專利名稱：一種負載型干粉滅火劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于粉基滅火劑技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及負載型干粉滅火劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
自Halonl211、1301和2402三種氣體滅火劑問世以來，因其滅火濃度低、滅火效率高、不導(dǎo)電等優(yōu)異的性能，在世界各地得到了廣泛的應(yīng)用，我國在上世紀(jì)八十年代初期至九十年代中葉，哈龍滅火系統(tǒng)的應(yīng)用達到了最高峰。但是其對臭氧層破壞嚴(yán)重，被聯(lián)合國環(huán)境署規(guī)定限期淘汰，中國政府規(guī)定2005年12月31日起禁止生產(chǎn)、使用和銷售哈龍系列滅火劑。現(xiàn)有的哈龍?zhí)娲a(chǎn)品主要有鹵代烴滅火劑、惰性氣體滅火劑、細水霧滅火劑、氣溶膠類滅火劑、粉體滅火劑等。與其它滅火介質(zhì)相比，粉體滅火劑具有滅火時間短，環(huán)境毒性低，適合缺水地區(qū)和易于長期存儲等優(yōu)點，因此粉體滅火劑的研究得到了各國研究者的重視。但目前使用的干粉滅火劑粉末顆粒通常在ΙΟμπι 75μπι之間，這種粒子彌散性相對較差、比表面積也相對較低，因而定量的粉體所具有的總比表面積較小，單個粒子的質(zhì)量較大，沉淀速度較快，且粒子受熱分解的速率較慢，導(dǎo)致其捕獲自由基或活性基團的能力有限，其滅火能力也就十分有限，進而限制了干粉滅火劑的使用范圍。由于干粉經(jīng)超微細化后，粒徑變小，比表面積顯著增加，表面活性增高，滅火效率會大大提高。所以，國內(nèi)外干粉滅火劑的發(fā)展趨勢是向著超微細化方向發(fā)展。對于傳統(tǒng)的氣流粉碎、球磨等方法存在能耗大，粉塵污染嚴(yán)重，且受固有能力限制，很難將干粉粉碎至5μπι以下。而新型的一些制備方法，如水相合成法、噴霧干燥、冷凍干燥法等雖然可以較好地降低粒度，但設(shè)備要求高，工藝條件復(fù)雜，技術(shù)難度大，生產(chǎn)成本高，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。干粉滅火劑滅火時，只有臨界粒徑以下的小粒子起滅火作用，大粒子僅表面層起滅火作用，滅火效果與粒子比表面積密切相關(guān)。因此，將滅火組分負載到廉價、多孔、大比表面積載體上，不但使滅火粒子比表面積大大增加，還相應(yīng)地減少了滅火劑使用量，既有利于滅火效能充分發(fā)揮，還降低了生產(chǎn)成本，如同化學(xué)工程中的負載型金屬催化劑一樣。據(jù)英國《消防安全雜志》(Fire Safety Journal，2000年第44卷第968-975頁)報道，將NaHCO3納米粒子加載到13X分子篩上，制備了具有核殼結(jié)構(gòu)的納米復(fù)合粉體滅火劑，增大了與火焰的接觸面積，憑借多孔沸石和NaHCO3納米粒子的協(xié)作作用提高了固體粉末的滅火性能。但其制備過程中采用的13X分子篩制備過程較為復(fù)雜，商品的成本較高，且其采用了真空冷凍干燥，此干燥方法設(shè)備要求較高，能量消耗較大，繼而增加了粉體滅火劑制備成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供一種具有良好滅火效果、彌散性好且成本較低的負載型干粉滅火劑及其制備方法。本發(fā)明的負載型干粉滅火劑，組分和質(zhì)量百分比為:多孔載體65%-80%，
鉀鹽10.5%-30%，輕質(zhì)碳酸鈣1.5% -3.0%，滑石粉2.0%-6.5%。優(yōu)選的是，所述的多孔載體為Y-A1203。優(yōu)選的是，所述的鉀鹽為KHCO3和KCl的至少一種。本發(fā)明還提供了負載型粉基滅火劑的制備方法，其特征在于:按照各組分的質(zhì)量配比稱量鉀鹽，配成鉀鹽溶液，然后與多孔載體飽和浸潰，攪拌均勻，40-100°C真空干燥8-12小時，再按照配比將輕質(zhì)碳酸鈣和滑石粉加入真空干燥后的粉體中，混合均勻，即得本發(fā)明的負載型干粉滅火劑。優(yōu)選的是，所述的鉀鹽溶液為用濃度為30%的酒精溶解的KHCO3溶液，濃度為4.3% -9.7%。優(yōu)選的是，所述的鉀鹽溶液為用濃度為50%的酒精溶解的KHCO3溶液，濃度為4.5%。優(yōu)選的是，所述的鉀鹽溶液為用濃度為30%的酒精溶解的KCl溶液，濃度為
