磷酸铵盐干粉灭火剂

发布日期:2017-04-20 作者: 点击:

摘要:本文概述了磷酸铵盐干粉灭火剂的灭火原理、原料组分、配方设计、生产工艺及过程要点,并探讨了相关质量问题产生的原因及相应解决方法。


关键词:磷酸铵盐;干粉灭火剂;斥水性;吸湿性;灭火性能;结块;粒径


前言


    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,其余辅料起防结块、添加剂等功能。磷酸铵盐干粉灭火剂主要分三类:1)以磷酸铵盐或焦磷酸铵盐为基料的干粉;2)以磷酸铵盐或硫酸铵盐为基料的混合干粉;3)以聚磷酸铵盐为基料的干粉。磷酸铵盐干粉灭火剂较之BC类干粉灭火剂用途更广泛,除具有BC灭火剂灭火功能外,还可灭A类固体火灾;不但能扑灭平面火灾,还能灭三维立体空间火灾。此外,磷酸铵盐干粉灭火剂因灭火效率高,速度快,原料来源广泛,对环境、人畜无毒害,不需要特殊动力及使用温度宽广等特点,已经获得很广泛应用。因磷酸铵盐灭火剂的多功能用途,为使用单一灭火剂替换各种各样高度专门化灭火剂提供了更大方便。另外,目前世界范围内掀起了淘汰"哈龙"灭火剂的环保运动,我国计划在2005年全面淘汰"哈龙"121l,2010年淘汰"哈龙"1301。因此,寻找开发新型环保灭火剂替代"哈龙"灭火剂势在必行,磷酸铵盐干粉灭火剂有望成为替代"哈龙"灭火剂的一类理想产品(1)。


2  灭火原理


    窒息、冷却、辐射及对有焰燃烧的化学抑制作用是磷酸铵盐干粉灭火效能的集中体现。其中化学抑制作用是灭火的基本原理,起主要灭火作用。磷酸二氢铵在燃烧火焰中吸热分解出氨和磷酸,随后生成P205。每一步反应均是吸热反应,故有较好的冷却作用;分解产生的游离氨能与火焰燃烧反应中产生的OH自由基反应,减少并终止燃烧反应产生的自由基,降低了燃烧反应速率(2)当火焰中游离氨浓度足够高,与火焰接触面积足够大,自由基中止速率大于燃烧反应生成的速率,链式燃烧反应被终止,导致火焰熄灭。此外,高温下磷酸二氢铵分解,在固体物质表面生成一层玻璃状薄膜残留覆盖物覆盖于燃烧物表面,冷却后形成脆性覆盖物使燃烧表面与空气隔绝,当覆盖物达到一定厚度时能够阻止复燃,阻止燃烧进行。


3  磷酸铵盐干粉灭火剂组分及配方设计


    磷酸铵盐干粉灭火剂主要由活性灭火组分、疏水成分、惰性填料及其它成分组成。疏水成分主要有硅油和疏水白炭黑;惰性填料种类繁多,主要起防振实、块,改善于粉运动性能、电性能,催化线型硅油聚合以及改善与泡沫灭火剂的共容等作用。


3.1  灭火组分


    磷酸铵盐干粉灭火剂中主要灭火组分是磷酸铵盐,硫酸铵与氯化钠经常作为辅助灭火组分加入,它们主要弥补、增强磷酸二氢铵扑灭B、C类火灾的灭火效能。


3.1.1  磷酸二氢铵


    磷酸铵盐是磷酸铵盐干粉灭火剂的核心,配方设计总是围绕磷酸铵盐来进行的。磷酸二氢铵盐的物理和化学性质对磷酸铵盐干粉灭火剂性能有重要影响。因此,首先要了解磷酸铵盐的物理和化学性能,清楚磷酸铵盐干粉灭火剂性能与磷酸二氢铵盐密切关系对于干粉灭火剂配方设计和生产工艺过程控制是很关键的。


