实验室化学安全基础：灭火剂种类及选用

2023-10-28 理论教育版权反馈

【摘要】：灭火剂是能够有效地破坏燃烧条件、终止燃烧的物质。化学泡沫灭火剂不能用来扑救忌水忌酸的化学物质和电气设备的火灾。二氧化碳灭火剂在消防工作中有较广泛的作用。普通干粉灭火剂主要使用于扑救可燃液体、可燃气体及带电设备的火灾。目前它的种类最多，生产使用量最大。

对化工厂火灾的扑救，必须根据化工生产工艺条件、原材料、中间产品、产品的性质，建筑物的特点，灭火物质的价值等原则，来选择合理的灭火剂和灭火器材。灭火剂是能够有效地破坏燃烧条件、终止燃烧的物质。选择灭火剂的基本要求是灭火效能高、使用方便、来源丰富、成本低廉、对人和物基本无害。化工企业常用的灭火剂有水、水蒸气、泡沫液、二氧化碳、干粉等。

（一）水和水蒸气

水是消防上应用最普通的灭火剂。水的来源丰富，取用方便，成本低廉，水有很好的灭火效能。它可以单独使用，也可与不同的化学剂组成混合液使用。

1.水的灭火原理

水的灭火原理主要包括冷却作用、窒息作用和隔离作用。

（1）冷却作用。水的比热容较大（4.1868kJ/kg·℃），水的蒸发热也较大（2.2567kJ/kg）当常温水与炽热的燃烧物接触时，在被加热和汽化的过程中，就会大量吸收燃烧物的热量，使燃烧物的温度迅速降低而灭火。

（2）窒息作用。常压下，水汽化成水蒸气体积能增大1700倍，可稀释燃烧区中的可燃气体和氧气，使它们的浓度下降，从而使可燃物因“缺氧”而停止燃烧。

（3）隔离作用。加压的水流能喷射到较远的地方，具有机械冲击作用，能冲进燃烧表面而进入内部，破坏燃烧分解的产物，使未着火的部分隔离燃烧区，防止燃烧物质快速分解而熄灭。

2.灭火用水的几种形式

（1）普通无压力用水。用容器盛装，人工浇到燃烧物上。

（2）加压的密集水流。用专用设备喷射，灭火效果比普通无压力水好。

（3）雾状水。用专用设备喷射，因水成雾滴状，吸热量大，灭火效果好。

3.不能用水扑灭的火灾

（1）相对密度小于水和不溶于水的易燃液体，如汽油、煤油、柴油等油品。（相对密度大于水的可燃液体，如硫化碳，不可用喷雾水扑救，或用水封阻火势的蔓延）某些芳香烃类能溶或稍溶于水的液体，如苯类、醇类、醚类、酮类、脂类及丙烯腈等大容量储存罐，如用水扑救，易造成可燃液体的飞溅和溢流，使火势扩大。

（2）遇水能燃烧的物质。如金属钾、钠、碳化钙等，不能使用水或含有水的泡沫液灭火，而应用沙土灭火。

（3）硫酸、盐酸和硝酸引发的火灾，不能用强大的水流冲击。因为强大的水流能使酸飞溅，流出后遇可燃物质，有引起爆炸的危险。酸溅到人身上，能使人烧伤。

（4）电器火灾未切断电源前不能用水扑救。因为水是良导体，容易造成触电。

（5）高温状态下的生产设备和装置的火灾不能用水扑救。以防高温设备遇冷水后骤冷，引起形变或爆裂。

（二）化学泡沫天火剂

常用的化学泡沫灭火剂，主要是酸性盐（硫酸盐）和碱性盐（碳酸氢钠）与少量的发泡剂（植物的水解蛋白质或甘草粉）、少量的稳定剂（三氯化铁）等混合后，相互作用而生成的泡沫，其反应式如下：

化学泡沫灭火剂发生作用后生成大量的二氧化碳气体，反应中生成的CO2气体在发泡剂的作用下，形成以CO2为核心的泡沫从喷嘴中压出。由于泡沫中含有胶体Al（OH）3且泡沫相对密度小（0.2左右），易于黏附在燃烧物表面，并可增强泡沫的热稳定性。灭火剂中的稳定剂不参加化学反应，但它分布于泡膜中可使泡沫稳定、持久，提高泡沫的封闭性能，起到隔绝氧气的作用，达到灭火的效果。

泡沫灭火剂主要用于扑救各种不溶于水的可燃、易爆液体，如石油产品等；也可用来扑救木材、纤维、橡胶等固体的火灾。化学泡沫灭火剂不能用来扑救忌水忌酸的化学物质和电气设备的火灾。

泡沫灭火剂由于发泡剂不同有多种类型，有蛋白泡沫灭火剂、水成膜泡沫灭火剂、抗溶性泡沫灭火剂、高倍数泡沫灭火剂等。(www.chuimin.cn)

