一种用于细水雾灭火的复合添加剂及其制备方法和使用方法.pdf

本发明公开了一种用于细水雾灭火的复合添加剂，所述添加剂的组份包括1wt%～5wt%的乳酸亚铁、2wt%～30wt%的钾盐、2wt%～30wt%的磷酸盐和余量的水。本发明的复合添加剂的制备方法：依次将乳酸亚铁、钾盐、磷酸盐溶于水得到复合添加剂。本发明的复合添加剂的使用方法：将复合添加剂与水按1:2～1:30的比例稀释，然后灌充到细水雾发生器中，喷向火场进行灭火。本发明的复合添加剂中乳酸亚铁、钾盐与磷酸盐三者具有很好的协同阻燃效果，大大缩短了灭火时间，灭火阻燃性能更加优异。

权利要求书
1.  一种用于细水雾灭火的复合添加剂，其特征在于，所述添加剂的组份包括1 wt%～5 wt%的乳酸亚铁、2 wt% ～30 wt%的钾盐、2 wt% ～30 wt%的磷酸盐和余量的水。

2.  如权利要求1所述的复合添加剂，其特征在于，所述钾盐为硫酸钾、硫酸氢钾、碳酸钾、碳酸氢钾、磷酸钾、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、乳酸钾、柠檬酸钾、醋酸钾、山梨酸钾中的一种或几种的混合。

3.  如权利要求2所述的复合添加剂，其特征在于，所述钾盐为硫酸钾或/和硫酸氢钾。

4.  如权利要求1所述的复合添加剂，其特征在于，所述磷酸盐为磷酸铵、磷酸氢二胺、磷酸二氢铵中的一种或几种的混合。

5.  如权利要求4所述的复合添加剂，其特征在于，所述磷酸盐为磷酸二氢铵。

6.  一种如权利要求1～5任一项所述的复合添加剂的制备方法，其特征在于，依次将乳酸亚铁、钾盐、磷酸盐溶于水，即得到所述复合添加剂。

7.  一种如权利要求1～5任一项所述的复合添加剂的使用方法，其特征在于，将所述复合添加剂与水按1:2 ～1: 30的比例稀释，然后灌充到细水雾发生器中，喷向火场进行灭火。