3.1.1.1  物化性能


    磷酸二氢铵:五色透明四方晶体,比重:1.803 g/cm3(19℃),熔点190C,在空气中稳定,在100℃时小部分分解,溶于水,呈酸性。工业上将磷酸与氨按照一定比例进行中和反应生成。工业级NH4H2PO4含量≥98.o%,水不溶物≤o.1%,价格较高;化肥级NH4H~PO+国外含量约90%,国内精制级含量为88%,普通级70%左右。国内厂家由于生产规模小及受技术、设备等因素影响不同厂家生产的NH4H2P04质量参差不齐,所含杂质也不同,故磷酸二氢铵的吸湿率也各不相同(3)。


3.1.1.2  化肥级磷酸铵盐(4)


    生产磷酸铵盐干粉灭火剂的磷酸铵盐有工业级和化肥级之分,化肥级中磷酸二氢铵含量较低,价格也较低。但需注意的是只有磷酸二氢铵化肥才能用来制造干粉灭火剂,别的磷酸铵盐化肥均不能用来生产干粉灭火剂。工业上采用如下方式制备磷酸二氢铵:NH4H3PO4一NH4H2PO4。磷矿石中含有MgO、A1203、Fe20,等杂质,用湿法制磷酸时,它们与磷酸和氨反应。例如,与MgO反应生成磷酸镁铵。这些杂质存在会增加磷酸铵盐化肥粘结性与吸湿性,当然也影响到磷酸铵盐干粉灭火剂的抗结块性和吸湿性。因此,使用不同厂家化肥级磷酸铵盐时应慎重考虑其杂质种类和含量。


3.1.1.3  生产中磷酸铵盐用量计算(5)


    国标中对磷酸铵盐干粉灭火剂中的磷酸二氢铵含量有规定,而实际上国内磷酸铵盐纯度是用P2O5N的百分含量来表示的。因此不能直接用P20。或N的百分含量替代NH4H2PO4的含量来计算磷酸铵盐的用量。因为首先需要将P205或N的百分含量转化成磷酸二氢铵的含量,然后计算磷酸二氢铵盐的用量。尽管磷酸铵盐的纯度可以分别用P205、N的百分含量表示,但实际上应用P2O5含量来计算所得结果更接近真实值。NH4H2PO4中P205理论含量为61.7%将某NH4H~PO+中P20。含量与理论含量61.7%相除,即得NH4H2PO4百分含量。这样,磷酸铵盐干粉灭火剂中NH4H2PO4百分含量可表示为:(磷酸铵盐投入量XP20,%/61.7%)X100%/(磷酸铵盐投入量+生产中不挥发辅助料)。这一点和碳酸氢钠及氯化钠干粉灭火剂有很大不同,实际生产中应该予以重视。


3.1.2  硫酸铵与氯化钠


    硫酸铵盐作为辅助灭火组分,主要弥补、增强磷酸二氢铵干粉灭火剂扑灭B、C类火灾的效能。在磷酸铵盐干粉灭火剂中加入25%一30%硫酸铵盐,可明显提高灭火效能。


    物化性能:纯品为无色正交结晶,商品为白色或微带颜色结晶,比重1.769 g/cm3,235°C分解,易溶于水,水溶液呈酸性反应,不溶于乙醇、丙酮。在潮湿环境中吸收水分而结块,与碱类物质作用放出氨气。


    硫酸铵与磷酸铵盐之间并非简单的惰性混合,实验表明二者之间存在化学接触反应(6)。磷酸铵盐吸湿率很高,而硫酸铵吸湿率很低,将二者按照一定比例混合进行吸湿实验,结果发现混合物吸湿率高于混合物加权平均值,说明二者部分发生反应,生成了硫、磷酸铵。硫、磷酸铵吸湿率较高,且吸湿率随吸湿率时间和磷酸铵盐混合比例增加而明显升高。


