三乙基鋁火災的預防與撲救初探

發布日期:2017-04-27 作者: 點擊:

一、概述


  三乙基鋁的化學性質活潑,易燃、易爆。此類危險品儲存設備、庫房的消防滅火工作。一直是一個令國內外消防業界十分苦惱的問題,由于被保護物的特殊屬性使得應用于此類一級自燃物品的滅火劑十分有限,傳統上只能用干沙或蛭石粉等不燃材料進行覆蓋或吸收,滅火速度慢,效率低;更由于火災危險性大,人員不便接近,人們往往面對這類火災而無可奈何。近年來,消防界開始采用干粉對其進行滅火保護,使這類化學火災防滅火技術有了一定的進展,由于被保護物遇空氣即燃燒、遇水即爆炸的特性對滅火劑無形中形成了特殊要求,對付此類火情的滅火劑目前只局限于干粉類滅火劑,且滅火能力大多都有所缺憾。


  目前國內的一些化工企業在石化產品生產和儲存過程中,消防安全一直是一項持久關注的重要工作,每年都投入大量人力物力來保證油品與化工原料的儲備安全;國外對三乙基鋁類的化學火災研究較早,有美國、德國、以色列等國家擁有特殊干粉撲滅這類火災,其滅火劑價格昂貴再加上設備、工程專業設計等高額費用,使多數企業望而卻步,幸喜國內多家公司開發出一種全新的D類干粉滅火劑,據國家權威檢測機構的專家認定,對防滅三乙基鋁類的化學火災有獨到的優勢和特點,在此,筆者就三乙基鋁火災的預防與撲救發表個人的膚淺見解。


二、三乙基鋁的特征


  三乙基鋁(英文名:Aluminum Triethyl)無色透明液體,熔點:-52.5℃,沸點:186℃/101.3Kpa,閃點:<-52℃,引燃溫度<-52℃,穩定性:在低于120℃的氮氣中是穩定且安全的,溶于鏈烷烴,當三乙基鋁濃度低于15%(m/m)時,無發火性;禁配物:空氣、水、含活潑氫化合物、鹵素或鹵素化合物、二氧化碳等;避免接觸的條件:120℃以上的高溫、空氣。其化學性質活潑, 與氧反應劇烈, 在空氣中能自燃, 遇水爆炸分解 成氫氧化鋁和乙烷, 與酸、鹵素、醇、胺類接觸發生劇烈反應, 對人體有灼傷作用, 熱 穩定性差, 主要用于有機合成,也用作火箭燃料,一級自燃物品遇空氣冒煙, 能發生自燃. 對潮濕及微量氧反應靈敏, 易引起爆炸,:對人體具有強烈刺激和腐蝕作用,主要損害呼吸道和眼結膜,高濃度吸入可引起肺水腫。吸入其煙霧可致煙霧熱。皮膚接觸可致灼傷,引起充血、水腫和起水皰,疼痛劇烈。


、三乙基鋁的應用


  a) 用于軍事


  武器:70年代以前,美軍裝備液柱式噴火器。1969年以后美國已有采用火箭彈燃燒方式代替傳統的液柱式噴火方式的意向。70年代初,美國開始對XM191式多發便攜式噴火器進行改造,研制火焰武器。該武器從圖紙設計、野外實驗、小批量生產及戰場評價使用,總共還不到3年的時間,于70年代中期定型為M202式火焰武器,并開始裝備美國陸軍和海軍陸戰隊使用?,F今裝備的是稍有改進的M202A2式。M202式燃燒火箭彈發射器由火箭發射管和火箭彈彈夾組成,采用可自燃的燃燒劑三乙基鋁作燃料,以M54式火箭發動機為動力。


  彈藥:燃燒火箭彈彈長535mm,戰斗部內裝稠化三乙基鋁燃燒劑600g,配機械觸發引信,用M54式火箭發動機推動彈丸飛行。采用這種燃燒劑,遇空氣自燃,遇水會爆炸。這不但省去點火機構,而且增加了滅火的難度,即使暫時用沙土掩蓋,再遇空氣仍會燃燒。它還有一定的粘附性,不易除去,適應戰斗要求。


