[摘要]介绍了惰性气体灭火剂、卤代烃灭火剂、气溶胶灭火剂中几种新型灭火剂的性能及灭火原理，并对其适用条件进行了说明。

[关键词]消防；灭火剂；灭火原理；臭氧层

哈龙灭火剂在灭火、防爆和抑爆方面具有优越的性能，在世界各地也获得广泛应用。但由于哈龙属于溴氟烷烃类物质，对大气臭氧层有巨大的破坏作用。《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》修正案规定，工业发达国家停止哈龙生产和消费的最后期限是1994年，不发达国家可延长至2005年。

我国将在2005年以前全部淘汰哈龙1211，2010年以前全面淘汰哈龙1301。目前世界各国消防专家都在积极寻找和研制哈龙替代物。哈龙替代物应具有以下特点:(1)对环境没有危害，即不含破坏臭氧层因素(大气臭氧损坏值ODP≤0.05)，不含产生温室效应因素(温室效应值GMP≤0.1)，在大气中存活时间短；(2)对人体无危害；(3)毒性低、灭火现场清洁，无沉渣；(4)灭火效果好，速度快，一般应在10s之内灭火；(5)对设备没有影响。本文介绍几种能替代哈龙的环保型灭火剂。

一、七氟丙烷气体灭火剂

七氟丙烷气体灭火剂是美国大湖公司研制生产的卤代烃灭火剂的一种，分子式为CF3CHFCF3。它无色无味，在一定的压强下呈液态储存。七氟丙烷的灭火机理与卤代烷系列灭火剂的灭火机理相似，以化学灭火为主。七氟丙烷灭火剂在火灾中通过热解能够产生含氟的自由基，进而与燃烧反应过程中产生支链反应的H+、OH-等活性自由基发生气相作用，从而中断燃烧过程中化学连锁反应的链传递。

另外，七氟丙烷在汽化的过程中要吸收大量的热量，因而具有冷却灭火的作用。由于七氟丙烷灭火系统属于全淹没灭火系统，因此防护区应该是有限封闭的空间。七氟丙烷灭火设计体积分数根据灭火对象确定，一般为7%～10%。虽然七氟丙烷气体灭火剂的大气臭氧损坏ODP为0，不破坏臭氧层，但温室效应值GMP为0.6，对大气破坏的永久性程度为42，大气中存留时间为31a，这是一大缺陷。英美等国已将其列入受控使用计划之列，不宜作长期哈龙替代物。另外，七氟丙烷气体灭火剂密度较空气轻，1min扑灭表面火灾后，很快就向上漂浮，对深位火灾灭火效果不好。七氟丙烷气体灭火剂可用于扑救液体火灾或可熔化的固体火灾、灭火前能切断气源的气体火灾。适用于有人占用场所，对电子仪器设备、磁带资料等不会造成损害。

二、易安龙灭火剂

易安龙灭火剂是从无火焰火箭燃料工程中研究和开发的一种新型绿色清洁灭火剂。其固体合成物化学成分为:硝酸钾质量分数为62.3%，硝化纤维质量分数为22.4%，碳质量分数为9%，工艺混合物质量分数为6.3%。烟雾化学成分:固相(碳酸钾为主)质量浓度为7000mg/m3，氮气体积分数约为70%，一氧化碳体积分数为0.4%，二氧化碳体积分数为1.2%，氧化氮体积分数为0.004%～0.01%。

易安龙灭火剂的灭火原理与卤代烷灭火剂类似，包括化学和物理两个方面:(1)通过化学反应消除造成火焰蔓延的连锁载体而干扰火焰的连锁反应；(2)通过某些成分的分解所产生的散热效力而使火场降温。设计灭火质量浓度为75～100mg/m3。

易安龙灭火剂对大气臭氧层无破坏作用(ODP为0)，也不产生温室效应，而且无论是原始材料，还是燃烧反应生成物均无毒，对环境和人体健康都没有危害。易安龙烟雾渗透力强、稳定期(抑制时间)大于30min，因而对深部火灾具有很好的灭火效果。另外，易安龙灭火剂不需要使用价格昂贵、需要保养的储存钢瓶及管网，从而可大大减少初期投资和日常保养费用。这种灭火剂适用于液体、固体、油类和电气设备多种火灾。

三、氟碘烃灭火剂

氟碘烃灭火剂具有很好的灭火效果，其灭火机理为:(1)化学灭火作用，即捕捉自由基，终止引起火焰传播的链反应，从而阻止火势的发展；(2)物理灭火作用，即通过分子强烈的热运动带走大量的热，从而达到冷却的作用。此类灭火剂不含或少含溴和氯，ODP值很低，基本上不产生温室效应，而且易分解，在大气中残留时间较短。该灭火剂也同样适用于有人占用场所。