3.1.3  氯化钠


    氯化钠:白色立方晶系结晶体,呈细小结晶分,粉末状,无臭、味咸、中性。密度:2。165 g/cm3,熔点810C,沸点1413°C,有杂质存在时易潮解,溶于水、甘油。NaCl百分含量≥98.0%,是食盐的主要成分。


    在磷酸铵盐干粉灭火剂中加入氯化钠15%一35%,同样可明显提高其灭BC类火灾的能力,还可灭轻金属火,是真正的ABCD干粉灭火剂。


3.2  疏水组分


    硅油和疏水白炭黑构成千粉灭火剂疏水组分,共同围绕在灭火剂粒子周围形成叠加斥水场,协同保持干粉的斥水防潮性。


3.2.1  硅油


    硅油:线型聚硅氧烷,根据主链硅原子侧基所连接的基团划分,用于干粉灭火剂的硅油分甲基硅油、乙基硅油、甲基含氢硅油、乙基含氢硅油等,其中甲基含氢硅油(202)最常用。含氢硅油中,侧链乙基、甲基与硅原子个数之比小于2,R/Si=2时,由于侧基无氢原子,线型聚硅氧烷分子间作用力很弱,水解交联反应慢,硅油固化需要很长时间,导致干粉虽经长时间聚合,仍有粘手感觉。当2/3<R/Si<2,其中H/R=0.9/1.0一1.1时,由于活性氢原子,存在分子间氢键作用,分子相互易接近,利于交联,聚合物固化后机械性能好。若H含量过高,交联密集,聚合物性脆,易受机械搅拌力破坏;若H含量过低,聚合物固化不好,发软,影响干粉运动性能和斥水性能。


    线型硅油交联聚合后形成三维立体网状结构,交联反应需要以下条件:有水和催化剂存在。催化剂常用路易斯质子酸,如活性白土,它是膨润土经硫酸处理而成的多孔高比表面粉料。在催化剂存在下,线型硅油经稀释后,在高速搅拌下,分散到灭火剂粒子表面水解、交联,催化反应为均相催化。固化完成后,在于粉粒子表面形成了硅油膜,其中疏水基一CH:朝外,因甲基电子云成柱状分布立体空间较大,故分子间距大,甲基内聚能密度小,斥水性强。硅油膜覆盖在粒子表面,由于它的疏水基一CH3有极强的斥水性,使液膜在形成过程中无法形成膜状,水膜无法很好地润湿粒子表面,而是缩成球形,减少了粒子与粒子表面间的接触面积,析出的晶体连接脆弱,结块趋势显著减弱,从而赋予干粉斥水性能(7)。  


    硅油聚合时最好使用稀释剂稀释,这样可使硅油螺旋型结构变成无规则蜷曲状,显示出分子极性,有利于在灭火粒子表面展开,进行下一步交联反应。


3.2.2  疏水白炭黑


    疏水白炭黑由白炭黑经硅油疏水化处理而成,白炭黑表面存在醇羟基,与含氢硅油发生脱氢反应而键合起来。此外,白炭黑毛细孔中的吸附水也与含氢硅油发生脱氢反应,硅油聚合物在白炭黑表面的物理吸附作用是主要的。


    疏水白炭黑加入后,由于粒径极细(1000目以上),充分分散到粒子间,进一步补充硅油未能覆盖的地方。粒子间疏水白炭黑不但起到物理分隔作用,更主要的是对相临粒子液膜产生排斥作用,使它们不易连接起来,降低了结块趋势。疏水白炭黑和硅油在斥水性上相互弥补,共同形成叠加斥水场。


3.3  惰性填加组分


    隋性添加剂多为非水溶性的天然矿物,价格便宜,来源广泛,是干粉灭火剂必不可少的,大致有以下二类:


3.3.1  防振实结块类


    具有鳞片状结构,富有弹性的填料,如云母、石墨、蛭石等。云母在于粉中最为常用,细度为250目左右最好,云母具有优异的电绝缘性能,加入云母后赋予灭火剂良好的电绝缘性能,还能明显提高干粉抗振实性能。


3.3.2  改善干粉运动性能、催化硅油聚合类


    这类填料有助于提高于粉运动性能,防止干粉自灭火器中喷出时"气阻"现象发生,如多孔类矿物有沸石、珍珠岩、菱镁矿等,非孑L类矿物有滑石、硅酸盐、碳酸盐、磷酸盐等,以及硅油聚合催化剂如酸性活性白土(Alz03.4SiO3·nHzO),活性白土还具有防止干粉生物霉变,利于贮存等特点。碱土金属碳酸盐也是良好的催化剂。此外,像氧化钙、氢氧化钙、二硫化钼、氮化硼以及某些工业废渣均是干粉的很好填料。


    干粉灭火剂的松密度在国标上有严格下限限制,松密度过小或过大均影响干粉其它性能,为了使松密度合乎要求,可通过惰性填料的合理搭配来调节。多孔、非多孔结构填料比表面积大于灭火组分,两者松密度相差很大,合理搭配可起到抗结块和有效调节干粉松密度作用。


3.4  磷酸铵盐干粉灭火剂的配方设计


    磷酸铵盐干粉灭火剂外观由很细微的粉末组成,使用时,先与氮气迅速混合,然后依靠气压自喷嘴喷向火源。灭火组分如磷酸铵盐因吸湿性很强,易于发生结块而无法长期保持松散粉末状态。同时因粉体运动性能不好,很难做到气、粉迅速均匀混合。因此,配方设计中,首先考虑必须对灭火组分粒子进行疏水化表面处理,使易溶于水的粒水变为难溶于水,这样可以有效降低吸湿率,提高抗结块性能,在储存期内保持松散粉末状态。其次,添加改善粉体运动性能的某些惰性填料(7)。


    根据国标规定,我国干粉中NH4H2PO4百分含量有50%和70%之分,因此,磷酸铵盐干粉灭火剂中磷酸二氢铵用量范围基本固定。此外,还可添加15%一25%的硫酸铵或氯化钠进行辅助灭火。含氢硅油一般用量4%。左右,疏水白炭黑4%左右,其余皆为惰性填料。如果干粉需要颜色,加入0.15%氧化铁黄或0.12%一0.15%氧化铁红,可将干粉染至淡黄或粉红颜色。此外,可加入0.0l%的荧光红或荧光黄也能达到所需的近似颜色效果。


4  磷酸铵盐干粉灭火剂的生产工艺


    磷酸铵盐干粉灭火剂生产工艺简述:首先烘烤含水率较高的磷酸铵盐、硫酸铵等原材料,然后送人超细粉碎机粉碎,在混合器中按照配方加入辅助原材料如碳酸钙、活性白土、云母粉等搅拌、升温,加人称量过的磷酸铵盐、硫酸铵粉碎料,快速搅拌混合均匀。加入稀释好的硅油,10-15分钟后加人疏水白炭黑,恒定温度下继续烘烤至出料,检验、称量、包装、入库。工艺简图如图1。


    磷酰铵盐干粉灭火剂生产过程要点

    现将磷酸铵盐干粉灭火剂生产过程中各个生产要点简述如下。

5.1  磷酸铵盐粉碎


    磷酸铵盐灭火组分颗粒较粗,使用前必须经过超细粉碎机粉碎到国标所要求的粒径及分布范围内。国内大多采用机械式气流粉碎机及球磨机等。从微观机械化学理论讲,粉碎是个可逆过程,一方面物料颗粒变细,比表面积增大;另一方面,表面自由能促使物料颗粒重新团聚,粒径变大,比表面积减小。正反可逆过程速度相等时,粉碎达到平衡,物料粒子尺寸达到该平衡状态条件下的最小值。要想追求更细小粒子,必须打破粉碎平衡,使平衡向超细粉末方向移动。因此,简单有效的方法是加入<5%用量粉碎助剂,可以明显提高粉碎细度,增大底盘粒子比例。粉碎助剂有无机和有机助剂之分,后者效果优于前者。