4.3% -11.4%。優(yōu)選的是，所述的鉀鹽溶液為KCl的水溶液，濃度為8.3% -15.4%。優(yōu)選的是，所述的飽和浸潰，以載體總重為100 %計，鉀鹽的負載量為13.0% -46.2%。優(yōu)選的是，所述的多孔載體制備方法為:將擬薄水鋁石于500°C馬福爐中焙燒制得。本發(fā)明的有益效果是:I)本發(fā)明利用了 Y-Al2O3粉末載體的多孔結(jié)構(gòu)、較好的流動性及吸附煙霧性能，將高效滅火粉基介質(zhì)KHCO3及KCl負載在較為廉價的載體中，這樣既可以增加滅火組分的比表面積，又可以降低成本，形成負載型復(fù)合型滅火介質(zhì)。負載型滅火劑的內(nèi)核為Y-Al2O3，外表面覆蓋著起滅火作用的KHCO3及KCl，復(fù)合粉體在遇到火焰受熱后，所負載的KHCO3及KCl粒子由于粒徑小，比表面積大，與火焰有較大的接觸面積，分解更加迅速，更好的發(fā)揮滅火性能；同時，Y-Al2O3粉末載體具有低密度及高流動性，從而賦予了復(fù)合粉體的低密度及較好流動性，這樣可以保證微粒較容易噴射到火焰區(qū)，且可以保證微粒在火焰區(qū)域停留更長的時間，發(fā)揮其高滅火性能，且擬薄水鋁石商品的成本較低，從而降低了干粉滅火劑的制備成本。少量輕質(zhì)碳酸鈣和滑石粉的加入，也可以改善粉體的流動性能。2)本發(fā)明制備方法簡單易操作、設(shè)備要求低，能量消耗小。
具體實施例方式實施例1將IOOg擬薄水鋁石于500°C馬福爐中焙燒4h，升溫速率為100°C /h，焙燒后可得Y-Al2O30配置300ml的50%酒精溶液，溶解13.5g KHCO3，將Y-Al2O3粉末加入到碳酸氫鉀溶液中，飽和浸潰，于40°C真空干燥10h，再將1.5g輕質(zhì)碳酸鈣和3.5g滑石粉加入真空干燥后的粉體中，混合均勻，即得本發(fā)明的負載型干粉滅火劑。
將該復(fù)合粉體90g裝在0.8L的儲粉罐中，加壓到0.5MPa，噴射到油盤直徑為15cm的雙油盤無水酒精火焰上(中心火與角落火)，滅火時間為4.5s (中心火)和15.8s (角落火)，滅火劑用量為51.4g (全部熄滅)。在同樣的實驗條件下，以普通BC干粉作為滅火劑時，滅火時間為5.0s (中心火)和18.0s (角落火)，滅火劑用量為57.6g。由于負載量較低，其滅火效率(中心火熄滅時間)較成品BC干粉滅火劑并未有明顯提高。但從中心火與角落火的滅火時間差可以看出，其彌散性能比普通干粉好，說明了在撲救B類油火時，該復(fù)合滅火劑具有更好的全淹沒滅火能力。實施例2將IOOg擬薄水鋁石于500°C馬福爐中焙燒4h，升溫速率為100°C /h，焙燒后可得Y-Al2O30配置300ml的30%酒精溶液，溶解28.Sg KHCO3,將Y-Al2O3粉末加入到碳酸氫鉀溶液中，飽和浸潰，于40°C真空干燥10h，再將2.5g輕質(zhì)碳酸鈣和3g滑石粉加入真空干燥后的粉體中，混合均勻，即得本發(fā)明的負載型干粉滅火劑。將該復(fù)合粉體90g裝在0.8L的儲粉罐中，加壓到0.5MPa，噴射到油盤直徑為15cm的雙油盤無水酒精火焰上(中心火與角落火)，滅火時間為2.2s (中心火)和11.5s (角落火)，滅火劑用量為37.0g (全部熄滅)。在同樣的實驗條件下，以普通BC干粉作為滅火劑時，滅火時間為5.0s (中心火)和18.0s (角落火)，滅火劑用量為57.6g。說明了該復(fù)合滅火劑在撲救B類油火時，具有比普通BC干粉更高的滅火效率及彌散性能，從而具有更好的全淹沒滅火能力。實施例3將IOOg擬薄水鋁石于500°C馬福爐中焙燒4h，升溫速率為100°C /h，焙燒后可得Y-A1203。配置300ml的30%酒精溶液，溶解30g KC1，將Y-Al2O3粉末加入到氯化鉀溶液中，飽和浸潰，于80°C真空干燥8h，再將2g輕質(zhì)碳酸鈣和2.5g滑石粉加入真空干燥后的粉體中，混合均勻，即得本發(fā)明的負載型干粉滅火劑。將該復(fù)合粉體90g裝在0.8L的儲粉罐中，加壓到0.5MPa，噴射到油盤直徑為15cm的雙油盤無水酒精火焰上(中心火與角落火)，滅火時間為2.0s (中心火)和10.0s (角落火)，滅火劑用量為31.9g (全部熄滅)。