（三）二氧化碳天火剂

二氧化碳是以液态形式加压充装于钢瓶中的。当它从灭火剂中喷出时，由于突然加压，一部分二氧化碳绝热膨胀，汽化，吸收大量的热量，另一部分二氧化碳迅速冷却成雪花状固体（又称：干冰）。“干冰”（温度-78.5℃）喷向着火处时，立即汽化，起到稀释氧浓度的作用；同时又起到冷却作用；而且大量二氧化碳气体笼罩在燃烧区域周围，还能起到隔离燃烧物与空气的作用。因此，二氧化碳的灭火效率也较高，当二氧化碳占空气浓度的30%～35%时，燃烧就会停止。

二氧化碳灭火剂在消防工作中有较广泛的作用。它有很多优点，灭火后不留任何痕迹，不损坏被救物品，不导电，无毒害，无腐蚀，用它可以扑救电器设备、精密仪器、电子设备、图书资料档案等火灾。但忌用于某些金属，如钾、钠、镁、铝、铁等的火灾，也不适用于某些在惰性介质中自身供氧燃烧的物质，如硝化纤维火药的火灾，也难于扑灭一些纤维物质内部的阴火。

除二氧化碳外，其他惰性气体如氮气，也可用作灭火剂。

（四）干粉天火剂

干粉灭火剂是比较典型的灭火剂，由于它的灭火效率比较高，因而用途日益广泛。干粉灭火剂是一种干燥的、易于流动的微细固体粉末，由能灭火的基料（90%以上）和防潮剂、流动促进剂、结块防止剂等添加剂组成。在救火中，干粉借助气体压力从容器中喷出，以粉雾的形式灭火。

1.分类

干粉灭火剂按其适用范围主要分为普通和多用两大类。

普通干粉灭火剂主要使用于扑救可燃液体、可燃气体及带电设备的火灾。目前它的种类最多，生产使用量最大。普通干粉灭火剂包括：以碳酸氢钠为基料的小苏打干粉（钠盐干粉）；以碳酸氢钠为基料，又添加增效基料的改性钠盐干粉；以碳酸氢钾为基料的紫钾盐干粉；以氯化钾为基料的钾盐干粉；以硫酸钾为基料的钾盐干粉；以尿素和碳酸氢钾（碳酸氢钠）反应产物为基料的氨基干粉。

多用干粉灭火剂不仅适用于扑救可燃液体、可燃气体和带电设备的火灾，还适用于扑救一般固体火灾。它包括：以磷酸盐为基料的干粉，以硫酸铵与磷酸铵盐的混合物为基料的干粉，以聚磷酸铵为基料的干粉。

2.灭火原理

（1）化学抑制作用。当粉粒与火焰中产生的自由基接触时，自由基吸附在粉粒表面，并发生如下反应：

由反应式可以看出，借助粉粒的作用，消耗了燃烧反应中的自由基（·OH和·H），使其数量急剧减少而导致燃烧反应中断，使火焰熄灭。

（2）隔离作用。喷出的粉末覆盖在燃烧物表面上，能构成阻碍燃烧的隔离层。

（3）冷却作用和窒息作用。粉末在高温下，将放出结晶水或发生分解，这些都属于吸热反应，而分解生成的不活泼气体又可稀释燃烧区内的氧气浓度，起到冷却与窒息作用。

如：

（3）干粉灭火的优缺点与适用范围。干粉灭火剂综合了泡沫、二氧化碳等灭火剂的特点，灭火效率高。此外，干粉灭火剂还是具有以下优点：化学干粉的物理化学性质稳定，无毒性，不腐蚀，不导电，易于长期储存；干粉使用温度范围广，能在-50～60℃的温度条件下储存与使用，干粉雾能防止热辐射，因而在大型火灾中，即使不穿隔热服也能进行灭火；干粉可用管道进行输送。

由于干粉具有上述优点，它除了适用于扑救易燃液体、忌水性物质火灾外，也适用于扑灭油类、电器设备的初起火灾。

但干粉灭火剂也有缺点：在密闭的房间中，使用干粉时会形成强烈的粉雾，且灭火后留下残渣，因而不适于扑救精密仪器设备、旋转电机等的火灾；干粉的冷却作用较弱，不能扑救阴燃火灾，不能迅速降低燃烧物品表面温度，容易发生复燃。因此，干粉若与泡沫或喷雾水配合使用，效果更佳。

（五）其他

用沙、土等覆盖物也可进行灭火，它们覆盖在燃烧物上，主要起到空气隔离的作用，其次沙、土等也可从燃烧物吸收热量，起到一定的冷却作用。

实验室化学安全基础：灭火剂种类及选用

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