四、EBM气溶胶灭火剂

EBM气溶胶灭火剂是北京理工大学20世纪90年代研制开发的一种新型固体微粒气溶胶灭火剂，主要成分有金属氧化物(K2O)、碳酸盐(K2CO3)或碳酸氢盐(KHCO3)、碳粒和少量金属炭化物。

EBM灭火系统是利用负催化原理，使灭火剂呈气溶胶状态，当灭火剂达到一定的灭火浓度时，固体颗粒裂解产物K以蒸汽或离子的形式存在，瞬间与活性基团H、OH和O等吸附并发生化学反应，从而消耗燃料活性基团，使燃烧的链式反应受到抑制。另外，K2O与燃烧物质C在高温下反应，吸收燃烧火源部分热量，使火焰温度降低，因而燃烧反应受到一定程度的抑制。

EBM气溶胶灭火剂具有无毒、无腐蚀、无污染、不损耗大气臭氧层和快速高效、全方位全自动灭火、设计安装维护简便易行、初始成本和使用同期成本低等特点，使用后对大气环境无不良影响，是适合我国国情的一种较理想的哈龙替代品。EBM气溶胶灭火剂可用于扑救下列物质的初期火灾:(1)变(配)电间、发电机房、通讯机房、变压器、计算机房等场所的电气火灾；(2)生产、使用或储存动物油及重油、变压器油、润化油、动物油、闪点大于60℃的柴油等各种丙类可燃液体的火灾；(3)不发生阴燃的可燃固体物质的表面火灾。EBM气溶胶灭火剂不适用于爆炸危险区域、商场、候车厅、文体娱乐等公共场所及人员密集的场所。

五、细水雾灭火剂

所谓细水雾就是用高压或气流将流过喷嘴的水形成20～120μm之间的小水滴。细水雾的灭火机理主要有两个方面:(1)汽化吸热降温作用，由于细水雾中的水滴尺寸很小，比表面积很大，因而水滴的表面换热系数增大，当环境温度高时，可以迅速汽化，由于水的汽化潜热很大(约2280kJ/kg)，因而在汽化时可以吸收大量的热量，从而降低封闭空间内的温度；(2)隔绝氧气窒息作用，水滴在汽化的过程中不仅吸收大量热量，同时体积迅速膨胀，从而使水蒸气在空气中的分压迅速增大，氧气的分压则迅速降低，当氧气体积分数降低到15.05%，就会造成隔断氧气的窒息作用，进而达到灭火的目的。细水雾灭火剂灭火速度较快，对环境也没有污染，而且可大大降低火灾中的烟气体积分数及毒性，冷却火场温度，便于安全疏散和消防队灭火。细水雾灭火系统有单流体系统和双流体系统两个基本类型。单流体系统是利用高压下储存的水和雾化喷嘴输出滴径为10～100μm的水雾，双流体系统是使用空气、氮气或其它气体使水在喷嘴处雾化。

单流体应用比较广泛。细水雾主要应用于油类和电气火灾，如B类喷射火和池火、飞机舱室、轮船船舱、计算机和电子设备室等。细水雾灭火系统在设计上还存在一些问题，这些问题一旦解决，细水雾系统就会成为最有应用前景的哈龙替代系统。

六、惰性气体灭火剂

惰性气体灭火剂主要有CO2和烟烙尽(inergen)灭火剂，其灭火原理是稀释氧气，窒息灭火，也就是通过减少火灾燃烧区空气中的氧气体积分数来达到灭火目的。烟烙尽灭火剂是美国安素公司研制生产的一种混合气体灭火剂，又称IG-541。其组成为:氮气体积分数为52%，氩气体积分数为40%，二氧化碳体积分数为8%。CO2设计灭火体积分数为34%～75%，适合于扑灭液体火灾、石蜡等可熔化固体火灾、电气火灾等。CO2灭火剂施放后遗留产物会在大气中存活一段时间，对大气温室效应有一定影响，对人身健康安全也有危害。

当CO2体积分数在空气中达到4%～6%时，可使人感到剧烈头痛，超过20%，人就会死亡。因此，CO2灭火剂不适于有人工作、居住的场所灭火。烟烙尽灭火剂设计体积分数为37.5%～42.8%。这种灭火剂施放后既不破坏臭氧层，也不污染空气，对人身安全也无不利影响。烟烙尽灭火系统投资大，维护费用高，因此适用于一些重要的经常有人停留、有贵重设备场所，但灭火效力不高，排放持续时间相对较长(约1～2min)，所以在某些火灾蔓延较快的场合中使用受到限制。

七、结语

上述几种新型灭火剂或多或少的存在一定的缺陷，如灭火浓度高、效率低、价格昂贵以及对保护对象和人有腐蚀作用等，还不是哈龙最理想的替代品。

今后气体灭火剂的研制与开发，应综合考虑灭火效率、环保效应、使用安全方便、无毒无公害、价格低等几个方面的因素。

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(沈阳建筑工程学院环境学院，辽宁沈阳110168)

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