全氟己酮滅火劑飽和蒸氣壓與溫度關(guān)系研究

1、全氟己酮滅火劑飽和蒸氣壓與溫度關(guān)系研究作者：湖北及安盾消防科技有限公司朱佳摘要：通過(guò)建立科學(xué)的適合于研究溫度一壓力的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，?lái)研 究全氟己酮隨著溫度的逐漸升高（溫度范圍在30-90 ）,其飽和蒸 氣壓的壓力變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，全氟己酮飽和蒸氣壓與溫度呈線(xiàn)性 關(guān)系，且隨著溫度升高，其飽和蒸氣壓也隨著升高，在30的時(shí)候, 全氟己酮逐漸開(kāi)始緩慢氣化，在容器內(nèi)產(chǎn)生0.5bar的氣壓，在90c 的時(shí)候己經(jīng)完全氣化，在容器內(nèi)產(chǎn)生3.3bar的氣壓。關(guān)鍵詞：全氟己酮滅火劑飽和蒸氣壓壓力變送器溫度傳感 器引言全氟己酮屬于氟化酮（Fluorinated ketone）類(lèi)，化學(xué)名稱(chēng)為全 氟乙基異丙基酮，化學(xué)式為

2、CF3CF2COCF （CF3） 2, ASHRAE代碼為 F-K-5-1-12,氟原子取代了酮上部分氫原子。該滅火劑既不屬于HFC, 也不屬于惰性氣體類(lèi)哈龍?zhí)娲?，是一種全新的哈龍?zhí)娲?，在哈?替代領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展。全氟己酮滅火劑己經(jīng)得到了美國(guó)環(huán)保署 （EPA）的認(rèn)可并列入了美國(guó)環(huán)保署重要新替代物政策（SNAP）。氣體 介質(zhì)滅火系統(tǒng)分委員會(huì)（IS0/TC21SC8）、美國(guó)國(guó)家消防協(xié)會(huì)（NFPA） 也準(zhǔn)備分別在ISO14520、NFPA2001中加進(jìn)全氟己酮。美國(guó)3M公司 己向國(guó)際上著名的消防設(shè)備廠(chǎng)家提供了 Novecl230滅火劑，供這些消 防設(shè)備廠(chǎng)家開(kāi)發(fā)相應(yīng)的消防設(shè)備（滅火器和滅火系

3、統(tǒng)）。目前，由泰 科消防保安系統(tǒng)公司(Tyco Fire And Security)研制的Novecl230 滅火系統(tǒng)己得到英國(guó)海事和海岸警備部(MCA)的認(rèn)可，UL和FM的 認(rèn)可工作正在進(jìn)行中。盡管全氟己酮得到的高度的認(rèn)可，但是全氟己酮貯存安全性研究 少之又少。我們知道全氟己酮在常溫常壓下是液態(tài)物質(zhì)，在貯存和運(yùn) 輸過(guò)程中相比其他在常溫常壓下為氣態(tài)的物質(zhì)相比，安全性更高，即 便如此，全氟己酮在遇到高溫后，會(huì)迅速氣化，在容器內(nèi)會(huì)產(chǎn)生氣象 壓力，如果壓力過(guò)大且處理不當(dāng)，很容易引發(fā)安全事故。目前有關(guān)全氟己酮飽和蒸氣壓的研究寥寥無(wú)幾，目前主要集中在 全氟己酮合成工藝方面的研究。本文主要研究了在30-9

4、0區(qū)間內(nèi) 全氟己酮飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系，并且根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果推導(dǎo)出全氟己 酮飽和蒸氣壓與溫度的函數(shù)關(guān)系式。1實(shí)驗(yàn)部分1.1實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置主要包括實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、水箱、全氟己酮容器、壓力變送器、 無(wú)紙記錄儀、壓力-溫度顯示器、加熱棒、熱電偶。實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ腿缦聢D 所示：瓶頭閥實(shí)驗(yàn)平臺(tái)圖1實(shí)驗(yàn)裝置示意圖其中，水箱尺寸為長(zhǎng)210mm、寬165mm、高134mm,材質(zhì)為Q235, 水箱裝有3. 5L水，內(nèi)部放置裝有全氟己酮的鋼瓶以及加熱棒，加熱 棒功率為1.5kw,且加熱棒連接壓力-溫度顯示器，該壓力-溫度顯示 器壓力量程為OTOMpa,溫度量程為-40-+120"C。全氟己酮貯存瓶 為鋼制304不銹鋼