在同樣的實驗條件下，以普通BC干粉作為滅火劑時，滅火時間為5.0s (中心火)和18.0s (角落火)，滅火劑用量為57.6g。說明了該復(fù)合滅火劑在撲救B類油火時，具有比普通BC干粉更高的滅火效率及彌散性能，從而具有更好的全淹沒滅火能力。實施例4將IOOg擬薄水鋁石于500°C馬福爐中焙燒4h，升溫速率為100°C /h，焙燒后可得Y-A1203。配置300ml的水溶液，溶解38.2g KC1，將Y-Al2O3粉末加入到氯化鉀溶液中，飽和浸潰，于80°C真空干燥8h，再將3g輕質(zhì)碳酸鈣和5.5g滑石粉加入真空干燥后的粉體中，混合均勻，即得本發(fā)明的負載型干粉滅火劑。將該復(fù)合粉體90g裝在0.8L的儲粉罐中，加壓到0.5MPa，噴射到油盤直徑為15cm的雙油盤無水酒精火焰上(中心火與角落火)，滅火時間為3.0s (中心火)和13.0s (角落火)，滅火劑用量為41.2g (全部熄滅)。在同樣的實驗條件下，以普通BC干粉作為滅火劑時，滅火時間為5.0s (中心火)和18.0s (角落火)，滅火劑用量為57.6g。說明了該復(fù)合滅火劑在撲救B類油火時，具有比普通BC干粉更高的滅火效率及彌散性能，從而具有更好的全淹沒滅火能力。
權(quán)利要求
1.一種負載型干粉滅火劑，其特征在于，組分和質(zhì)量百分比為: 多孔載體65% -80%, 鉀鹽 10.5% -30%, 輕質(zhì)碳酸1.5% -3.0%, 滑石粉 2.0% -6.5%。
2.如權(quán)利要求1所述的負載型干粉滅火劑，其特征在于，所述的多孔載體為Y-Al2O315
3.如權(quán)利要求1所述的負載型干粉滅火劑，其特征在于，所述的鉀鹽為KHCO3和KCl的至少一種。
4.如權(quán)利要求1所述的負載型干粉滅火劑的制備方法，其步驟為: 按照各組分的質(zhì)量配比稱量鉀鹽，配成鉀鹽溶液，然后與多孔載體飽和浸潰，攪拌均勻，40-100°C真空干燥8-12小時，再按照配比將輕質(zhì)碳酸鈣和滑石粉加入真空干燥后的粉體中，混合均勻，即得本發(fā)明的負載型粉體滅火劑。
5.如權(quán)利要求4所述的負載型干粉滅火劑的制備方法，其特征在于，所述的鉀鹽溶液為用濃度為30%的酒精溶解的KHCO3溶液，濃度為4.3% -9.7%。
6.如權(quán)利要求4所述的負載型干粉滅火劑的制備方法，其特征在于，所述的鉀鹽溶液為用濃度為50%的酒精溶解的KHCO3溶液，濃度為4.5%。
7.如權(quán)利要求4所述的負載型干粉滅火劑的制備方法，其特征在于，所述的鉀鹽溶液為用濃度為30%的酒精溶解的KCl溶液，濃度為4.3% -11.4%。
8.如權(quán)利要求4所述的負載型干粉滅火劑的制備方法，其特征在于，所述的鉀鹽溶液為KCl的水溶液，濃度為8.3% -15.4%。
9.如權(quán)利要求4所述的負載型干粉滅火劑的制備方法，其特征在于，所述的飽和浸潰，以載體總重為100%計，鉀鹽的負載量為13.0% -46.2%。
10.如權(quán)利要求4所述的負載型干粉滅火劑的制備方法，其特征在于，所述的多孔載體制備方法為:將擬薄水鋁石于500°C馬福爐中焙燒制得。
全文摘要
本發(fā)明屬于粉基滅火劑技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及負載型干粉滅火劑及其制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案為負載型干粉滅火劑，組分和質(zhì)量百分比為多孔載體65％-80％，鉀鹽10.5％-30％，輕質(zhì)碳酸鈣1.5％-3.0％，滑石粉2.0％-6.5％。本發(fā)明的有益效果是將高效滅火粉基介質(zhì)鉀鹽負載在較為廉價的多孔載體中，所負載的鉀鹽粒子由于粒徑小，比表面積大，與火焰有較大的接觸面積，分解更加迅速，更好的發(fā)揮滅火性能；同時多孔載體具有低密度及高流動性，賦予了復(fù)合粉體的低密度及較好流動性，可以保證微粒較容易噴射到火焰區(qū)，且保證微粒在火焰區(qū)域停留更長的時間，發(fā)揮其高滅火性能。本發(fā)明制備方法簡單易操作、設(shè)備要求低，能量消耗小。
文檔編號A62D1/00GK103157214SQ20111041226
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者劉義, 李菲, 趙東風(fēng) 申請人:中國石油大學(xué)(華東)