鹵代烷(哈龍)滅火劑,為含氯、溴等鹵素的非環(huán)狀飽和烴類化合物。哈龍104(四氯化碳)作為滅火劑最早應(yīng)用于撲救易燃液體火災(zāi),之后哈龍1001、1011、2402等又被研制出,用于保護(hù)軍事設(shè)施。這些早期的哈龍滅火劑滅火時(shí)會產(chǎn)生毒性氣體,引起人員傷亡,之后人們開始尋找更安全可靠的鹵代烷滅火劑。鹵代烷1301(三氟一溴甲烷)及1211(二氟一氯一溴甲烷)解決了安全性問題,這兩種滅火劑高效低毒、不導(dǎo)電、揮發(fā)快、無殘留物、清潔安全,開始廣泛應(yīng)用于火災(zāi)撲救。
哈龍滅火劑在滅火時(shí)分解生成的氯、溴原子會催化較活潑的臭氧分子轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的氧分子,氯、溴一方面不斷消耗臭氧另一方面又在不斷再生,破壞臭氧層。
為了保護(hù)大氣臭氧層,世界多數(shù)國家相繼簽署了《關(guān)于保護(hù)臭氧層維也納公約》《關(guān)于破壞臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書》以及倫敦、哥本哈根修訂案等國際公約。經(jīng)多次修訂,明確規(guī)定:發(fā)達(dá)國家淘汰哈龍滅火劑的時(shí)間為2000年1月1日,發(fā)展中國家淘汰哈龍滅火劑的時(shí)間為2010年1月1日。我國已于1991年6月加入了《蒙特利爾議定書》(修正案)締約國行列。根據(jù)《中國消耗臭氧層物質(zhì)逐步淘汰國家方案》,我國將于2005年停止生產(chǎn)哈龍1211滅火劑,2010年停止生產(chǎn)哈龍1301滅火劑。隨著《中國消防行業(yè)哈龍整體淘汰計(jì)劃》的實(shí)施,哈龍生產(chǎn)和消費(fèi)量大幅度削減,研制清潔高效環(huán)境友好型哈龍滅火劑替代品尤為迫切。
目前,國內(nèi)外已經(jīng)使用和正在研制的替代哈龍的氣體滅火系統(tǒng)(劑)有:高低壓二氧化碳滅火系統(tǒng)、七氟丙烷(FM200)滅火系統(tǒng)、SDE固態(tài)成氣類氣體滅火系統(tǒng)、煙烙燼(Inergen)滅火系統(tǒng)、氣溶膠EBM滅火系統(tǒng)(裝置)等,正在研制開發(fā)的有鹵代烷13001三氟碘甲烷(CF3I)滅火系統(tǒng)、三氟甲烷滅火系統(tǒng)、(超)細(xì)水霧滅火系統(tǒng)等。
鹵代烷13001三氟碘甲烷(CF3I)是替代哈龍的新型氣體滅火劑。CF3I以化學(xué)滅火方式為主,主要通過熱分解生成的碘基參與并破壞燃燒的鏈反應(yīng),從而達(dá)到滅火效果。
反應(yīng)式:CF3I → CF3+I·
RH+I·→ HI+R·
OH·+HI → H2O+I·
CF3I在滅火過程中也能起到一定的物理滅火作用。在一般情況下,滅火劑的分子量越大,其蒸發(fā)熱就越大。CF3I儲存形式為高壓液態(tài)(分子量:195.91,沸點(diǎn):-22.5℃),在滅火劑釋放時(shí),其由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài),需要吸收大量的熱量,這對于火場降溫有明顯效果。
CF3I已經(jīng)通過美國NFPA標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證,它是一種新型的鹵代烷滅火劑,但目前尚未推向我國市場。CF3I在所有鹵代烷中毒性最低、滅火濃度最低(3.2%),在大氣中停留時(shí)間僅一天即可分解,為一種環(huán)境友好型替代品。