说明书一种用于细水雾灭火的复合添加剂及其制备方法和使用方法
技术领域
本发明涉及一种灭火剂，尤其涉及一种用于细水雾灭火的复合添加剂及其制备方法和使用方法。
背景技术
细水雾灭火技术是一种新兴的高效灭火技术，它将水雾化成直径为400 mm以下的细水雾颗粒，使水的灭火效率提升。细水雾灭火技术主要依赖物理作用灭火，通过减小水滴的尺寸来提升水的灭火效率。与传统的水喷淋灭火技术相比，细水雾的蒸发速度更快，蒸发效率更高，蒸发过程中吸收的汽化潜热更大，可有效冷却燃烧反应，加快灭火速度，提升灭火效率。细水雾产生的高密度细水雾颗粒屏障能遮断火焰燃烧的辐射热传递，阻止火势蔓延。同时，细水雾蒸发产生的水蒸气气体有效稀释燃烧物周围的氧浓度，窒息燃烧反应，防止火势复燃。
为进一步提升细水雾的灭火效率，含化学添加剂的细水雾灭火技术日益受到人们的关注。含添加剂的细水雾灭火技术是指在细水雾中添加起高效灭火阻燃作用的化学物质，通过改变细水雾的化学特性，使其不仅具备物理灭火作用，还拥有化学阻燃灭火机理，进一步增强细水雾的灭火效果。化学添加剂的阻燃灭火机理在于细水雾添加剂受热分解产生自由基抑制物，该类抑制物能扑捉可燃物燃烧过程中产生的自由基，阻断燃烧化学反应，达到熄灭燃烧的效果。
现今开发的化学阻燃类细水雾添加剂主要有过渡金属化合物和碱金属化合物两类。其中过渡金属盐主要有含铁（Fe）化合物和含锰（Mn）化合物两种，其中包括Fe(CO)5（羰基铁）、Fe(C5H5)2（二茂铁）、C5H4CH3Mn(CO)3（甲基环戊二烯三羰基锰）、FeCl2（氯化亚铁）、FeCl3（氯化铁）和MnCl2（氯化锰）等；碱金属化合物主要是一些钠盐和钾盐，如NaCO3（碳酸钠）、NaCl（氯化钠）、C3H5NaO3（乳酸钠）、KCl（氯化钾）和K2CO3（碳酸钾）。其中，Fe和Mn的有机化合物（Fe(CO)5、Fe(C5H5)2和C5H4CH3Mn(CO)3）的阻燃效果虽很优异，但是毒性较大，不适合于应用；过渡金属盐类中的无机化合物（FeCl2和FeCl3）的毒性虽小，但是须在强酸性下才能稳定存在（如0.1mol/L的FeCl3在pH = 2.3时即开始沉淀，pH = 4.1时沉淀完成），对使用设备的要求很高，不利于推广应用。并且，由于电化学腐蚀效应，氯化物（FeCl2、FeCl3和NaCl）对金属的腐蚀性普遍较强，对设备的抗腐蚀性要求较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种环境友好且对设备腐蚀性低的可应用于扑灭火灾的高效环保型的细水雾灭火复合添加剂及其制备方法和使用方法。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种用于细水雾灭火的复合添加剂，所述添加剂的组份包括1 wt%～5 wt%的乳酸亚铁、2 wt% ～30 wt%的钾盐、2 wt% ～30 wt%的磷酸盐和余量的水。
上述的复合添加剂，优选的，所述钾盐为硫酸钾、硫酸氢钾、碳酸钾、碳酸氢钾、磷酸钾、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、乳酸钾、柠檬酸钾、醋酸钾、山梨酸钾中的一种或几种的混合。
上述的复合添加剂，优选的，所述钾盐为硫酸钾或/和硫酸氢钾。
上述的复合添加剂，优选的，所述磷酸盐为磷酸铵、磷酸氢二胺、磷酸二氢铵中的一种或几种的混合。
上述的复合添加剂，优选的，所述磷酸盐为磷酸二氢铵。
本发明还提供一种上述的复合添加剂的制备方法：依次将乳酸亚铁、钾盐、磷酸盐溶于水，即得到所述复合添加剂，然后将制备的复合添加剂存放于遮光的密封容器中。
本发明还提供一种上述的复合添加剂的使用方法：将所述复合添加剂与水按1:2 ～1: 30的比例稀释，然后灌充到细水雾发生器中，喷向火场进行灭火。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1）本发明发现乳酸亚铁具有良好的灭火性能，同时将其应用在细水雾灭火复合添加剂中，缩短了灭火时间，灭火阻燃性能更加优异。
2）本发明的复合添加剂中的原料组分对设备腐蚀性低且对环境友好。
3）本发明的复合添加剂中乳酸亚铁、钾盐与磷酸盐三者具有很好的协同阻燃效果。因为本发明选用的钾盐为碱金属盐，碱金属盐可分解产生碱金属氧化物或过氧化物，进而终结燃烧所产生的氢氧根自由基，终止火焰；磷酸盐主要为磷酸铵盐，除可分解产生氨气，隔绝空气阻燃，还可在凝聚相提高成炭率，阻止聚合物的分解，使燃烧过程在早期被抑制；乳酸亚铁由于其较低的反应价态对气相燃烧火焰具有高效的抑制和熄灭效果。
