六氟丙烷洁净气体灭火剂热分解性能研究

六氟 丙烷 洁 净气 体 灭火 剂热 分解 性 能研 究
谈玲 华 ，李勤华 ，高 飞 ，潘仁明 ，李凤 生 ，王俊德
１ ．南京理 ｌ大学国家特种超细粉体工程技术研究 中心 ， Ｔ 江苏 南京
２ ．南 京理 工 大 学 化 工 学 院 ，江 苏 南 京 ２ ０９ １０ ４
２ ０ ９ １０４
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发生气相作用 ，实现 断链 化学灭 火 。因此 ，了解氢 氟烃 洁 净气体灭火剂的热 分解 特性 足研 究其化学 灭火机理 的基础 。
国内外 已经对部分氯氟烃热分解进行 ｒ数值模拟及实验研 究 工作ｌ ， 目前研究 尚不深人 ， 于六 氟丙烷热 分解方 面的 ６ 但 ｊ 关
收 稿 日期 ：２ ０—１０ ， 订 日期 ： ０ ００ ６ ０ ９１—３ 修 ２ １ —２０
研 究几乎未 见报道 。为 了提 高六氟 丙烷灭 火剂 的灭火效率 ，
引 言
由于哈龙灭火 剂破坏大气臭氧层 ， 蒙特利尔协定 书》 《 明 确规定要定期淘汰哈龙灭火剂ｌ 。四内外开展 了大量的研究 １ Ｊ 开发新型高效的洁净气体灭火剂 。近年来研究 表明 ，氢氟烃
拓宽其应用 领域 ，有 必要对 其灭 火机 理进 行 深入 系统 的研
第 ７期
光谱学与光谱分析
１ ２ ９７
℃， 通人空气 和氮气各 吹扫 ２ ｎ 然后 设定 反应 炉 温度 ， ０ｍｉ， 当达到设 定的温度后 ，六氟 丙烷 以 ７ ４ｍＬ・ｍｉ 通 过反应 ｎ
分解产物定义为其他产物 ， 含量均按相应 峰面积百分 含量计 算。 由表 １可知 ， ５ ０℃时 六氟 丙烷不 发生 热分解 反应 。 在 ０ 在 ６ ０℃时未分解 的六氟丙烷 的含 量为 ９ ． ， ０ ９Ｏ 五氟丙烯的
第３卷 ， ７ ０ 第 期 ２０ １０年 ７月
光
谱
学
与
光
谱
分
百度文库析
Ｖ １３ ， ． ，ｐ ９ ６１ ２ ｏ ． ０ Ｎｏ ７ ｐ １ ２ — ９ ９
Ｓ ｅ ｔ ｏ ｃ ｐ ｎ ｐ ｃ ｒ ｌＡｎ ｌ ｓｓ ｐ ｃ ｒ ｓ ｏ ｙ ａ ｄ Ｓ ｅ ｔａ ａ ｙ ｉ
Ｊ ｌ，２ １ ｕｙ ０ ０
式 反 应 器 直 径 为 ２ ｎ ５ｍＩ。实 验 前 清 洗 反 应 器 ， 温 至 ５０ 升 ０
同时氢氟烃灭火剂存高 温下受 热分解 ，产生 含氟 的 自由基 ， 与燃烧反应过程中产牛链 反应 的 Ｈ， ） ＯＨ等 活性 自由基 （和
一
ｅ ａ ： ａ ｌ ｇ ｕ＠ｎｉ ｅ ｕ ｃ － ｉ ｔｎ ｎ ｈ ａ ｊ． ｄ ．ｎ ｍ ｌ ｉ ｔ
究。
本文研究 了六氟丙烷在不 同温度下的热分解过程 ，采用
（ ， Ｃ ＭＳ和 Ｆ Ｉ Ｇ－ Ｔ Ｒ对热 分解产物 进行分 析 ， 其结果 进 对
行 深入研究 ，为六氟丙烷 的化学灭火机理提供理论依据。
及全氟烃有望作 为哈龙灭火剂的替代 物［ 。氢氟烃具 有物理 ２ ｊ
