大学化学实验(Ⅰ):无机化学实验
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第三节 灭火方法及灭火器材的使用

一、灭火的方法

要掌握灭火的方法,必须清楚物质为何燃烧。

燃烧必须同时具备可燃物质、助燃物质和火源才能发生,缺少其中任何一个条件,燃烧就不能发生。有时在一定的范围内,虽然三个条件同时具备,但由于它们之间没有相互结合,相互作用,燃烧现象也不会发生。只有清楚燃烧的三个条件,才能有助于预防火灾和了解灭火的基本原理。

一切防火的措施都是为了防止燃烧条件的相互结合和相互作用,破坏已经产生的燃烧条件。灭火的基本方法如下。

1.冷却法

(1)将灭火剂直接喷射到燃烧物质上,降低燃烧物质的温度,使其低于物质的燃点,迫使燃烧停止。

(2)将水浇在火源附近的物体上,夺取燃烧物质的热量,使其不受火焰辐射的威胁而形成新的火点。

2.隔离法

隔离法就是将火源处或周围的可燃物质进行隔离,或者转移到离火源较远的地方,使燃烧因缺少可燃物质而停止,不使火灾蔓延。

可采用的方法具体如下。

(1)为了防止燃烧的物体与其他易燃、可燃物质接触,应该迅速将其移开。

(2)移走火源附近的可燃、易燃、易爆和助燃的物品。

(3)拆除与火源及燃烧区域接连的易燃设备,预测火势蔓延的路线,阻止火势进一步的蔓延。

(4)关闭可燃气体、液体管道的阀门,减少和阻止可燃物进入燃烧区。

(5)用强大水流截阻火势。

3.窒息法

阻止空气流入燃烧区或用不燃物质冲淡空气,燃烧物会因为得不到足够的氧气而熄灭。例如用不燃或难以燃烧的物质覆盖在燃烧物上,封闭起火设备的孔洞等。

4.抑制法

抑制法也叫化学中断法,是一种新型的灭火方法。灭火原理是把灭火剂参与到燃烧反应的过程中去,使燃烧过程中产生的游离基消失,而形成稳定分子或低活性的游离基,使燃烧反应终止。目前投入使用的卤代烷灭火剂1202、1211均属于这类灭火剂。

二、灭火器材的使用

1.泡沫灭火器

大多使用的是10L标准型泡沫灭火器,它是一个内装碳酸氢钠与发沫剂的混合溶液、玻璃瓶胆(或塑料胆)内装硫酸铝水溶液的铁制容器。使用时将桶身倒转过来,两种溶液混合发生反应,产生含有二氧化碳气体的浓泡沫,体积膨胀7~10倍,一般能喷射10m左右。泡沫的密度一般在0.1~0.2g·mL-1之间,由于泡沫密度小,所以能覆盖在易燃液体的表面上。一方面使液体表面降温,液体蒸发速度降低;另一方面液体完全被泡沫覆盖以后,形成一个隔离层,隔离氧气与液面,火就扑灭了。由此可见,泡沫灭火器对于扑灭油类火灾是比较好的。

2.二氧化碳灭火器

二氧化碳是一种惰性气体,298.15K时密度为1.80g·L-1,较空气重,以液态灌入钢瓶中。液态的二氧化碳从灭火器口喷出后,迅速蒸发,变成固体雪花状的二氧化碳,又称为干冰,其温度为195K。当二氧化碳喷射到燃烧物体上,受热迅速变成气体,其浓度达到30%~35%时,物质燃烧就会停止。所以二氧化碳灭火器的使用是为了冷却燃烧物和冲淡燃烧区空气中氧的含量,使燃烧停止。

二氧化碳灭火器有两种:一种是鸭嘴式开关,使用时先拔掉保险销子,一手握住喇叭口木柄,对准着火物,另一手把鸭舌往下压,二氧化碳立即从喇叭口喷出;另一种是轮式开关,使用时一手拿喇叭口对准着火物,另一手拧开梅花轮即可。