   磷酸铵盐因吸湿率高,粉碎前需烘烤,将含水率降低才有利于粉碎过程的进行。通常和硫酸铵一起粉碎,两者粉碎性能不同,硫酸铵硬度大,在混合粉碎时起着相当磨介作用。如两者混合很均匀,则会使磷酸铵盐产生更多超细粉,影响斥水性。硫酸铵盐的磨介作用与其用量有关,适量硫酸铵存在时,能改善磷酸铵盐粉碎性能,增大粉碎能力而不影响干粉斥水性。硫酸铵所占比例的大小与其含水率有关,含水率高时,在混合粉碎过程中,水份会传递到磷酸铵盐表面抑制超细粉产生,故硫酸铵所占比例可以适当高些(4.8)引。


    磷酸铵盐粒子细度及分布对灭火剂灭火能力有着极其重要作用,国标中能检测的最小粒径为40um,实际灭火临界粒径约为20um。临界粒径下粒子比例高,灭火效果好。


5.2  物料混合


    将各类原料组分加入混合器后,采用高速、高效混合设备迅速混合均匀。因为各类粉体粒子密度、粒径相差非常悬殊,混合过程既要求短时间内将各类粒子搅拌均匀,又要求将用量0.4%左右的硅油能分散到粒子表面。混合时粒子运动速率和方向不断变化,粒子间的相互接触摩擦利于硅油在粒子间传递、分散。因此,最佳混合过程是要求粒子运动速率既快,粒子间又紧密接触。


    混合器带有加热系统,加热目的为:烘出原料中加入的水、溶剂,提供促进硅油聚合、交联固化。干粉中的水分排除很重要,也较为困难。水分的降低与加热时间有关系,水分含量超标会严重影响干粉的电性能,水分的排除与抽风除湿设备的设计、工作状态有很大关系。


5.3  硅油分散及聚合固化


    硅油最好用有机溶剂如汽油、三氯乙烯、全氯乙烯、氯仿等稀释,可使硅油分子显示出极性来。稀释液最好采用雾化设备将硅油以雾状分散到高速运动的粒子中去,这样可均匀地将硅油分散到灭火剂上。生产实践证明:硅油分散方式及效果对批量干粉灭火剂斥水性能的均一性有一定影响。


    在酸性多孔催化剂如活性白土存在下,硅油在室温下可以发生聚合。加入的水量应根据使用的硅油类型来决定。如果使用甲基含氢硅油,最小理论用水量为硅油量15%、通常用水量等同于硅油用量,非含氢硅油用水量相应要大些。具体用水量应根据实际情况来决定,不能盲目随意加大用水量,以免导致混合粉体中含水率过高,有时即使延长生产时间,含水率也超标,一则影响电绝缘性能,二则干粉放置后在袋内会出现微小结块现象。


    待硅油分散完毕后,最好降低搅拌器转速,在较低转速下使硅油进一步聚合交联。固化完成后,加入疏水白炭黑,在恒温下继续烘干,进一步除掉干粉中的残余水分,使干粉含水率降至o.3%以下。烘干时间根据加入水量和设备烘干除湿能力等因素决定。加入疏水白炭黑后,应注意控制抽风除湿口的风速,尽可能避免抽走过多疏水白炭黑。


5.4  筛分


    力求避免筛网被利器或重物戳穿破坏,造成大颗粒粒子进入成品,应做到定期检查震动筛。筛分过程中,若在筛下的细料里发现明显杂物或粗颗粒,应及时检查并更换筛网,避免影响产品灭火性能。筛分过程中细粉下料速度不要过快,否则会造成料渣中含有不少本应筛下的细料,减少成品重量,生产效率下降。


