第二章　气体灭火剂

第一节　卤代烷灭火剂

卤代烷是以卤素原子取代烷烃分子中的部分或全部氢原子后得到的一类有机化合物的总称。卤代烷灭火剂属于化学灭火剂，主要有1211、1301等，具有灭火快、用量省、易汽化、空间淹没性好、洁净、不导电、可靠期储存不变质等特点，应用范围较广。卤代烷灭火剂是以液态充装在容器里，并用氮气或二氧化硫加压作为灭火剂的喷射动力的。

一、卤代烷灭火剂的发展

人类历史上最早使用的卤代烷灭火剂是在1900年使用的哈龙104(四氯化碳)，因其具有较强的毒性未进行推广。1947年，美国Purdne研究基金会组织有关部门综合地对已经研究成功的60余种卤代烷做了系统的评估，根据其灭火性能和毒害作用的大小对60余种卤代烷灭火剂进行了筛选，最后确认卤代烷1211和1301是较为理想的灭火剂。这两种卤代烷灭火剂被广泛应用在各个领域。从这时起，卤代烷灭火剂作为一种高效灭火剂应用于各个行业。

二、灭火机理

卤代烷灭火是化学灭火。卤代烷受热分解，与燃烧所产生的OH·、H·、O·等活性游离基团进行链式反应。故有时候卤代烷灭火剂称为断链剂、减速剂或抑制剂。

以1301为例：

分解出的Br·参与了燃烧过程的化学反应：

H2O+Br·

第二步反应是在一个自由基和一个稳定分子间进行的，比起第一步反应要困难得多，但再生出来的Br·与灭火剂分解产生的Br·按这两步反应不断地消耗H·、OH·，使燃烧链维持不下去，进而达到灭火的目的。

Cl·、F·也有同样的作用，但作用能力不同。三种卤素自由基对烃类火灾灭火效能的相对效力如表2-1所示。

可见1301灭火剂的灭火效率大于1211灭火剂，是二氧化碳的5倍。

三、性能特点

1. 1211灭火剂

1211灭火剂，即二氟一溴甲烷，是一种无色略带芳香气味的低毒不导电的气体。1211的特点有以下几点。

① 1211灭火剂的沸点较高，扑灭固体表面火灾的效果优于二氧化碳，余烬复燃的危险性较小。

② 1211灭火速率快，用量省。一般灭火器灭平面油盘火成功的灭火时间为8s以内，多半为2～5s。固定系统的动作和灭火时间为2～10s。对同一可燃物质火灾，1211灭火剂的用量仅为二氧化碳的1/3。

③ 1211灭火剂的蒸气压较低而临界温度又较高，故可用轻型低压薄壁容器储存，可用轻质薄壁管系及配件输送和喷射。

④ 1211灭火剂喷射灭火后，不留残渣和污迹，不污损仪表设备，不降低油质，不污染纸张，对精密仪器和电子元件无冷震，并对计算机磁带信息无影响。

⑤ 1211灭火剂的抗震稳定性较高，是可用于宇航器具、飞机、舰船等的灭火剂。

⑥ 化学稳定性好，热稳定性也较高，虽然长期储存，其纯度和理化性能不变，有效储存使用期大于5年。

⑦ 1211灭火剂对金属的腐蚀性较低，年腐蚀率小于5μm。

2. 1301灭火剂

1301灭火剂的特点有许多与1211灭火剂相同，如灭火速率快，用量省，电绝缘性能好，灭火不留残迹，装置占地面积小等，但除此之外，它还有自己的特点。

① 汽化性最强。1301灭火剂的沸点为-57.8℃，当流经管路时，就部分沸腾汽化(呈两相流动)。一喷入大气中就产生闪蒸现象，迅速汽化。

② 毒性最低。1301灭火剂是卤代烷灭火剂中毒性最低的一种，因而在有人居住或工作的各类建筑物内准许使用。

③ 热稳定性和化学稳定性都很高，长期储存不变质。对金属材料几乎不腐蚀，对弹性体的溶胀也很微弱，因而储存在容器中不泄漏。

卤代烷灭火剂最大的缺陷是它对大气臭氧层的破坏作用。20世纪80年代以来，科学家们的分析和研究表明，泄放到大气中的卤代烷灭火剂，在太阳紫外线辐射的作用下，能分离出氯原子和溴原子，分离出来的氯原子和溴原子，破坏臭氧分子。每一个游离的氯原子、溴原子可破坏高达10万个臭氧分子。众所周知，臭氧层能吸收太阳发出的有害紫外线辐射，是保护地球的天然屏障，臭氧层一旦遭到破坏，将会造成人类免疫系统的破坏，并引起地球气候的剧变，严重影响植物和农作物的生长。

四、适用范围

甲、乙、丙类液体火灾，如：烃类(包括汽油、煤油、柴油等油品)、醇类、酮类、苯及其他有机溶剂等各种液体火灾；可燃气体火灾，如甲烷、乙烷、城市燃气等各种气体火灾；电气设备火灾，如发电机，变压器等电气设备及电子设备火灾；可燃固体物质的表面火灾，如纸张、木材、织物等的表面火灾。

不适用于扑救下列火灾：在灭火过程的化学反应中本身就能供氧的化学品(氧化剂)；活泼的金属，如钾、钠等；金属氢化物；易热解的有机过氧化物和肼类；可燃固体物质的阴燃火灾。

在人们认识卤代烷灭火剂是消耗臭氧层的物质之前，认为卤代烷 1211和卤代烷1301具有既清洁又安全的特性。

五、中国的淘汰哈龙计划

卤代烷灭火剂对大气臭氧层有极强的破坏作用，联合国为了避免工业产品中的氟氯碳化物对地球臭氧层继续造成恶化及损害，承续1985年保护臭氧层维也纳公约的大原则，于1987年9月16日邀请所属26个会员国在加拿大蒙特利尔签署环境保护公约——《蒙特利尔议定书》。1990年6月，在伦敦召开的缔约方第2次会议通过了《议定书》修正案。由于修正案基本上反映了发展中国家的意愿，包括印度在内的许多发展中国家，都纷纷表示将加入修正后的《议定书》。中国代表团在会上也表示将建议我国政府尽快加入修正后的《议定书》。1991年6月14日，中国政府驻联合国代表团将加入修正后《议定书》的文件交给联合国秘书长。在缔约方第3次会议上，中国政府代表团宣布了中国政府正式加入修正后《议定书》的决定。

我国政府于1992年编制了《中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案》，正式成为中国政府为保护臭氧层履行《议定书》缔约国义务的基本文件。按照《议定书》伦敦修正案的要求，制定了到2010年完全淘汰受控物质的实施方案和行动计划，提出了一整套保护臭氧层的政策和机构框架。具体如下：

1992年成立保护臭氧层领导小组；

1995年制定各个行业淘汰战略；

1997年哈龙行业机制被批准；

1998年修订国家方案；

1998年清洗行业机制和化工生产行业机制完成；

1998年汽车行业最终伞型项目批准；

1999年CFC(氯氟烃)生产淘汰计划批准。

目前，哈龙替代物主要有FM-200七氟丙烷、IG-541烟络尽等。表2-2是我国允许使用的气体灭火剂种类。