CN110013638B - 基于全氟己酮消防剂的消防系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于全氟己酮消防剂的消防系统，涉及消防制造技术领域，包括：全氟己酮储罐，出口通过第一管道经第一调节阀与混合器的第一入口连接，第二管道的一端通过三通器与第一管道连通，第二管道的另一端经第二调节阀与喷头的第一外圈入口连接；干粉灭火剂储罐，出口通过第三管道经第三调节阀与混合器的第二入口连接；细水雾储水罐，出口通过第四管道经第四调节阀与喷头的第二外圈入口连接；混合器，出口通过第五管道与喷头的中部入口连接；以及喷头，用于中部喷射出粉状灭火剂和/或外圈喷射出全氟己酮细水雾灭火剂。本发明具有安全性高的优点。

Description

基于全氟己酮消防剂的消防系统

技术领域

本发明涉及消防制造技术领域，具体涉及一种基于全氟己酮消防剂的消防系统。

背景技术

因为破坏大气臭氧层，哈龙灭火剂在全球范围内被禁止使用，而七氟丙烷、三氟甲烷、全氟己酮、溴氟丙烯等作为替代产品的洁净化学气体灭火剂由于其具有高效、清洁、环保等诸多优点而备受瞩目。

然而有研究表明，作为一类含氟的碳氢化合物，在相同火源的情况下此类洁净化学气体灭火剂在灭火过程中产生的有毒、腐蚀性气体HF的量是哈龙1301的5-10倍。HF是一种有毒的强酸性气体，潮湿环境中会严重腐蚀金属器材、电子设备，吸入人体后会对火场的灭火人员造成不可修复的损害。如何能够降低此类洁净化学气体灭火剂在灭火过程中有毒气体HF的产量，对于更好地保护人们的生命安全具有重要意义。

例如，CN2005100401489公开的一种清洁高效气体灭火介质的制备方法中给出了一溴三氟丙烯基灭火介质（以下简称BTP基灭火介质）的制备方法，BTP基灭火介质是一种对环境友好的清洁灭火介质。CN2011101156390公开的一种便携式洁净气体灭火器，灭火剂储罐内充装一溴三氟丙烯（2-溴-3,3,3-三氟丙烯）和1.1-2.2MPa的氮气，储罐与由提手、压把、螺销、压杆及其底部的密封片和下面的弹簧、灭火剂进口接管口、出口通道及出口接管口组成的器头总成密封连接，灭火剂进口接管口与下口伸到靠近灭火剂储罐底部的灭火剂吸管的上端口相连接，喷射软管一端接灭火剂出口接管另一端接喷头。该喷头由锥形外罩和柱形内芯组成，柱形内芯前端有若干雾化喷嘴。

但是，这些清洁气体灭火方法或系统都存在上述安全隐患。

发明内容

因此，本发明实施例要解决的技术问题在于现有技术中的清洁气体灭火系统安全性差。

为此，本发明实施例的一种基于全氟己酮消防剂的消防系统，包括：

全氟己酮储罐，出口通过第一管道经第一调节阀与混合器的第一入口连接，第二管道的一端通过三通器与第一管道连通，第二管道的另一端经第二调节阀与喷头的第一外圈入口连接；

干粉灭火剂储罐，出口通过第三管道经第三调节阀与混合器的第二入口连接；

细水雾储水罐，出口通过第四管道经第四调节阀与喷头的第二外圈入口连接；

混合器，出口通过第五管道与喷头的中部入口连接，用于实现全氟己酮储罐中的全氟己酮和干粉灭火剂储罐中的干粉灭火剂的按比例混合获得粉状灭火剂；以及

喷头，用于中部喷射出从中部入口输入的粉状灭火剂和/或外圈喷射出从第一外圈入口输入的全氟己酮和从第二外圈入口输入的细水雾按比例混合后的全氟己酮细水雾灭火剂。

优选地，所述干粉灭火剂储罐中的干粉灭火剂按重量份包括：磷酸铵70-73份、膨润土5-7份、氢氧化钾15-16份、石墨粉2-3份、无机硅胶1-8份。

优选地，所述干粉灭火剂和全氟己酮的混合比例为46-48:1。

优选地，所述全氟己酮和细水雾的混合比例为1:1-10。

优选地，所述全氟己酮储罐、干粉灭火剂储罐和细水雾储水罐的入口分别与压力气源连接，用于为储罐内物质的输出提供气压力。

优选地，所述混合器为管线负压泡沫混合器。

优选地，所述喷头包括：外壳和喇叭形隔板；

外壳呈圆柱体形，喇叭形隔板呈上口小下口大的喇叭形，喇叭形隔板连接位于外壳内且与外壳共轴线；

喇叭形隔板所围第一容器的上部具有喷头的中部入口，用于从中部入口通入粉状灭火剂并从第一容器的下部喷出；

外壳和喇叭形隔板所围第二容器的上部具有第一外圈入口和第二外圈入口，下部具有均匀排布的小喷口，用于从第一外圈入口通入的全氟己酮和从第二外圈入口通入的细水雾在第二容器内部混合充分，并从小喷口喷出。