5.5  检验


    在包装入库前必须按照国标进行检验,常规检验项目包括:松密度、含水率、粒径及其分布、斥水性、NH4H4PO4以及喷射性能、灭火性能、针人度、稀释率等。目前国内不少小干粉厂家五条件配齐上述检测设备,仅测试前面几项指标,故无法准确判定其干粉的真实状态。建议定期送样检测后面几项指标,并在生产过程中及时检测前面几项易测试指标,因为干粉的诸多指标之间是有密切联系的。


5.6  包装、搬运、入库


    流态化干粉从出料口进入包装袋,称量完毕后,放置待湿热空气进一步释放,干粉粒子进一步沉降后即可扎封内外袋口。扎内袋口时注意排除完袋内空气,以防内部空气受压挤破内袋,湿气进人,影响干粉质量。搬运过程中应做到轻搬轻放,防止搬运过程中人为或别的原因损坏包装内袋,影响干粉质量。库房储存时应注意通风,避免潮湿、雨淋等不利因素。


6  常见质量问题原因分析与相应措施


    下面将磷酸铵盐干粉灭火剂实际生产中常见的一些质量问题的原因分析及相应解决方法简述如下。


6.1 斥水性


    斥水性是一项重要指标,磷酸铵盐干粉灭火剂的斥水性经常很容易出问题,影响因素较多。磷酸铵盐粉碎过细,虽然灭火效能显著提高,但斥水性却明显下降。随着粒子粒径减小,比表面积急剧增加,需要更多硅油才能满足超细粒子的表面硅化处理,而定量硅油自然无法满足超细粒子的表面硅化处理,于是斥水性下降。此外,当粒子粒径过细,小于或接近疏水白炭黑粒径时,会导致磷酸铵盐吸附围绕在疏水白炭黑粒子周围,起不到疏水功能(4).作为起主要斥水性功能的疏水白炭黑,使用时要注意验证其疏水效果,检验其质量,同时加入量要适当,粒子粒径要细,否则难以吸附在粉体周围;但粒径不能过细,否则自身疏水性能欠佳。硅油要有足够加入量,水和催化剂用量和分散情况及温度都会对硅油的聚合、固化有影响,继而影响斥水性。加入白炭黑后抽湿口风速不能太大,否则会损失部分疏水白炭黑而影响斥水性。此外,混合搅拌器出粉口一定要密闭,防止灭火剂在硅化完成前渗露出去,最终进入成品中,局部影响成品斥水性。


6.2  吸湿率


    磷酸铵盐干粉灭火剂吸湿率是一项非常重要的指标,吸湿是干粉结块的直接原因。吸湿率超标则导致干粉在贮藏期内发生结块影响使用。磷酸铵盐干粉灭火剂吸湿特性主要由磷酸二氢铵的吸湿性决定。有关实验表明,磷酸二氢铵在室温下能自发分解成磷酸和氨:NH4H2PO4一NH3+H3PO4。磷酸是吸湿性很强的化合物,因磷酸覆盖于磷酸二氢铵表面且不断从大气环境中强烈吸湿,导致磷酸二氢铵吸湿率升高,所以,倘若能及时使磷酸与别的物质反应以减少、除掉磷酸,则磷酸二氢铵吸湿率会明显得到抑制。例如,用磷酸钙与磷酸反应。此外,磷酸二氢铵吸湿率还明显受到粒径大小及放置时间的影响,粒径愈细,放置时间愈长,分解出的磷酸愈多,则吸湿率愈高。同时外界环境湿度对磷酸二氢铵吸湿率有非常明显影响,随着湿度增加,吸湿率增加极快(5)。从以上分析可看出,应力求使磷酸铵盐干粉灭火剂尽量少暴露在相对湿度高的环境中,尤其是相对湿度高于60%的环境中,这样有利于降低灭火剂吸湿率。此外,磷酸二氢铵中少量磷酸二铵因为吸湿率高,容易造成灭火剂吸湿性大。硅油硅化过程中硅油种类、质量、用量和聚合时温度及干粉细度均会影响吸湿率。混合器、管路以及别的系统中残留的某些杂质如碳酸氢钠块进入系统内,和磷酸二氢铵发生接触起化学反应,生成吸湿率高的物质,影响产品吸湿率.