二氧化碳是电的不良导体,适用于扑救带电(10kV以下)设备的火灾。二氧化碳无腐蚀性,可以扑救重要文件档案、珍贵仪器设备的火灾,对扑救油类火灾也有较好的效果。

二氧化碳灭火器不怕冻,但怕高温,不要放在火源附近。使用时不要用手摸金属导管,也不要将喷嘴对向任何人,以防止冻伤。

3.四氯化碳灭火器

四氯化碳灭火器筒内装四氯化碳液体,使用时将喷嘴对准着火物,拧开梅花轮,四氯化碳液体因受到筒内气压作用就会从喷嘴喷出,一般能喷射7m左右。

四氯化碳落入火区就会迅速蒸发,1L四氯化碳可以形成145L蒸气,其密度约为空气的5.5倍,蒸气覆盖在燃烧物上能阻隔空气,当空气中有10%四氯化碳蒸气时即可阻止燃烧。

四氯化碳不导电,适于扑救电器设备,其他物质的火灾也可以扑救。四氯化碳有毒,在使用时为了防止中毒,不要站在下风向,要站在上风向或较高的地方。

4.干粉灭火器

它是一种细微粉末与二氧化碳的联合装置,靠二氧化碳气体作为推动力,将粉末喷出而扑灭火灾,是一种效能较好的灭火器。

干粉(主要是碳酸氢钠等物质)是一种轻而细的粉末,所以能覆盖在燃烧物上,使之与空气隔绝而灭火。这种灭火剂有毒、无腐蚀,适用于扑救燃烧液体、档案资料和珍贵仪器的火灾,灭火效果较好。干粉不导电,可扑灭带电设备的火灾。使用时一手握住喷嘴胶管,另一手握住提把,拉起提环,粉雾即可喷出,覆盖燃烧面,达到灭火的目的。干粉灭火器应放置在干燥通风的地方,防止受潮和日光曝晒。

5. 1211灭火器

这是一种新型高效能液化气体灭火器,也是一种成本较高的灭火器。瓶体由薄钢板制成,瓶内装有压缩液化的1211灭火剂,瓶内以氮气为喷射动力。使用时将喷嘴对准着火点,拔掉铅封和安全销,用力紧压把手,启开阀门,瓶内1211液体在氮气压力下由喷嘴喷出。一般能喷射3m左右。

1211灭火剂的灭火原理:1211即二氟一氯一溴甲烷。当其气体与燃烧物接触后,受热产生的溴离子与燃烧中产生的氢游离基化合,使燃烧连锁反应迅速中止,使火熄灭(此法称为化学中断法或抑制法),同时该灭火剂也有一定的冷却和窒息作用。

1211灭火剂特别适用于扑灭易燃液体、气体、精密仪器、文物档案、电器等火灾,灭火效果比二氧化碳高4倍多,灭火后不留任何痕迹。

6.高效环保型灭火器

(1)高效水系灭火器 这是一种采用洁净水和添加剂的环保型水系灭火剂,灭火时无毒、无味、无粉尘等残留物,不会对环境造成次生污染,不破坏大气臭氧层,是一种环保型灭火剂。

灭火原理:采用雾化喷头技术,灭火装置喷出的水雾雾滴极细,比表面积大,雾滴蒸发产生大量的水蒸气并吸收大量的热量,使火场周围环境温度迅速降低。水雾蒸发产生大量的蒸汽,体积迅速膨胀,降低火场周围氧气浓度,起到隔绝氧气的作用。同时,水雾蒸汽进入火场稀释了易燃蒸气,阻断燃烧继续进行。水雾包围保护区域中其他燃料,阻挡辐射热向邻近燃烧物的辐射。

在灭火过程中喷射出的水雾能见度高,能够降低火场中烟气的含量和毒性。灭火器所使用的雾化技术,电绝缘性能达到36kV,能够保证灭火器使用者在灭电器设备或潜在电器设备发生火灾时的安全。

(2)高效阻燃灭火器 灭火器内装有预混型水成膜阻燃灭火剂,并以有压氮气为驱动力,灭火剂通过灭火器的泡沫喷嘴喷出,形成泡沫流进行灭火。在灭火时,泡沫会迅速释放出一种水膜在燃烧的油面上形成阻隔水膜层,并和泡沫层将整个油面封闭。阻隔水膜层和泡沫层还具有自愈合的性能,即使水膜层和泡沫层遭到破坏,水膜也会快速愈合,防止复燃。

此外,该灭火剂还具备阻燃、渗透和增稠三大特点。在灭火时,可迅速向燃烧物内部渗透,并黏附在燃烧物表面,增强抗复燃的能力,提高灭火效果。

上述两种灭火器不含有对人体有害的物质,且无毒、无味、无腐蚀、无粉尘等残留物,不会对环境造成次生污染,对皮肤、眼睛无刺激,是环保型的高效灭火器。