气体灭火技术在化工企业消防中的应用

吴鹏(北京经济技术开发区消防救援支队，北京 100716)

0 引言

因为化工生产过程具有一定的特殊性，所以必须针对其中的安全问题予以充分重视，为了降低火灾发生率，不仅需要全面落实火灾防控措施，还应注重提升灭火技术的应用效果，例如对气体灭火技术进行应用，所以探究气体灭火技术在化工企业消防中的应用具有重要意义。

1 化工企业火灾特点

在化工企业生产和发展的过程中，原料、成品、中间体以及各类副产品均存在腐蚀性较强、易燃易爆等特点，导致火灾甚至爆炸情况发生的几率相对较大，并且，化工生产过程中所需应用的设备类型较多，阀门、储槽、反应釜等各类部件具有分布密集的特点。在此情况下，一旦有火灾发生，则极易导致火情快速蔓延，且因为环境温度较高，所以燃烧强度较大，同时能够产生较强的热辐射，进而快速形成大面积或是大体积的火灾，燃烧过程中还有可能引起爆炸。如果不能及时对周边存放的化工品进行有效处理，还可能导致火灾被扑灭后发生复燃，由此，灭火救援难度更大，需要消耗的资源也更多，相应的指挥工作、处置工作的复杂性更强，导致人员伤亡和严重财产损失的可能性就更大，周边环境也极易因此受到污染，特别是如果存在有毒有害物质泄漏的情况，还可能引起社会的不安定。所以，相对于其他类型的火灾，化工火灾能够造成更加严重的危害，也就需要根据化工企业火灾特点提出合理的应急预案，同时强化相关灭火措施的应用[1]。

2 气体灭火技术在化工企业消防中的应用

在可以应用于化工企业火灾消防救援工作中的灭火技术来说，气体灭火技术的合理应用占据重要地位，当前应用频率较高的气体灭火技术主要包括二氧化碳、氟以及气溶胶等。但是从实际情况来看，二氧化碳等虽然不会导致臭氧层受到破坏，但是能够长时间存在于大气中，并在一定程度上加剧温室效应。气溶胶为液体或是气体中的微粒在气体分散介质中进行悬浮而形成的一类溶胶，其中气体以氮气为主，还包含少量的水蒸气以及二氧化碳气体，所以气溶胶不会导致臭氧层受到破坏，也不会引起温室效应，也就是基本不会导致环境受到污染。除以上之外，可以在化工企业火灾救援工作中应用的气体灭火技术还有多种，且分别具有不同的特点和优势，所以应该根据实际情况合理选择适宜的气体灭火技术，以能够在提高化工企业消防救援工作效果的同时，避免自然环境因此受到污染。

2.1 二氧化碳灭火技术

在通常情况下，二氧化碳属于一类无色无味的气体，重量大于空气，相对密度在1.529，既不助燃，也不燃烧，经过压缩液化处理之后灌入到钢瓶内，即可形成二氧化碳灭火剂，将其从钢瓶中喷出，固体二氧化碳温度最低可以达到-78.5 ℃，且固体二氧化碳发生气化后，气体覆盖于燃烧区，既能够限制空气供给，还具有冷却作用，所以可以针对火情起到有效的控制作用。

二氧化碳可以在B类、C类以及E类火的火灾救援工作中进行应用，其作用在于将空气排出，火灾在不具有氧气供应的情况下，即能够逐渐熄灭，并且，因为二氧化碳气体不会在物品上发生残留，所以应用其针对电火火灾进行救援，可以降低设备损坏的几率。需要注意的是，虽然二氧化碳能够针对A类火进行处理，但是需要持续应用较长时间，普通手提灭火器不能满足消防救援的剂量需求。另外，灭火器中存储的二氧化碳处于低温状态，所以使用时应避免与其进行接触，以降低发生冻伤的几率。同时，使用二氧化碳灭火时，火场内的氧气量能够因此减少，若将二氧化碳应用于空气流通不畅的环境中，极易导致救援人员呼吸受到影响，所以不适合长时间应用，且完成灭火救援工作后，应尽快撤离现场[2]。