6.3  电绝缘性能(9.10)


    电绝缘性能是指干粉在一定容器中振实情况下的击穿电压。磷酸铵盐干粉灭火剂经常用来灭电气类火灾,其耐击穿电压性能必须满足要求,否则无法保证灭火人员的安全。含水率和云母粉是影响电绝缘性能的两个主要因素。含水率大小直接影响电绝缘性能的高低,含水率越高,击穿电压越低,电绝缘性能越差。因此,降低含水率可以有效提高击穿电压,显著改善电绝缘性能。大量实验数据表明,含水率低于0.2%时,电绝缘性在5 kV以上,达到标准要求;当含水率降至l%以下时,电绝缘性不再随含水率降低而升高。云母由于自身绝缘性常被用在电力行业绝缘部件上,云母粉本身绝缘性能好坏、用量、粒径及分布对磷酸铵盐干粉灭火剂电绝缘性影响很大。


6.4  含水率


    新版干粉灭火剂检验标准中没有含水率检测一项,虽然其它检测项目间接限制了干粉含水率,但由于不少生产厂家受检测设备及时间限制,在检验干粉时仅仅测试斥水性等几个易测试的指标。虽然斥水性指标鉴定合格,但干粉经过放置后在包装袋内发生微小结块现象,究其原因是干粉含水率超标所致,故应及时测定干粉含水率,在生产过程中控制干粉含水率。


6.5  粒径及分布与灭火效能   

    每种灭火粒子都存在上限临界粒径,小于临界粒径的粒子全部起灭火作用。大于临界粒径的粒子其动量大,通过空气对小粒子产生空气动力学拉力,迫使小粒子紧随其后,扑向火焰中心,而不是未到火焰就被热气流吹走,降低灭火效率。故当大小粒子存在最佳比例时,所有大粒子带着全部小粒子冲向火焰,灭火效能最佳,灭火剂用量最少。干粉粒径分布广,临界粒径下粒子比例高,灭火效果好;灭火组分临界粒径大,灭火效果好。在磷酸铵盐干粉灭火剂中起主要灭火作用的是磷酸二氢铵,因此,磷酸二氢铵含量升高有利于提高灭火效能。然而,灭火效能还决定于灭火粒子,只有粒径≤20um的磷酸二氢铵粒子全部起灭火作用,>20um的粒子灭火效能锐减。所以,磷酸铵盐干粉灭火剂灭火效能同时决定于磷酸二氢铵纯度与底盘粒子的比例,二者的乘积是一个重要表征灭火效能的参数。


    干粉灭火剂灭火效能是小粒子与大粒子灭火效能之和。按灭火效能定义,有如下关系式:


    如果知道sa就可求出,在实际生产中根据Xk控制干粉大、小粒子的级配,可获得具有最佳灭火效果的干粉。


    国内有的厂家生产的磷酸铵盐干粉灭火剂灭火能力差甚至无法灭火,究其原因是其灭火组分粒径粗以及底盘中细粉含量、尤其是粒径≤20 pm的磷酸铵盐粒子过少造成的。


6.6  松密度

    磷酸铵盐类干粉灭火剂松密度有下限规定,若松密度太小,则无法保证钢瓶干粉充装量。因此,应该检查粉碎系统并调整粉碎机,调整配方中不同物料,配比来达到松密度要求。


6.7  抗振实性


    有的干粉在充装钢瓶静置一段时间后,插入吸管很费力。可通过如下方法解决:提高云母粉、活性白土及其它防振实填料的用量比例,调节相互间搭配。灭火原料应一次性全部粉碎且注意粉碎工艺的稳定性。