优选地，所述喷头喷出的全氟己酮消防剂形式为以粉状灭火剂在中间，以全氟己酮细水雾灭火剂为外圈包围住粉状灭火剂。

优选地，所述喷头还包括：旋转风叶装置；

旋转风叶装置连接位于中部入口下方，用于加速吹动和搅拌从中部入口通入的粉状灭火剂。

本发明实施例的技术方案，具有如下优点：

1.干粉灭火剂能够有效抑制火焰的蔓延，加速灭火和降温，减少全氟己酮在灭火过程中产生的HF等有毒气体，有效降低有毒气体的浓度，提高灭火系统安全性。

2.利用全氟己酮快速扑灭燃烧火焰，同时利用细水雾吸收全氟己酮在灭火过程中产生的HF等有毒气体，有效降低有毒气体的浓度，提高灭火系统安全性。而且细水雾还可以有效地降低可燃物的温度，水蒸气能稀释空间的氧气浓度，提高灭火效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1中基于全氟己酮消防剂的消防系统的一个具体示例的结构示意图；

图2为本发明实施例1中喷头的一个具体示例的结构示意图。

附图标记：1-全氟己酮储罐，2-干粉灭火剂储罐，3-细水雾储水罐，4-混合器，5-喷头，51-外壳，52-喇叭形隔板，53-第一外圈入口，54-第二外圈入口，55-中部入口，56-小喷口，57-旋转风叶装置，61-第一调节阀，62-第一管道，63-第二调节阀，64-第二管道，65-第三调节阀，66-第三管道，67-第四调节阀，68-第四管道，69-第五管道。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，本文所用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并非旨在限制本发明。除非上下文明确指出，否则如本文中所使用的单数形式“一”、“一个”和“该”等意图也包括复数形式。使用“包括”和/或“包含”等术语时，是意图说明存在该特征、整数、步骤、操作、元素和/或组件，而不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件、和/或其他组合的存在或增加。术语“和/或”包括一个或多个相关列出项目的任何和所有组合。术语“中心”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种基于全氟己酮消防剂的消防系统，如图1所示，该消防系统包括：全氟己酮储罐1、干粉灭火剂储罐2、细水雾储水罐3、混合器4、喷头5、第一调节阀61、第一管道62、第二调节阀63、第二管道64、第三调节阀65、第三管道66、第四调节阀67、第四管道68、第五管道69等。全氟己酮储罐1的出口通过第一管道62经第一调节阀61与混合器4的第一入口连接，第二管道64的一端通过三通器与第一管道62连通，第二管道64的另一端经第二调节阀63与喷头5的第一外圈入口连接。干粉灭火剂储罐2的出口通过第三管道66经第三调节阀65与混合器4的第二入口连接。细水雾储水罐3的出口通过第四管道68经第四调节阀67与喷头5的第二外圈入口连接。混合器4的出口通过第五管道69与喷头5的中部入口连接，用于实现全氟己酮储罐1中的全氟己酮和干粉灭火剂储罐2中的干粉灭火剂的按比例混合获得粉状灭火剂。喷头5用于中部喷射出从中部入口输入的粉状灭火剂和/或外圈喷射出从第一外圈入口输入的全氟己酮和从第二外圈入口输入的细水雾按比例混合后的全氟己酮细水雾灭火剂。

制备上述全氟己酮的方法，包括在脒类催化剂存在下，在100-200℃的温度下，使全氟-2-甲基-2-戊烯蒸汽和氧化性气体分别通入管式反应器进行气相反应1-5小时，得到全氟己酮的步骤。

