问题两点思考:
干粉灭火剂生产的全部过程都是粉体在运动,粉体粒径小到几微米,极易随设备中流动的空气以粉尘方式外逸,造成生产车间严重的粉尘污染。因此,工业化规模生产中要严格考虑到生产线的密闭性。另外,生产线中物料的斥水性、吸湿性、松密度、出渣量等问题也是生产中需要格外注意的地方。
灭火剂生产基本流程
1-粉碎机;2-贮料斗;3-自控闸板阀;4-混合机;5-硅油贮罐;6-加热系统;7-缓冲柜;8-调节阀;9-振筛机;10-分装系统。
Dry Chemical公司灭火剂生产流程图
部分气流粉碎设备公司
气流粉碎法在灭火剂生产过程中必不可少
粉体超细化是超细干粉灭火剂制备过程中的关键,粉体的“粉碎与反粉碎”过程实际上是粉碎过程中新生粒子的分散与团聚问题,它决定着最终制得产品的粒度。超细粉体的制备方法有很多种,通常分为固相法、液相法和气相法三类。
超细粉体的制备方法
尽管制备超细粉体的方法有很多,但工业上超细干粉灭火剂的生产方法国内主要采用气流粉碎法,国际上则有喷雾干燥法、冷冻干燥法等。
非金属矿在灭火剂生产中大有作为
有研究者对磷酸铵盐干粉中的灭火基料磷酸铵盐进行了许多替代性研究,发现具有同样灭火效能的物质有聚磷酸铵、三聚氰胺磷酸盐、磷酸脲等,基本离不开氨基和磷酸根。国外研究者Gurchumelia等提出利用矿物原料——沸石、黏土页岩、珍珠岩来制作干粉灭火剂;在国内,孟明华设计出一种能够扑灭A、B、C类火的新配方,其主要是由具有多种特性的矿物材料(如蛭石矿等)复合而成,它的最大特点是干粉受热后自行膨胀,从180℃开始膨胀,温度越高膨胀系数越大,体积迅速扩大10倍,生成一种新物质覆盖在燃烧物上,隔绝氧气窒息灭火。同时,该干粉不吸潮、不结块,始终保持疏松状态,储存时间长;在灭火时,不选火种,适用范围广。
随着纳米技术研究成为世界范围的热点,超细粉体技术的研究和应用在各行业普遍展开,灭火剂的超细化研究、试验及应用也受到高度关注。Gurchumelia等提出利用矿物原料——沸石、黏土页岩、珍珠岩来制作超细干粉灭火剂。
另外,干粉灭火剂是一种易于流动的微细固体粉末,主要由灭火、防结块、染色、产品性能改善等组分及其他辅料组成。灭火组分一般为 NH4H2PO4、(NH4)2SO4、NaHCO3、NaCl 等;防结块组分包括硅油、白炭黑、全氯乙烯、金属羧酸盐和活性白土等;染色组分是相应的颜料;云母粉能够改善产品的电绝缘性和流动性的组分;滑石粉、重晶石、碳酸钙等天然矿物作为辅料,也能起到改善产品性能的作用。
参考文献:
刘慧敏等.干粉灭火剂研究及应用进展
乙醛醋酸化工.新型高效干粉灭火剂技术
吴颐伦等.干粉灭火剂生产线.公安部天津消防科研所
李姝.干粉灭火剂主要原材料性能及技术要求
(中国粉体网编辑整理/茜茜)
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