6.4  磷酸铵盐干粉灭火剂生产中的结快现象(5)


    磷酸铵盐类干粉灭火剂生产厂家会遇到这样情况:在生产过程中加完硅油/水后,遭遇一段时间停电,结果发现混合器中磷酸铵盐已经结块,有时结块很大且很坚硬,很难从混合器里清理出来。结块严重情况下,电机无法带动搅拌器,甚至烧坏电机。有时即使不停电,也会发生结块现象。究其原因,主要是由于磷酸二氢铵溶解度增大造成的。磷酸二氢铵溶解度大,且随温度升高明显增大。实验证明,温度从60℃到100~C,磷酸二氢铵溶解度增大110%。混合物在混合加热过程中,物料中水分不断向外迁移,粒子表面气相中水蒸汽分压逐渐增大。当体系中水蒸气不能及时排出时,饱和水蒸汽开始在粒子表面发生冷凝,溶解部分磷酸二氢铵粒子表层,形成磷酸二氢铵饱和溶液。随着温度升高,溶解度增大,溶解饱和液粘度增加,粉体变为粘滞液体,体系阻力增大,加重电机负荷,直至停止运转。溶解持续进行,导致体系温度下降,饱和磷酸二氢铵溶液开始析出结晶,随温度不断降低,大量磷酸二氢铵晶体持续析出,析出后的相临粒子连结在一起,逐步形成硬块。


    因此,要防止磷酸铵盐干粉灭火剂在混合器内结块,首先要保持抽风除湿设备正常工作,及时抽走混合器内蒸发的水分,降低水蒸汽分压;其次是控制混合料中的水分含量尽可能低。


7  磷酸铵盐干粉灭火剂现状与前景


    与水、泡沫、二氧化碳等灭火剂相比,干粉灭火剂在灭火速率、灭火面积、等效单位灭火成本效果三个方面远远优于前者。因其灭火速率快,制作工艺过程不复杂,使用温度(一50-80℃)范围宽广,对环境无特殊要求,以及使用方便,不需外界动力、水源,无毒、无污染、安全等特点,目前在手提式灭火器和固定式灭火系统上得到了广泛应用。


    随着我国经济飞速发展,城市化规模和城市现代化不断发展,建筑日趋密集和高层化,人口急剧增加,财富高度集中,各种起火因素不断增加,城市火灾日趋严重。火灾频繁发生,使人类积累的巨大物资财富瞬间毁于一旦,对人类生命、财产安全构成了极大威胁,因此,加强不同场合消防安全设施很重要。然而目前在许多公共场合配置的主要是BC干粉灭火器,当然这主要是考虑价格的原因。可是,BC干粉灭火器难于扑灭A类固体火灾,很多火源往往是A类火。如果仅仅因为节约钱财造成灭火器配置错误而酿成重大火灾则得不偿失。所以必须加强推广和宣传磷酸铵盐类干粉灭火剂,在适当场所用ABC干粉灭火器替代BC干粉灭火器,这是一项刻不容缓的消防工作(1)。


    目前,我国磷酸铵盐类干粉灭火剂质量普通还存在不少缺陷,有的厂家因技术工艺不过关,设备陈旧而无法制造出合格的灭火剂;有的厂家为了眼前利益,偷工减料甚至粗制滥造,根本无法保证产品质量。这些行为都严重危害了磷酸铵盐类干粉灭火剂的推广和使用,甚至为重大火灾埋下了隐患,置人民生命和财产安全于不顾。所以,首先严格保证磷酸铵盐干粉灭火剂质量显得尤为重要。当前国内外磷酸铵盐干粉灭火剂的使用愈来愈普及,市场需求量逐年不断上升,磷酸铵盐干粉灭火剂将获得更大的发展空间和更广泛的应用。


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关键词:干粉灭火剂

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