  燃燒彈:裝有燃燒劑的航空炸彈、炮彈、火箭彈、槍榴彈和手榴彈。又稱縱火彈。主要用于燒傷有生力量,燒毀易燃的軍事技術裝備和設備。通常由彈體、燃燒劑、炸藥或拋射藥、引火管、引信等組成。燃燒劑多選用鋁熱劑、黃磷、凝固汽油、稠化三乙基鋁和稠化汽油等,用于產生高溫火焰,毀傷目標;拋射藥或炸藥用于將彈體炸碎,將燃燒劑引燃拋散至目標。在現代戰場中使用較多的是燃燒航空炸彈,常用的有混合燃燒航空炸彈和凝固汽油航空炸彈。前者裝有稠化三乙基鋁,彈體較小,彈重約10~50千克;后者裝有凝固汽油和黃磷,彈重可達500千克?,F代燃燒彈彈種日趨增多,燃燒劑所產生的熱量和燃燒時間等性能在不斷提高,稠化三乙基鋁是主要原料之一。


  b)用于化工生產


  目前三乙基鋁應用最廣的是化工行業的有機合成,如聚丙烯塑料等產品的活化劑,因用途不一樣,其純度也不盡相同,國內的較大型化工企業均使用三乙基鋁,擁有三乙基鋁的儲罐及裝置,三乙基鋁平時為無壓儲存,在生產使用中采用氮氣加壓輸送給工藝設備,其壓力一般不超過0.2Mpa,生產停機時即恢復為無壓狀態,要求對儲罐及管道的密封性好,一旦泄露就會發生火災,由于傳統型滅火器材在對付此類特殊品火情上一直有些使不上力,此前化工企業一直苦惱于此類一級自燃物品火災的消防安保工作。


  四、三乙基鋁火災的防范


  三乙基鋁的特性確實讓人感到有些可怕,給操作人員帶來安全上的威協,給企業的安全管理帶來困難,但我們只要了解了三乙基鋁的基本特征,那么對其消防保護也并不難,首先在操作人員的基本知識培訓方面,讓操作人員掌握如何應急處理事故,熟悉設備的流程,在發生事故時不慌不亂。二是要建立健全的安全制度,非操作人員禁止接近三乙基鋁設備,嚴格值班交接,防止出現安全上的真空。三是裝備干粉類自動滅火裝置,防患于未然,通過現代電子監控技術,對三乙基鋁儲罐及設備進行全天候監控,一有火情即報警并能自動控制滅火。


  五、三乙基鋁火災的形成及滅火機理


  三乙基鋁火災的發生主要是設備或管道發生泄漏而形成的,在生產過程中,因為三乙基鋁儲罐及管道內加有0.2 Mpa壓力,一旦密封不嚴就會出現泄漏,當三乙基鋁與空氣接觸就會發生燃燒,如不及時撲滅,就會釀成大火;因而要減少火災損失就必須要求滅火劑及滅火裝置能快速抑制、早期發現、高效滅火。


  干粉(尤其是滅火效率高的超細干粉)對三乙基鋁火災是有效的,其滅火機理是以化學滅火為主,通過化學、物理雙重滅火機能撲滅火焰,在三乙基鋁儲罐或輸送管道發生火情時,由自動滅火裝置釋放出的云霧狀超細干粉滅火劑粉末通過與燃燒物火焰接觸,產生化學反應奪取燃燒自由基與熱量,從而切斷燃燒鏈實現對火焰的撲滅,滅火劑與火焰反應產生的大量玻離狀物質吸附著在三乙基鋁表面形成一層隔離層,從而從物理上實現了被保護物與空氣的隔絕,阻斷再次燃燒所需的氧氣,以物理方式防止復燃;當滅火劑噴射到火場使火熄滅后,此時應迅速切斷給三乙基鋁儲罐加壓的氮氣,使三乙基鋁儲罐成為無壓狀態,防止干粉覆蓋層被氣壓沖破而再度復燃。


  六、應用于三乙基鋁火災滅火劑及自動滅火裝置的選擇


  1)滅火劑


  能撲滅三乙基鋁火災的滅火劑目前主要以干粉滅火為主,現在市場上使用的干粉一般分為:ABC普通干粉,BC普通干粉,D干粉(特種干粉),超細干粉等。


 ?、貯BC 和BC干粉普通干粉流動性能、斥水性能差,滅火效率也較低,易吸潮結塊,BC干粉只能應用于油類和氣體類火災,而ABC干粉是磷酸銨鹽為主要成分,在滅火時殘留酸性覆蓋物,對金屬產生腐蝕作用,其粒徑在60-70μm,全淹沒滅火效果差,只能用于手提式、推車式等移動滅火器,所以在對三乙基鋁的滅火保護方面,現在基本上不再使用磷酸銨鹽類干粉滅火劑。