5、瓶，容積為525ml，按照1.42kg/L的充裝率，裝入 全氟己酮465ml,瓶?jī)?nèi)接有3根熱電偶，分別放置上中下三個(gè)位置測(cè) 量溫度，熱電偶連接無(wú)紙記錄儀，無(wú)紙記錄儀可提供12路開(kāi)關(guān)量信 號(hào)。鋼瓶上方接有瓶頭閥，瓶頭閥上裝有泄壓閥，具有手/自動(dòng)功能, 自動(dòng)泄壓壓力為1.6Mpa。另外瓶頭閥左側(cè)連接壓力變送器，壓力測(cè) 量范圍為0-10Mpa,精度誤差為土0. 25%,介質(zhì)溫度為-40-150, 壓力變送器連接壓力-溫度顯示器，所有裝置均放置在試驗(yàn)平臺(tái)上。 1. 2實(shí)驗(yàn)方法為測(cè)試全氟己酮飽和蒸氣壓隨溫度變化的變化值，首先要將水箱 里的水加熱，通過(guò)熱傳遞將鋼瓶?jī)?nèi)的全氟己酮加熱，使鋼瓶?jī)?nèi)全氟己 酮?dú)饣a(chǎn)

6、生蒸氣壓。具體步驟如下：(1)水箱內(nèi)水加熱。將電加熱棒深入到水箱底部，通電加熱，并 在壓力-溫度顯示器上觀(guān)察溫度變化并記錄。(2)觀(guān)察無(wú)紙記錄儀和壓力-溫度顯示器讀數(shù)，分別同時(shí)記錄 鋼瓶?jī)?nèi)全氟己酮溫度變化值和對(duì)應(yīng)的全氟己酮飽和蒸氣壓的壓力變 化值，直到溫度達(dá)到90時(shí)，停止實(shí)驗(yàn)。2結(jié)果與討論2.1全氟己酮滅火劑飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出全氟己酮飽和蒸氣壓隨著溫度的升高，其飽和蒸氣 壓與溫度之間的關(guān)系在30-50之間呈線(xiàn)性函數(shù)，其飽和蒸氣壓隨 溫度升高均勻增加，50C-60之間呈現(xiàn)第一段指數(shù)函數(shù)關(guān)系，其飽 和蒸氣壓隨溫度升高速率緩慢增加，60-90之間間內(nèi)呈現(xiàn)第二段 指數(shù)函數(shù)關(guān)系，其飽和蒸

7、氣壓隨溫度升高速率猛然上升，結(jié)果見(jiàn)圖2o由圖2可分別計(jì)算出三段函數(shù)關(guān)系，如下：設(shè)定第一個(gè)函數(shù)關(guān)系式為片=內(nèi)，取曲線(xiàn)上任意兩點(diǎn)(30, 0.01)、(40, 0. 05),帶入函數(shù)關(guān)系式中得出V =0.004x-0.11設(shè)定第二個(gè)函數(shù)關(guān)系式為%取曲線(xiàn)上任意兩點(diǎn) (50,0.09)、(55,0. 1),算出&=1.002,帶入曲線(xiàn)上任意2點(diǎn)取平均值b=L01L 得出為=-1.011設(shè)定底三個(gè)函數(shù)關(guān)系式為)，3=d+”，取曲線(xiàn)上任意兩點(diǎn)(80,0.19)、(90, 0. 33),算出c=l. 011,帶入曲線(xiàn)上任意2點(diǎn)取平均值 d=1.144,得出力 =1.004'-1.144 CJ Do 獰 CJ 71 hy S- 60 ruj ruj rLJ 3 nV-d圖2全氟己酮飽和蒸氣壓與溫度關(guān)系3結(jié)論1)全氟己酮在30左右開(kāi)始?xì)饣?，產(chǎn)生蒸氣壓，30-50 區(qū)間內(nèi)隨著溫度升高，全氟己酮滅火劑飽和蒸氣壓均勻升高，50 -60區(qū)間內(nèi)隨著溫度升高，全氟己酮滅火劑飽和蒸氣壓上升速率緩 慢升高，60C-90區(qū)間內(nèi)隨著溫度升高，全氟己酮滅火劑飽和蒸氣 壓猛烈上升。參考文獻(xiàn)1 王余勝，賈文.新型潔凈滅火劑一氟化酮的性能分析J.亞洲 消防 2006 (1) : 77-79.2 陳濤，盧大勇