4）本发明的复合添加剂的制备方法简单，工艺流程短。
5）本发明的复合添加剂的使用方法非常简单，只需与水稀释后灌充到细水雾发生器中，即可喷向火场进行灭火。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
除有特别说明，本发明中用到的各种试剂、原料均为可以从市场上购买的商品或者可以通过公知的方法制得的产品。
实施例1：
一种本发明的用于细水雾灭火的复合添加剂，其原料包括18 kg乳酸亚铁、66 kg的硫酸钾、66 kg的磷酸二氢铵和600kg的水。
本实施例的用于细水雾灭火的复合添加剂的具体制备方法为：将600kg的去离子水加入到容积为1000升的配置有搅拌机的溶液反应釜内，在室温下将18 kg乳酸亚铁固体加入反应釜中，启动搅拌机，待乳酸亚铁完全溶解后，再将66 kg的硫酸钾加入反应釜中，待硫酸钾完全溶解后，再加入66 kg的磷酸二氢铵，配制成用于细水雾灭火的复合添加剂。
将配好的用于细水雾灭火的复合添加剂存放在密闭、遮光的瓶中。灭火前将复合添加剂按1:5的比例用水稀释，然后灌充到电动式细水雾灭火器中，即可进行灭火。
实施例2：
一种本发明的用于细水雾灭火的复合添加剂，其原料包括18 kg乳酸亚铁、66 kg的硫酸氢钾、66 kg的磷酸二氢铵和600kg的水。
本实施例的用于细水雾灭火的复合添加剂的具体制备方法为：将600kg的去离子水加入到容积为1000升的配置有搅拌机的溶液反应釜内，在室温下将18 kg乳酸亚铁固体加入反应釜中，启动搅拌机，待乳酸亚铁完全溶解后，再将66 kg的硫酸氢钾加入反应釜中，待硫酸氢钾完全溶解后，再加入66 kg的磷酸二氢铵，配制成用于细水雾灭火的复合添加剂。
将配好的用于细水雾灭火的复合添加剂存放在密闭、遮光的瓶中。灭火前将复合添加剂按1:5的比例用水稀释，然后灌充到电动式细水雾灭火器中，即可进行灭火。
实施例3：
一种本发明的用于细水雾灭火的复合添加剂，其原料包括18 kg乳酸亚铁、33 kg的硫酸钾、33kg的硫酸氢钾、66 kg的磷酸二氢铵和600kg的水。
本实施例的用于细水雾灭火的复合添加剂的具体制备方法为：将600kg的去离子水加入到容积为1000升的配置有搅拌机的溶液反应釜内，在室温下将18 kg乳酸亚铁固体加入反应釜中，启动搅拌机，待乳酸亚铁完全溶解后，再将33 kg的硫酸钾和33kg的硫酸氢钾加入反应釜中，待硫酸钾和硫酸氢钾完全溶解后，再加入66 kg的磷酸二氢铵，配制成用于细水雾灭火的复合添加剂。
将配好的用于细水雾灭火的复合添加剂存放在密闭、遮光的瓶中。灭火前将复合添加剂按1:5的比例用水稀释，然后灌充到电动式细水雾灭火器中，即可进行灭火。
对比例1：
本对比例使用的用于细水雾灭火添加剂的原料与实施例1的区别在于不含有18kg乳酸亚铁，其制备方法与实施例的区别在于不添加18kg乳酸亚铁的操作步骤，其它操作步骤相同。使用方法与实施例1相同。
对比例2：
本对比例采用18 kg乳酸亚铁和600kg的水混合配制成灭火添加剂，使用方法与实施例1相同。
将实施例1、实施例2、实施例3、对比例1和对比例2中用作细水雾灭火添加剂与水按1:5比例稀释，灌充在电动式细水雾灭火器中进行A类火灭火试验。燃烧物采用由同等规格的干木材块钉制的木垛，干木材块的尺寸是500mm×40mm×40mm。钉制的木垛共六层，每层六根，共使用36根干木材块。木垛在灭火试验前预燃烧50%的重量，时间约为5分钟，然后采用实施例1、实施例2、实施例3、对比例1和对比例2复合添加剂所配制的水溶液分别进行灭火。灭火试验结果如表1所示。从表1中可出，实施例1、实施例2和实施例3制备的复合添加剂的灭火时间短，灭火效果好。因此，本发明的的高效环保防腐性细水雾灭火添加剂具有很强的灭火能力，适合于推广应用。
表1. 灭火试验结果
复合添加剂实施例1实施例2实施例3对比例1对比例2灭火时间/秒2829273851
对比例3：
本对比例分别采用①水、②1 wt %的乳酸亚铁、③2wt %硫酸钾和2wt %磷酸二氢铵、④2wt %硫酸钾、2wt %磷酸二氢铵和1wt %的乳酸亚铁的复合添加剂采用相同的方法对相同的火堆进行灭火，灭火效果如表2所示。
表2. 灭火性能的对比
实验序号添加剂灭火时间（A类木垛火，秒）1水602乳酸亚铁453硫酸钾、磷酸二氢铵414硫酸钾、磷酸二氢铵、乳酸亚铁31
从表2的对比灭火试验结果可知，本发明的用于细水雾灭火的复合添加剂的灭火能力相对于乳酸亚铁灭火、钾盐和磷酸盐复合剂的灭火能力均高出很多，灭火性能最优异。