所述脒类催化剂包括DBU。

所述催化剂的用量占全氟-2-甲基-2-戊烯摩尔量的1-10%。优选地，为1.5-6%。更为优选地，为3-5%。

优选地，所述氧化性气体包括氧气、空气或以N₂、He、CO₂中的一种或几种混合气稀释的氧气；全氟-2-甲基-2-戊烯和氧化性气体的混合体积比为4-5:1。

优选地，所述气相反应的总压力为1-10bar，空速为50h^-1-400h^-1。

优选地，催化剂还有配合助剂使用，催化剂助剂包括KF、BaO、BaF₂、CeO₂或Y₂O₃，其含量为催化剂的1-5%。

上述制备全氟己酮的方法的产物摩尔收率较大，并且容易实现低成本工业化生产，整个工艺方法大幅提高了反应收率和选择性，并且三废排放少，对环境污染少。

优选地，所述干粉灭火剂储罐2中的干粉灭火剂按重量份包括：磷酸铵70-73份、膨润土5-7份、氢氧化钾15-16份、石墨粉2-3份、无机硅胶1-8份。

制备上述干粉灭火剂的方法包括：按组成原料的重量份称取各原料，将磷酸铵、膨润土、石墨粉和无机硅胶混合，研磨（研磨的时间为40-50min），加入氢氧化钾，升温至70℃左右，保温搅拌（搅拌的时间为1-2h），真空干燥，过600目以上筛，得到干粉灭火剂。干粉灭火剂能在可燃物表面形成致密炭层，阻止火焰的蔓延。氢氧化钾能够有效提高吸热效果和灭火效果，同时提高热稳定性。膨润土、无机硅胶能够提升干粉灭火剂的防潮防结块性能。

优选地，所述干粉灭火剂和全氟己酮的混合比例为46-48:1。在此混合比例下，在保证干粉灭火剂粉末性状的前提下，提高氧气隔绝能力，能够有效抑制火焰的蔓延。干粉灭火剂加速灭火和降温，减少全氟己酮在灭火过程中产生的HF等有毒气体，有效降低有毒气体的浓度，提高灭火系统安全性。

优选地，所述全氟己酮和细水雾的混合比例为1:1-10。利用全氟己酮快速扑灭燃烧火焰，同时利用细水雾吸收全氟己酮在灭火过程中产生的HF等有毒气体，有效降低有毒气体的浓度，提高灭火系统安全性。而且细水雾还可以有效地降低可燃物的温度，水蒸气能稀释空间的氧气浓度，提高灭火效果。

优选地，所述全氟己酮储罐1、干粉灭火剂储罐2和细水雾储水罐3的入口分别与压力气源连接，用于为储罐内物质的输出提供气压力。全氟己酮储罐1、干粉灭火剂储罐2和细水雾储水罐3可以共同连接到同一个压力气源上，也可以每个储罐连接一个压力气源，三个储罐分别各自连接到三个压力气源上。

优选地，所述混合器4为管线负压泡沫混合器。

优选地，如图2所示，所述喷头5包括：外壳51和喇叭形隔板52等。外壳51呈圆柱体形，喇叭形隔板52呈上口小下口大的喇叭形，喇叭形隔板52连接位于外壳51内且与外壳51共轴线。喇叭形隔板52所围第一容器的上部具有喷头5的中部入口55，用于从中部入口55通入粉状灭火剂并从第一容器的下部喷出。喇叭形隔板提供向外延伸的弧度，有利于粉状灭火剂喷射出更大的范围，提高灭火效果。外壳51和喇叭形隔板52所围第二容器的上部具有第一外圈入口53和第二外圈入口54，下部具有均匀排布的小喷口56，用于从第一外圈入口53通入的全氟己酮和从第二外圈入口54通入的细水雾在第二容器内部混合充分，并从小喷口56雾化喷出。小喷口的直径可以为毫米级，有利于提高雾化，更有利于增加喷射力，提高灭火作用力。

所述喷头5喷出的全氟己酮消防剂形式为以粉状灭火剂在中间，以全氟己酮细水雾灭火剂为外圈包围住粉状灭火剂。或者单独以粉状灭火剂在中间。或者单独以全氟己酮细水雾灭火剂为外圈包围住粉状灭火剂。

优选地，所述喷头5还包括：旋转风叶装置57。旋转风叶装置57连接位于中部入口55下方，用于加速吹动和搅拌从中部入口55通入的粉状灭火剂，从而使粉末更加均匀，喷射速度更快，有利于灭火。

上述喷头，通过分设第一容器和第二容器，实现全氟己酮消防剂喷射的分区，中部为粉状灭火剂，外圈为全氟己酮细水雾灭火剂，更为立体地实现综合性灭火，灭火效果佳。

基于全氟己酮消防剂的消防系统的工作原理为：分别控制第一调节阀61和第三调节阀65开启预设开度，在压力气源的气压力作用下，全氟己酮储罐1内的全氟己酮和干粉灭火剂储罐2内的干粉灭火剂分别以预设流量通入混合器4中。按比例混合后获得粉状灭火剂。混合器4将粉状灭火剂通过第五管道69经喷头5的中部入口输出至喇叭形隔板52所围第一容器内。

