1、 納米冷氣溶膠防火防爆劑的效能 隨著社會、經濟的進展，人們對平安問題越來越關注。防火防爆是煤礦平安管理工作的重要方面。目前預防瓦斯、煤塵等爆炸的主要方法是檢測爆炸物含量，但消退爆炸考慮不多。由于爆炸與燃燒本質相同，都是氧化還原反應、鏈反應機理，防火防爆原理相同。本文針對煤炭及其他行業的火災爆炸問題，提出防火防爆冷氣溶膠，并對它的性能、作用進行了理論分析。 1 防火防爆劑應具有的主要性能 與滅火不同，防火防爆劑進行防火防爆的原理只有一個抑制法。防火防爆所使用的場所已存在可燃物與空氣，并已混合，隔離法與窒息法無法使用；防火防爆時未發生災難，溫度不高，不會超過燃點，無須冷卻至燃點以下。 抑制劑可以防

2、止燃燒和爆炸的發生。當外來火源加熱分解可燃物，產生自由基后，若自由基與抑制劑作用并被捕獲，則失去傳遞鏈反應的功能，鏈反應將終止，燃燒反應不能進行，達到阻擋燃燒發生的效果。 這種防火防爆抑制劑應具備以下主要性能： （1）持續性。場所具有的危急性，有時是短期存在，如偶然的易燃物質泄漏等跑冒滴漏；有時則是長期存在，如粉狀可燃物、含能材料的生產車間，懸浮物始終存在。防火防爆劑噴灑后，對于被愛護場所應具有肯定時間間隔的有效愛護期。用于易燃物泄漏的防火防爆劑有效愛護期不必太長，能滿意對泄漏物處理所需時間即可；危急性長期存在的場所，防火防爆有效愛護期應較長。因此防火防爆劑應具有持續性。 （2）抑制性。捕獲燃

3、燒鏈反應中的傳遞物自由基，抑制燃燒反應鏈傳遞的進行是防火防爆劑必需具備的力量。捕獲了自由鏈反應不能連續，燃燒或爆炸則不能發生。 （3）絕緣性。防火防爆劑所愛護的場所中設備需要照常運行，若噴灑的藥劑絕緣性差，則設備難以正常運行。 （4）低腐蝕性。假如防火防爆劑有腐蝕性，它的使用將削減設備的使用壽命，使企業患病損失，因此防火防爆劑須低腐蝕性或無腐蝕性。 （5）無毒性。防火防爆劑須對人畜無毒，對環境無污染作用。 除此之外，作為產品的防火防爆劑還應具備流淌性好、抗結塊、穩定性好的等性能。 2 納米冷氣溶膠防火防爆劑效能分析 納米冷氣溶膠防火防爆劑是由納米微粒組成的防火防爆劑，以惰性氣體為動力，使其噴出

4、后可以形成氣溶膠。分析此氣溶膠的效能，先從冷氣溶膠的作用與地位談起。 2.1 冷氣溶膠的作用與地位 哈龍系列滅火劑由于破壞大氣臭氧層將于2021年從我國退出歷史舞臺，近幾年哈龍滅火劑替代品的研制如火如茶，在諸多類型的替代品中，冷氣溶膠滅火劑以卓越的性能，低廉的價格而倍受關注。冷氣溶膠滅火劑是由滅火劑干粉溶解成的水溶液，通過噴物干燥使其產生3m左右的超細粉末，再輔以分散劑、防潮劑、防靜電劑和流淌劑等添加劑勻稱混合而成。罐裝密封貯存。使用時以加壓氣體為動力，外噴形成氣溶膠全沉沒火焰而快速滅火。它克服了熱氣溶膠滅火劑燃燒時火焰外噴和產生有毒氣體的缺點，對環境無不良影響。眾所周知，同一類型的干粉滅火劑

5、，滅火效能與顆粒是一般干粉滅火顆粒的幾非常之一，其單位質量滅火效能是一般干粉的610倍、是哈龍滅火劑的46倍，滅火效能超過熱氣溶膠。 2.2 納米冷氣溶膠防火防爆劑效能分析 納米冷氣溶膠的顆粒比上述冷氣溶膠的顆粒更小，在納米級粒徑范圍內，微粒消失一些特別性：如量子尺寸效應、小尺寸效應、表面效應、久保理論。我們從下面幾個方面進行闡述。 （1）納米冷氣溶膠穩定性好。氣溶膠穩定性與膠體粒子的粒徑有關，斯托克斯通過試驗，發覺球形粒子在靜止空氣中下落時，其下落速度很快會達到一個穩定值，該值稱之為極限沉降速度。粒徑為100nm的氣溶膠膠體粒子極限沉降速度是7.3cm/d。納米顆粒粒徑小沉降慢，氣溶膠穩定性

6、好，作為防火防爆劑有效防護時間長，性能比微米顆粒更優越。 （2）納米顆粒吸附作用強。顆粒的吸附力量與比表面積有關，比表面積越大顆粒吸附力量越強。納米粒徑比微米粒徑小1000倍，吸附力量必定強。吸附分為物理吸附與化學吸附，物理吸附無選擇性，化學吸附有選擇性。從理論上講，可以制造出能選擇吸附自由基的納米顆粒，從而具有部分捕獲自由基的力量。 （3）納米顆粒化學反應力量強。當粒子尺寸下降到納米數量級時，一個粒子包含十幾個或幾十個分子，破損鍵突然增多，化學活性增加，這是小尺寸效應的表現之一。另外，對于納米顆粒，金屬費米能級四周的電子能級由準連續變得離散，能級間的距離隨顆粒尺寸的減小而增大，將會消失一系列

7、與宏觀物體截然不同的反常特性，如比熱特別、光譜線紅移、催化活性與原子數目有奇異的聯系等等，肯定程度上表現出量子效應。可以確定納米顆粒具有較強的化學反應活性，選擇不同的材料與晶態，肯定可以達到捕獲自由基的目的。 （4）納米顆粒滅火效能高。干粉顆粒與活性傳遞物碰撞，汲取其能量，使其失活，達到滅火的作用。 研制勝利的冷氣溶膠平均粒徑為3m，其滅火效能已是哈龍滅火劑的46倍。若采納平均粒徑為100nm的冷氣溶膠，由理論計算可知其滅火效能是微米冷氣溶膠的30倍。 （5）納米冷氣溶膠與熱氣溶膠、細水霧、CO2、滅火劑作防火防爆劑時的性能比較。現有的消防產品中，CO2滅火劑和近幾年開發的細水霧滅火劑可以作為防火防爆劑使用，然而它們的防火防爆性能各不相同。CO2不導電、無腐蝕，其防爆機理是降低氧含量。我們知道，H2、C2H2燃燒所需最低氧含量分別為5.9%和3.7%。CO2施放量大于所填充空間的3.6倍和5.7倍時，才能消退H2、C2H2燃燒爆炸的危急，這樣做既不經濟，人又不能便利地進入此區域，不利于工作。細水霧雖然成本低廉，但絕緣性差，有效作用時間短，使用場所受到限制。熱氣溶膠產生時外噴火焰，會引起可燃氣體的爆炸，不能作為防火防爆劑使用。而納米冷氣溶膠無上述滅火劑的弱點，防火防爆性能優越。 （6）氣溶膠的消退。盡管納米