CF3I的滅火效率是所有滅火劑中較高的一種。根據(jù)對哈龍1301滅火設(shè)計(jì)濃度的確定方法:在最低滅火濃度的基礎(chǔ)上再增加70%的保險(xiǎn)量對CF3I進(jìn)行滅火濃度確定,可得出CF3I的滅火設(shè)計(jì)濃度為5%,較哈龍1301滅火設(shè)計(jì)濃度(5%-7%)低。另外,由于氟碘烴沸點(diǎn)較高,在氣體管道內(nèi)的液態(tài)方式存在的時(shí)間較哈龍1301更長,因此所需的流動阻力更小,使氣體在較短時(shí)間內(nèi)到滅火位置,從而以更快的速度實(shí)施滅火。CF3I是一種清潔滅火劑。三氟碘甲烷在滅火時(shí),反應(yīng)形成的物質(zhì)有:HF、HI、I2,HF為弱酸,且氟碘烴滅火劑滅火濃度又低,故表現(xiàn)出的酸性值是最低的,對被保護(hù)物體基本沒有腐蝕作用,并且在滅火后不會有任何殘余物。CF3I毒性低。由于與碘相連的碳原子同時(shí)還有氟原子,從而使其穩(wěn)定性大大加強(qiáng),毒性減弱,與哈龍1301相當(dāng)、測試表明,讓兩個(gè)人在短時(shí)間內(nèi)完全裸露在50%濃度13001空間,對人體的健康不會造成任何損害。CF3I揮發(fā)性好,其具有氣化后極易揮發(fā)消失的特點(diǎn)。由于它本身的比重較大,故即使有泄漏,三氟碘甲烷也是以流動形態(tài)存在于人的呼吸高度之下,而且很快揮發(fā)消失,不易被人吸入。CF3I的化學(xué)結(jié)構(gòu)中碳一碘鍵對紫外光譜的最強(qiáng)吸收峰在260nm附近,比碳-溴、碳-氯鍵的要大得多,且碳-碘鍵在近紫外區(qū)也有一定吸收,所以其光解活性大,光解壽命短,在未達(dá)到平流層前已經(jīng)分解,因此,該滅火氣體沒有達(dá)到臭氧層的可能,其臭氧耗損潛能值ODP=0。又據(jù)測定,碳-碘鍵在大氣中停留時(shí)間不超過一天,沒有造成“溫室效應(yīng)”的機(jī)會,地球變暖潛能值GWP<5。
CF3I滅火系統(tǒng)造價(jià)較高。由于三氟碘甲烷的粘度系數(shù)大,輸送距離受限制,只能作單元獨(dú)立系統(tǒng)和無管網(wǎng)裝置,故其綜合造價(jià)遠(yuǎn)大于1301、FM200、SDE、氣溶膠等,同時(shí)在噴放時(shí)象FM200一樣,形成“白霧”,一定程度上影響人員疏散。
三氟甲烷氣體是目前用來取代哈龍較好的清潔型滅火劑之一。三氟甲烷氣體滅火系統(tǒng)有以下特點(diǎn)。三氟甲烷氣體不導(dǎo)電,是一種良好的絕緣性物質(zhì)。對于撲滅電氣火災(zāi)和帶電工作設(shè)備場所的火災(zāi)極為有利。如發(fā)電機(jī)房、變電所、油浸變壓器間、計(jì)算機(jī)房、通訊樞紐、電話總機(jī)房等。三氟甲烷滅火后對所保護(hù)的物質(zhì)無腐蝕、不污染、無損壞。特別是對煙草庫、煙草生產(chǎn)車間、食品庫、資料室、檔案室、書庫、財(cái)務(wù)室、金庫、印刷車間、紙張庫、棉紡織品和皮毛庫等,滅火后對所保護(hù)的物品沒有任何污染,仍然可以使用。三氟甲烷性能穩(wěn)定,長期貯存不變質(zhì),對人無害,可用在有人工作的場所。滅火迅速,效果好。可以作為易燃的生產(chǎn)車間常設(shè)性滅火設(shè)備。如液壓設(shè)備、烘干設(shè)備、噴漆生產(chǎn)線、電器老化間、發(fā)電廠和水泥廠的煤粉倉、地下停車庫、鍋爐房及船舶的機(jī)艙和貨倉等場所火災(zāi),使用三氟甲烷氣體滅火系統(tǒng)都具有很好的滅火效果。三氟甲烷可以使用的滅火濃度范圍大,使用溫度范圍為-20~+50℃,設(shè)計(jì)滅火濃度為13.6%-50%,單位體積保護(hù)區(qū)所需要的滅火劑最低用量為550克,比七氟丙烷的標(biāo)準(zhǔn)用量634克要低13%,同時(shí)滅火劑價(jià)格要比七氟丙烷低很多。