同时，分别控制第二调节阀63和第四调节阀67开启预设开度，在压力气源的气压力作用下，全氟己酮储罐1内的全氟己酮和细水雾储水罐3内的细水雾分别以预设流量通入喷头5中的外壳51和喇叭形隔板52所围第二容器内，按比例混合后获得全氟己酮细水雾灭火剂。

并且可以控制旋转风叶装置57转动，以加速吹动和搅拌第一容器内的粉状灭火剂。

从而，在喷头5内制备获得基于全氟己酮的消防剂，并使其喷射出，实现灭火。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种消防系统用全氟己酮的制备方法，所述消防系统包括：

全氟己酮储罐（1），出口通过第一管道（62）经第一调节阀（61）与混合器（4）的第一入口连接，第二管道（64）的一端通过三通器与第一管道（62）连通，第二管道（64）的另一端经第二调节阀（63）与喷头（5）的第一外圈入口连接；

干粉灭火剂储罐（2），出口通过第三管道（66）经第三调节阀（65）与混合器（4）的第二入口连接；

细水雾储水罐（3），出口通过第四管道（68）经第四调节阀（67）与喷头（5）的第二外圈入口连接；

混合器（4），出口通过第五管道（69）与喷头（5）的中部入口连接，用于实现全氟己酮储罐（1）中的全氟己酮和干粉灭火剂储罐（2）中的干粉灭火剂的按比例混合获得粉状灭火剂；以及

喷头（5），用于中部喷射出从中部入口输入的粉状灭火剂和/或外圈喷射出从第一外圈入口输入的全氟己酮和从第二外圈入口输入的细水雾按比例混合后的全氟己酮细水雾灭火剂；

所述喷头（5）包括：外壳（51）和喇叭形隔板（52）；

外壳（51）呈圆柱体形，喇叭形隔板（52）呈上口小下口大的喇叭形，喇叭形隔板（52）连接位于外壳（51）内且与外壳（51）共轴线；

喇叭形隔板（52）所围第一容器的上部具有喷头（5）的中部入口（55），用于从中部入口（55）通入粉状灭火剂并从第一容器的下部喷出；

外壳（51）和喇叭形隔板（52）所围第二容器的上部具有第一外圈入口（53）和第二外圈入口（54），下部具有均匀排布的小喷口（56），用于从第一外圈入口（53）通入的全氟己酮和从第二外圈入口（54）通入的细水雾在第二容器内部混合充分，并从小喷口（56）喷出；

所述喷头（5）还包括：旋转风叶装置（57）；

旋转风叶装置（57）连接位于中部入口（55）下方，用于加速吹动和搅拌从中部入口（55）通入的粉状灭火剂；

其特征在于，制备方法包括在脒类催化剂存在下，在100-200℃的温度下，使全氟-2-甲基-2-戊烯蒸汽和氧化性气体分别通入管式反应器进行气相反应1-5小时，得到全氟己酮的步骤；所述脒类催化剂为DBU；所述催化剂的用量占全氟-2-甲基-2-戊烯摩尔量的1-10%；所述氧化性气体为氧气、空气或以N₂、He、CO₂中的一种或几种混合气稀释的氧气；全氟-2-甲基-2-戊烯和氧化性气体的混合体积比为4-5:1；所述气相反应的总压力为1-10bar，空速为50h^-1-400h^-1；催化剂还有配合助剂使用，催化剂助剂为KF、BaO、BaF₂、CeO₂或Y₂O₃，其含量为催化剂的1-5%。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述干粉灭火剂储罐（2）中的干粉灭火剂按重量份包括：磷酸铵70-73份、膨润土5-7份、氢氧化钾15-16份、石墨粉2-3份、无机硅胶1-8份。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述干粉灭火剂和全氟己酮的混合比例为46-48:1。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述全氟己酮和细水雾的混合比例为1:1-10。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述全氟己酮储罐（1）、干粉灭火剂储罐（2）和细水雾储水罐（3）的入口分别与压力气源连接，用于为储罐内物质的输出提供气压力。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合器（4）为管线负压泡沫混合器。

7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述喷头（5）喷出的全氟己酮消防剂形式为以粉状灭火剂在中间，以全氟己酮细水雾灭火剂为外圈包围住粉状灭火剂。

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