 ?、贒干粉是撲救金屬火災的干粉滅火劑,其主要成分為硼砂、氯化鈉、氯化鉀、氯化鋇、碳酸鈉、石墨等。因碳酸鈉熔點低,能在燃燒的金屬表面形成薄膜,使燃燒的金屬與周圍的空氣隔絕,從而使火熄滅。目前國內少有生產,進口D干粉主要來自美國、德國、以色列等國家,其實在撲滅三乙基鋁火災方面要求是滅火效率和滅火速度,因為三乙基鋁需要與氧發生反應產生燃燒,不同于其它金屬火災的燃燒方式,而D干粉(所謂特殊干粉)的滅火效率還不及普通的ABC干粉,但價格卻是普通干粉的近二百倍,就性價比來說,實在沒有此種必要,且國內很多企業都難已接受,據有關人士透露,國內一些設計和施工企業熱衷于進口產品,而業主方在價格上又不能接受,往往造成只設計而不安裝的局面,甚至有人懷疑因使用進口產品的價格不可比性,給一些不法份子從中大撈好處提供了空間。 

③D類干粉滅火劑是一種完全區別于普通干粉的新型高效滅火劑,這是一種無毒、無害,對人體皮膚無刺激,對保護物無腐蝕;在常態下不分解、不吸濕、不結塊,具有良好的流動性、彌散性和電絕緣性的新型滅火劑,特別是國內多家公司最新研發成功的D類干粉滅火劑,其平均粒徑小于5μm,滅火效率是普通干粉的6-10倍;它與普通ABC干粉滅火劑的區別在于能自然防潮,不須硅油包裹,粒徑能加工至5μm以下,全淹沒滅火性能很好,具有滅火效率高、滅火速度快、滅火濃度低等特點,將干粉滅火拓展到自動滅火領域;完全可以撲滅三乙基鋁火災。


  2)滅火裝置


  干粉自動滅火裝置的種類很多,使用較多的干粉自動滅火裝置有超細干粉無管網滅火系列(包括懸掛式、壁裝式、柜式)、超細干粉有管網系列。


 ?、僖匀細怛寗拥某毟煞圩詣訙缁鹧b置(又稱脈沖啟動或超音速啟動,充填的都是磷酸銨鹽類干粉,):這類自動滅火裝置的主要特征是靠燃氣驅動,當保護區域發生火災時,大火點燃導火線(或稱為熱敏線),裝置內的發射火藥瞬間爆炸,產生大量氣體推出干粉滅火劑滅火;它的應用較成功地解決了磷酸銨鹽類干粉結塊的問題,并能達到快速滅火的目的。但仍存在很明顯的缺陷:一是沒有從根本上解決磷酸銨鹽類干粉對保護物的腐蝕、難清除、全淹沒效果差等固有的缺陷;二是火藥產生的巨大爆炸聲音和沖擊波對保護物的損傷,一些場所需要多具聯動,巨大的沖擊波和火光極有可能產生二次災害,尤其是化工企業的防爆場所等,故在防爆場所被禁用。


 ?、谝缘獨怛寗拥某毟煞圩詣訙缁鹧b置:這類滅火裝置用氮氣作動力,驅使滅火裝置內超細干粉滅火劑噴出進行滅火;屬無聲啟動,類似氣體方式滅火,氮氣壓力為1.2MPA,安全可靠,對保護物無任何損害,除滅火劑的綠色環保特征外,其滅火效率高、滅火速度快、滅火濃度低的特點完全符合當今消防最高要求,且氮氣剛好對三乙基鋁是安全的;重要的是這種滅火裝置科技含量高,懸掛式、柜式、壁裝式、管網式均能與火災報警系統接口,組成自動滅火系統;其無管網滅火系統(懸掛式、柜式、壁裝式)安裝簡便,成本低;管網和無管網都能撲滅較大空間的火災,全淹沒滅火或局部保護滅火的應用方式靈活選擇;有多種啟動方式:電控啟動、定溫啟動??筛鶕F場環境靈活運用,應用范圍非常廣泛。


  七、結束語


  D類干粉滅火劑經過大量試驗表明能撲滅需要氧氣助燃的金屬火災,三乙基鋁類的火災其實并不可怕,國內的消防企業完全有能力對付這類火災,比如江西進賢消防化工實業有限公司的超細干粉滅火劑,其技術處于世界領先,在干粉滅火方面代表了目前的最高水平和今后的干粉滅火發展方向,D類干粉滅火劑及自動滅火裝置是我國目前撲滅三乙基鋁火災的最佳方案。  


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關鍵詞:干粉滅火劑

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