从整体上来看，二氧化碳灭火剂中不含水，且不具有导电性能，所以可以应用于大部分电器火灾之中，也可针对精密熄火再进行处理及其他不可用水扑灭的火灾也可选择应用二氧化碳灭火剂进行处理。但是金属镁、钠、钾、铝以及过氧化钠、过氧化钾一类的氧化物，还包括亚硝酸盐、高锰酸盐、硝酸盐、重铬酸盐等氧化剂，涉及到以上各类物质的火灾，均不适合应用二氧化碳灭火剂进行处理。原因在于，二氧化碳灭火剂喷出时温度较低，环境内的水蒸气能够快速凝结成水滴，并与上述各类物质发生化学反应，同时大量释放热量，并抵制二氧化碳灭火剂的冷却作用，还能够增加氧气的供给，导致二氧化碳灭火效果受到严重影响，甚至可能加剧火势的蔓延。二氧化碳气体灭火技术属于当前化工企业中少见的可以对灭火区域进行控制的一类灭火技术，如果化工企业设备遭遇火灾，并且周边环境较为空旷，可采用二氧化碳灭火技术对火情进行处理。但是只有灭火剂用量在自身30%以上的状态下，才能起到显著的灭火效果，而在空气中，如果二氧化碳的浓度在20%以上，即有可能导致人员窒息，且快速下降的环境温度也可能导致人体受到伤害。所以，如果火灾发生于人员活动区域，或是存在贵重设备的区域，二氧化碳灭火技术的应用将受到限制。但是二氧化碳的渗透性良好，所以如果在档案室内发生火灾，二氧化碳灭火技术能够呈现出较好的应用效果。与此同时，近几年有相关研究结果显示，二氧化碳能够导致全球变暖现象加剧，所以从人与自然和谐相处的角度来看，二氧化碳灭火剂并不是适合持续大量应用，所以在时代发展、科技进步的背景之下，二氧化碳灭火技术将逐渐被其他类型的技术取代[3]。

2.2 氟系灭火技术

2.2.1 七氟丙烷

七氟丙烷气体灭火技术属于一类卤代烃灭火剂，分子量为170.03，在常压状态下无色无味，进行存储时，则需在合适的压强下将其转化成为液态，同时，七氟丙烷整体的化学稳定性以及热稳定性均较为良好，具体物理性质如表1所示。

表1 七氟丙烷物理性质基本情况

七氟丙烷气体灭火剂属于一类具有清洁性特点的气体灭火剂，可以将其特点总结为以下几个方面：(1)扑救效率高、范围广，可针对A类、B类、C类三个类型的火灾进行有效扑救，且不易出现再燃情况；(2)毒性低，在正常情况下不会导致人体健康受到影响；(3)不含水、不导电，不会导致电器设备、资料、磁带等受到损坏；(4)不具有液相或固相的残留物，不易产生环境污染，针对臭氧层能够产生的损耗潜能值处于0的状态。

在灭火机理方面，针对七氟丙烷的看法可分为两个类型，一类看法认为，其灭火机里类似于卤代烷系列灭火剂，以化学灭火方式为主，原理在于，七氟丙烷灭火剂可以采用热解的方式产生含氟自由基，含氟自由基能够与燃烧过程中产生的支链反应中所包含的活性自由基共同产生气相作用，并导致化学连锁反应中断，也就可以起到灭火作用；另一类看法认为，七氟丙烷灭火过程要借助物理反应以及化学反应实现热吸收，进而起到隔绝氧气和降低热量的作用，也就可以对火灾进行有效控制，并将火灾扑灭。

从整体上来看，七氟丙烷灭火系统可以被纳入到淹没灭火系统当中，也就是其不仅可以针对A、B、C三类火灾进行扑救，针对电气火灾、可融化固体火灾以及液体火灾等，均能起到较好的控制效果，同时不会导致各项设备或是资料受到损害，适合在人员流动性较大的场所中进行应用。并且，七氟丙烷灭火系统适用于有限封闭区域，可以由灭火对象实际情况控制灭火设计浓度，通常应将其浓度控制在7%～10%之间。但是，因为其密度相对空气更小，所以在将表面火灾扑灭之后，极易出现上浮情况，不利于深位火灾的处理。

