热气溶胶灭火系统灭火密度（热气溶胶灭火技术的前世今生）

##灭火#

今天这篇文章，我们来看看一项灭火技术 —— 热气溶胶灭火技术的前世今生。

在谈论这项技术之前，我们先来看看一个关于环保的话题 —— 臭氧层空洞。众所周知，太阳紫外线对地球和人类是有很大的伤害的。

当紫外线强烈作用于皮肤时，可发生光照性皮炎，皮肤上会出现红斑、痒、水疱、水肿等情况，严重的还可引起皮肤癌。

当紫外线作用于中枢神经系统时，可出现头痛、头晕、体温升高的情况。作用于眼部时，可引起结膜炎、角膜炎，称为光照性眼炎，还有可能诱发白内障。

太阳紫外线会产生高温，损害人体健康（图片来源：摄图网）

而萦绕在天穹的臭氧层，其作用之一正是有效吸收强烈的太阳光紫外线，保护地球上的生物免受短波紫外线的伤害。

但是人类却在步入工业化与现代化的进程中，悄然无息地破坏着臭氧层。这样的行为有很多，比如在生活中，使用以氯氟烃为发泡剂所制成的纸和塑胶产品；使用含有氟利昂制冷剂的冰箱；驾驶车辆排放汽车尾气破坏臭氧层；在生产中，大量产生消耗臭氧层物质（ODS）的化学制品被广泛使用......

种种破坏臭氧层的行为屡见不鲜，1985年，英国科学家首先发现南极臭氧层出现空洞。根据欧洲航天局卫星的最新测量结果显示，臭氧空洞在2020年10月2日的面积甚至有2500万平方公里，大致相当于两个半中国的国土面积。

南极臭氧空洞示意图（来源：NASA）

上文中，笔者提到了消耗臭氧层的物质，英文缩写叫"ODS"。也提到了氟利昂制冷剂。如果氟利昂制冷剂是其中一种使用比较广泛的ODS，那么哈龙灭火剂（含溴、氯卤代烷类灭火剂的总称）则是当仁不让的消耗臭氧潜能值（ODP值）最高的物质。

其灭火机理和破坏臭氧层的机理在于：卤代物在火焰的高温中分解产生活性自由基Br-和Cl-，消除维持燃烧所必需的自由基，使燃烧过程的链锁反应中断而灭火，属于化学抑制灭火。哈龙当中含有的氯和溴，在大气中受到太阳光辐射后，分解出氯、溴的自由基，这些化学活性基团与臭氧结合夺去臭氧分子中的一个氧原子，引发一个破坏性链式反应，使臭氧遭到破坏，从而降低臭氧浓度，产生臭氧空洞。

以下是一些数据：

哈龙1301的ODP值为10，是目前需要淘汰的家用空调制冷剂R22的182倍，回收1吨哈龙1301相当于少使用182吨的R22制冷剂。

哈龙1211的ODP值为3，是目前需要淘汰家用空调制冷剂R22的54倍。

假设回收500吨哈龙，1301和1211各半，能够减少排放8250吨ODP，是HCFCs(含氢氯氟烃)2013-2015年淘汰总量（4867ODP吨）的1.7倍。

简而言之，就是回收处置了好几艘废船的氟利昂制冷剂，都可能不如一艘船上几瓶小小的哈龙灭火剂对臭氧层的破坏力大。

哈龙灭火剂（图片来源：网络）

因此，虽然哈龙灭火剂具备高效低毒等优势，但由于其对臭氧层及大气环境的破坏，国际社会也在积极探索能够替代哈龙灭火剂的灭火产品。热气溶胶灭火就在这时逐渐“浮出水面”，为世人所知。

气溶胶灭火系统是由气溶胶灭火装置与报警控制系统组成。因其是固态存储，省略了高压钢瓶、阀门等大量复杂的设备，因此具有安装简便、免维护、安全无毒等特点。按照灭火药剂配方的不同，分为S型、K型、其他型三类。

气溶胶灭火器（图片来源：网络）

第一代气溶胶灭火剂，是在20世纪60年代初在我国诞生的，也称之为“烟雾灭火技术”，是由公安天津消防研究所的科研人员完成，早期主要用于扑灭甲、乙、丙类液体储罐火灾。

在当时，这已经是一项不同于以往的全新的灭火技术，既有烟又有雾、既有细小的固体颗粒，又有水蒸气和N₂、CO₂灭火气体形成的气溶胶物质用于灭火。

第二代气溶胶灭火剂，是一种钾盐类气溶胶灭火技术，称之为“K型气溶胶灭火技术”。在20世纪60年代中期出现在前苏联。

该气溶胶发生剂中主要采用钾的硝酸盐作为主氧化剂，其喷放物灭火效率高，但其喷放物中的固体微粒主要是碳酸钾、碳酸氢钾、氧化钾这三种物质，极易吸湿，形成一种粘稠状的导电物质----氢氧化钾溶液。这种物质对电子设备有很大的损坏性，故K型气溶胶自动灭火装置不能使用于电子设备及精密仪器的场所。

举个例子，假如使用K型气溶胶灭火，比方说在电力的户外箱体柜体内部使用的话，使用完毕之后柜子里是会产生杂质的。布子一抹一层灰（脏东西），不符合绿色环保的理念。

灭火原理（图片来源：网络）

由于第二代气溶胶灭火剂存在一定的缺陷，目前市面上这方面的灭火剂已基本被淘汰。取而代之的是第三代气溶胶灭火剂，也就是“S型气溶胶灭火技术”。

这种气溶胶，是一种锶盐类气溶胶灭火技术，主要是以硝酸锶作为主氧化剂，硝酸钾作为辅氧化剂。和K型气溶胶灭火技术相比，其优势在于它不仅保证了灭火的高效率以及合理的喷发速度，同时由于硝酸锶的几种分解产物，不会像K型气溶胶一样，吸收空气中的水分而形成具有导电性和腐蚀性的电解质液膜。因此是可以在精密仪器上进行操作的。

此外，其内部的氧化锶熔点高达2450℃，远高于灭火剂生产反应温度区，固体微粒含量少且不易沉降，因此它比K型热气溶胶更环保洁净。

以下是使用热气溶胶自动灭火装置灭火的视频：