固体微粒气溶胶灭火剂热分解及燃烧性能研究

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1、傅智敏等:固体微粒气溶胶灭火剂热分解及燃烧性能研究2003年第4期固体微粒气溶胶灭火剂热分解及燃烧性能研究傅智敏‘，黄金印‘，杨荣杰“(1.中国人民武装警察部队学院，河北廊坊065000;2.北京理工大学化工与材料学院，北京100081)摘要:通过原位红外分析和TG分析，研究了固体微粒气溶胶灭火剂的热分解过程，探讨了灭火剂中氧化剂含量、氧化剂种类、燃烧剂含量和药柱密度对燃烧性能的影响。气溶胶固体微粒粒度分布、气体成分和固体微粒的化学组成分析结果表明，固体微粒气溶胶灭火剂形成的气溶胶产物有良好的抑制火焰的性能。关键词:固

2、体微粒气溶胶;灭火剂;热分解;燃烧性能;产物分析2.3灭火性能与燃烧性能测试1引言灭火测试是在一个相对密闭的铁皮箱(边长1m固体微粒气溶胶灭火剂是指利用烟火技术产生微的立方体)中进行的。铁皮箱中放置三处火源，其中两米级固体微粒气溶胶(PyrotechnicallyGenerated处分别放置于铁皮箱内底板的两个角落，另一处火源Aerosols，简写为PGAs)抑制火焰的灭火剂[C11，这是一位于距铁皮箱底板50cm高的另一角落处。在记录各类正在被开发和应用的哈龙灭火剂替代物L2-11oPGAs处火源熄灭时间的同时，记录

3、药柱的燃烧时间。灭火剂具有灭火效力高、无毒、臭氧耗损潜能值2.4气溶胶粒度分布测试

4、性和燃烧产物成分，对于为固体微粒气气体取样采用密闭爆发器取样和烟箱取样两种方溶胶灭火剂的改性提供理论依据、扩大使用范围是非法。使用日本岛津热导检测仪(分析一氧化碳、二氧化常重要的。本文以北京理工大学研制的固体微粒气溶碳和烃类)、日本岛津火焰离子化检测仪(分析氧气和胶灭火剂(代号EBM)为对象，研究其热分解和燃烧性氮气)和美国热电子公司生产的42C型NO-NO2-NO.食匕。化学发光仪(分析氮氧化物)分析气体成分。2实验3EBM灭火剂热分解的原位红外分析2.1试剂根据已完成的热重分析[6.7〕可知，EBM灭火剂在EBM灭

5、火剂性能测试所使用的试剂如表1所示。温度上升至450'C时，共失重42.6510o。其分解过程表1试剂名称与等级有四个失重阶段:第一个失重段(100.12-152.48C)为水的汽化;第序号试剂名称分子式分子量试剂等级产地1EBM灭火剂山西安华灭火器材有限责任公司二个失重段(196.03~250.65C)对2EBM燃烧剂组分北京理工大学应于灭火剂中燃烧剂组分ACN的失3硝酸钾KN03101.10优级纯上海化工专科学校实验工厂重;第三个失重段(250.654高氯酸钾KC104138.55分析纯北京南尚乐化工厂354.35

6、'C)主要是燃烧剂组分BCN的失重，同时硝酸钾有非常少量的失重;2.2原位红外分析使用美国生产的NICOLET560型傅立叶原位红最后一个失重段(354.35^-447.66'C)包括燃烧剂组分外分析仪，分别对EBM灭火剂原配方样品、添加2000BCN和硝酸钾两种组分的气化分解。TG分析结果表明燃烧剂的改性样品和添加20YoKNO,的改性样品进灭火剂各组分的分解过程之间没有明显的相互影响。行固相和气相原位红外分析。图1是EBM灭火剂原配方样品的固相原位红外2003年第4期消防技术与产品信息谱图，其特征为:3700~31

7、00cm-‘区间、1140-900氨气生成;2250^-1900cm-‘处的吸收在180C时开始cm‘区间的宽吸收峰和2935cm-‘处的吸收强度随温出现，随温升渐强，210C达到最强，而后随温升强度度的升高逐渐减弱，当温度高于260C时，吸收基本消减弱，300C时消失;3760cm-1,1700cm-',1508.1失，这些吸收是灭火剂中的有机组分形成的;80C时cm-’和500^-400cm-‘处的吸收在160C时开始出现，在2375cm-’和2330cm-‘处出现非常弱的吸收，随温随温度的升高而增强。这几处的吸收

8、均为水的吸收峰，度升高逐渐增强，这是C=(〕的伸缩振动吸收峰;说明产物中有一定的水分存在。1645cm-’处的吸收在80'C时为中强，随温升减弱，200C时基本消失;1400-1370cm-‘和825cm-‘处的吸收强度在80-320'C的温度范围内随温度的升高稍有减弱，这是NOT的特征吸收，说明硝酸钾有非常微弱的变化。1238.