2.2.2 含氟表面活性剂

针对疏水烃基表面活性剂烃基，将其中大部分或是全部的氢，使用氟进行替代，即为含氟表面活性剂，因为其浓度较低，所以表面活性较强，同时耐热性和耐化学药品性均较好，也就可以加速含氟表面活性剂的应用推广。在通常情况下，可以将含氟表面活性剂应用于氟树脂乳化聚合用乳化剂中。

通过采用调聚以及齐聚合成的方式，烃类化合物电解氟化以及全氟烯烃能够形成全氟烷基化合物，并且全氟烯烃可以和亲水基进行结合制成低分子量的含氟表面活性剂，另外，在其转化成为聚合性单体之后，采用共聚或是均聚的方式，可以实现高分子量含氟表面活性剂的制备。

在通常情况下，将表面活性剂加入到水中以后，其中能够出现发泡、乳化以及降低表面张力等情况，也就可以促使水的灭火能力增强，同时水可于可燃性液体表面构成水性覆盖膜。虽然在通常情况下，普通的表面活性剂水溶液具有的表面张力相对汽油表面张力更大，所以构成水性膜的难度较大，而含氟表面活性剂水溶液的表面张力较低，所以更易构成水性膜[4]。

从实际上来看，氟表面活性剂灭火剂主要适合在液体燃料火灾中进行应用，采用可移动式灭火机的形式，可以针对机场一类的油溢流火灾进行有效控制，对于飞机库、地下停车场一类的场合，则可采用喷射式灭火器，对于石油储罐等，则可应用底部注入式或上部注入式的消防设备，而若能够将其与干粉灭火器或是蛋白质泡沫灭火器进行联合应用，其灭火效果将得到进一步提升。

2.3 气溶胶灭火技术

对于气体灭火器来说，气溶胶属于一类应用效果较好的灭火气体介质，其中包含还原剂、氧化剂以及燃烧速度控制等不同的物质，所以可以构成固态的灭火介质，并且，可以将气溶胶划分成为冷、热两个类型。化工企业中主要应用热气溶胶，以此为基础，针对其中的灭火系统原理进行分析。在火灾发生时，环境内的空气中存在悬浮固体，打开系统阀门以后，受到压力变化影响，内部混合气体可以直接针对火灾根部喷射，也就可以对起火点的火势行控制，同时降低周围热量，使灭火系统中释放出的产物能够在进行冷却以及凝聚的过程中形成微粒子，并在空气中长时间停留，所以可以有效躲避障碍物，并提升灭火效果。但是，对气溶胶灭火技术进行应用的过程中，其能够产生大量的粉尘和烟雾，导致现场疏散效果受到影响，同时灭火位置可见度降低。另外，气溶胶灭火系统中的物质具有腐蚀性特点，可能导致化工企业中的仪器设备损坏，特别是如果仪器设备较为贵重，应该在情况允许时，尽量避免应用气溶胶灭火技术，且因为该项技术适合针对大空间火灾进行处理，所以合理应用气溶胶灭火技术有利于控制消防成本。

3 结语

在当代社会经济水平高速发展的背景下，化工企业发展速度越来越快。同时，又因为其存储、生产等各个环节中时常存在高压、真空、高温等特殊情况，易产生化学反应，存在发生火灾的可能性较大。一旦发生火灾，必然导致严重的后果。所以，化工企业火灾处理工作受到了广泛关注。化工企业消防工作适合应用气体灭火技术，所以除要求化工企业在日常积极完善防火工作以外，还应注重探究气体灭火技术在其中的应用。当前可以进行应用的气体灭火技术主要包括二氧化碳灭火技术、氟系灭火技术以及气溶胶灭火技术，并且不同灭火技术具有不同的特点和优势，还应根据实际情况进行合理选择，以能够在提高消防救援效果的同时，起到保护环境的作用。