性质与哈龙灭火剂相近 、灭火效 率较高 、 臭氧层 的耗损 潜 对 能值为 ０ 、产品使用 和维护价格相 埘合理 等特点 ，近年来 发 展迅速 ， 成为 目前使用较 多、应刚潜力最大 的一类洁净气 体
性能高 ， 将使用越来越广泛 。 国内外对氧氟烃灭火剂的火火机碑和灭火性能进行 了初 步的研究 ， 但确切机理还 尚无定 沦［ 。研究表 明氢氟烃灭 火 ＇ ｝ 剂通过全 淹没方式进行物理 式 和化学 式灭 火。氧氟烃 灭
火剂 以液 态 喷 出后 ， 化 时 能 吸 收 火 场 中 大 量 的热 量 ， 且 气 并 隔绝 空气 、降低 氧 气 含 最 ，从 而 文 现 冷 却 和 室 熄 物 理 火 火 。
含 量 仅 为 １ Ｏ ，表 明此 时 六 氟 丙 烷 开 始 发 生 微 弱 分 解 。随 ．
器， 热分解 气体用 Ｇ Ｃ分析 ， 用集气 袋收集 用于 ＫＦＲ分 后 Ｉ
基金项目：国家“ 十一五” 科技支撑计划项 目（０ ８ ＡＫ４Ｂ ２ ｉｌ ２０Ｂ ０ ０） ＇ ｇ￣ ２苏省 ２０ ０ ９年度普通高校研 究生科研创新计划（ Ｘ ９ ９ Ｚ 资助 Ｃ ０Ｂ ０５）
作者简介： 玲华， ， ９ ８ 谈 女 】７ 年生 ， 南京工程学院材料 学院讲师
＊通 讯 联 系 人 ｅｍａｌ ａ ｒｎ ｎ １３ ｔｍ ￣ ｉ ：ｐｎｅ ｍｉｇ ６ ．ｏ ＠
析发现含有 五氟丙烯 ，说明六氟 内烷高温热分解 时主要是脱去 氟化氢 、生成五氟 丙烯 的过程 。Ｇ Ｃ和 Ｆ Ｉ ＴＲ
结果表明 ， 反应 温度 埘 六 氟 丙 烷 的 热 分解 有 明 显影 响 ， ０ ６ ０℃ 时 开 始 发 生微 弱分 解 ，７０℃ 时发 生 强 烈 分 解 。 ５
灭 火 剂 ｌ 。 氟 丙烷 生 产 成 本 相 对 较 低 ， 装 压 力 小 ， 全 六 充 安 １ １ 热 分解 实验 仪器 及 设 备 ．
１ 实验部分
六 氟丙烷气体 由浙江蓝天高科技股 份有限公 司提供 ，使
用前未经纯化处理 。 热分解实验装 置如 图 １ 所示 ， 不锈 钢管
３ ．南京工程学院材料工程学院 ， 江苏 南京
２ １６ １１ ７
摘
要
利用气相色 （ ） 气相色谱一 （ 、 质谱（ ＣＭＳ 和傅 里叶变换红外光谱 （ ＴＲ 研 究 了六 氟丙烷洁净 Ｇ－ ） Ｆ Ｉ）
气体灭火剂存管式反应器 中 ５ ０ ５ ０ ￣７ ０℃时的热分解性能 。 经测试发现热分解气体中含有氟化氢 ， Ｃ ＭＳ分 Ｇ－
ＦＩＲ町作为在线研究含氟气体灭火剂灭火机理 的新方法 。 ＇ Ｉ
关键词 气体灭火剂 ； 六氟 Ｊ ； 人烷 热分解 ； 气相色谱 ； 气相色谱一 质谱 ； 傅里 叶变换红外光谱
中图 分 类 号 ： ９ ２ ０６ ３ ５ Ｘ ３ ； ４ ． 文 献标 识 码 ： Ａ Ｄ Ｉ ｉ ．９ ４ ｊｉ ｎ １ ０—５ ３ ２ １ ）７１ ２一４ Ｏ ： ０ ３ ６ １．ｓ ．０ ００ ９ （０ ００ —９ ６Ｏ ｓ