2 实验平台搭建 6
2.1 杯式燃烧器 6
2.2 烟气采集装置 8
2.3 实验平台运作过程 9
3 HFC-227与B类火作用的实验研究 10
3.1 实验方案 10
3.2 实验仪器与药品 11
3.2.1 实验仪器 11
3.2.2 实验药品 11
3.3 主要测试条件 11
3.3.1 气相色谱法(GC) 11
3.3.2 气相色谱/质谱联用仪(GC/MS) 12
3.3.2 离子色谱法 12
3.4 实验准备 13
3.4.1 流量计校正 13
3.5 实验步骤 15
4 结果与讨论 17
4.1 七氟丙烷流量对温度的影响 17
4.2 七氟丙烷与B类火作用过程中火焰变化 18
4.3 七氟丙烷与B类火作用后产物的离子色谱分析 19
4.4 七氟丙烷与B类火作用后气体产物的气质联用分析 20
4.5 七氟丙烷与B类火作用后气体产物与七氟丙烷高温热解气体产物比较 24
4.6 本章小结 24
结 论 26
致 谢 27
参考文献 28
1 引言
火是人类生产和生活中不可或缺的一部分。而火一旦失去控制,将会造成非常严重的后果。随着科学技术的不断发展进步,人类对于火灾控制也在进行着不懈的研究。现今社会中用于灭火的灭火剂种类多种多样,例如水、干粉灭火剂、泡沫灭火剂、气体灭火剂等,其中效果最好的是含卤素的哈龙灭火剂。但经过多年对哈龙灭火剂的使用和研究,发现哈龙灭火剂(最常用的是Halon 1301和Halon1211)对大气臭氧层具有极强的破坏作用,联合国在1989年加拿大蒙德利尔市召开的世界环保会议上,在会上将哈龙灭火剂列为强制淘汰化学品。此后,国际上开始了哈龙替代品的研发,经过各国科技工作者的不懈努力,目前已开发了细水雾、气溶胶、惰性气体和含氟类四大类别的哈龙替代型龙灭火剂。其中实用的替代型龙灭火剂70%左右为含氟类灭火剂,七氟丙烷(HFC-227)就是其中之一。
1.1 研究的目的和意义
开发哈龙替代品主要注重其环境效应。哈龙替代物应具有以下特点:1)对环境没有危害,即不破坏臭氧层因素(大气臭氧层损坏值ODP≤0.05),不含产生温室效应因素(温室效应值GMP≤0.1),在大气中存活时间宜最短;2)对人体无害;3)毒性低,灭火现场清洁无渣;4)灭火效果好,速度快,一般在10s之内灭火;5)对设备没有影响[11][12]。
常温常压时,HFC-227是一种无色无气体,不含溴和氯元素,其化学分子式为
CF3CHFCF3 ,分子量为170,密度大约是空气6倍,采用高压液化储存,其灭火机理是抑制化学链式反应,灭火效能与1301相类似,对A类和B类火灾均能起到良好的灭火作用。该灭火药剂最早由美国大湖公司开发,商品名称是FM-200。它具有高效、低毒、导电及环境污染轻等特点[9]。七氟丙烷可用于抢救保护精密电子设备和贵重物品[13][14][15]。