2024年1月11日,我国生态环境部对2024年度氢氟碳化物生产、进口配额的申请进行了受理与公示,这涉及到了当前主流的洁净灭火剂——七氟丙烷。而在此之前,国务院总理李强已签署相关决定,将消耗臭氧层物质定义为列入《中国受控消耗臭氧层物质清单》的化学品,并删除了“对臭氧层有破坏作用”的限定性描述,从而为氢氟碳化物的受控清单纳入提供了法律依据。值得注意的是,七氟丙烷(HFC227ea)和六氟丙烷(HFC236fa)已被纳入2021年由生态环境部、发展改革委、工业和信息化部共同修订的《清单》第九类氢氟碳化物中。随着修改后的《消耗臭氧层物质管理条例》于2024年3月1日起实施,这将对消防产业带来深远的变革与影响。
自2021年9月15日《〈蒙特利尔议定书〉基加利修正案》在我国正式生效以来,我国已着手强化对七氟丙烷和六氟丙烷等非二氧化碳温室气体的监管。这一举措预示着洁净灭火剂领域即将迎来新的技术革新与产品替代。
洁净灭火剂的发展,并非仅仅因为其灭火效果,更重要的是其环保特性。自1987年《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》签订以来,哈龙12ll、130l和2402等灭火剂被列为受控消耗臭氧层物质,这标志着全球消防行业开始了哈龙替代品的研发之旅。2001年,公安部消防局进一步明确了哈龙灭火剂在我国属于禁用范围。随着时代的演变,七氟丙烷和IG541等洁净灭火剂逐渐崭露头角,并在上世纪九十年代中期开始得到广泛应用。然而,随着2021年《基加利修正案》对我国生效,七氟丙烷和六氟丙烷等虽臭氧损耗潜能值为0,但因其大气留存时间长、温室潜能值高,大量使用将加剧全球气候变暖,因此被列为过渡性哈龙替代物。自2024年起,我国将对氢氟碳化物灭火剂七氟丙烷和六氟丙烷的生产实行配额管理,并逐步限制其使用。
目前,国际消防界普遍看好全氟己酮(FK5112)作为洁净灭火剂的前景。这种灭火剂臭氧损耗潜能值为0,温室潜能值小于1,不仅灭火效率高、对人安全、绝缘性强,还具有环保特性。全氟己酮在2004年被美国《时代周刊》评为年度最佳发明之一,被誉为一种能够长期替代哈龙且性能优越的灭火剂,已在欧美等地应用了二十余年。
全氟己酮,这种在常温常压下呈现透明、无色且绝缘的液体,具有出色的灭火和抑制能力。其沸点为49.2℃,凝固点可达-108℃,显示出良好的物理稳定性。这种灭火剂最初由美国3M公司研发,并以其卓越性能在市场上占据了一席之地。其灭火机理涵盖了物理和化学两个方面:首先,全氟己酮液体在雾化喷出后,会迅速汽化并吸热,从而降低温度至燃点以下,实现吸热降温灭火;其次,由于其比重大于空气,与空气混合后形成的重物在下落过程中能够隔绝氧气,达到覆盖窒息灭火的效果;最后,全氟己酮在高温环境下会发生分解,通过捕捉燃烧产生的自由基来终止链式反应,实现化学抑制灭火。
全氟己酮作为一种无毒、无刺激性的液体,其安全性得到了广泛认可。根据国际标准ISO14520-5:2016《FK5112 extinguishant》,该灭火剂在未观察到不良反应的浓度为10%(V%),而出现副反应的最小浓度则远大于此。目前,标准中推荐的灭火设计浓度通常维持在7%左右,最大设计浓度为9.7%(针对甲烷惰化设计),均处于安全范围之内。此外,3M公司的宣传资料也明确指出,该灭火剂适用于经常有人员活动的场所,进一步证明了其优异的安全性能。
近年来,国内某些文章对全氟己酮的安全性提出质疑,担忧其高温下可能发生热解反应,产生有害物质。然而,实验数据揭示,全氟己酮在500℃时才开始出现微弱热解,主要生成全氟异戊烷;至600℃时,会伴随产生其他气体,如八氟丙烷、六氟丙烯等,部分产物确实对人体有害。但需指出,这种分解仅在局部高温下发生,且产生的有害物质量极少,不足以威胁生命。此外,若整体环境温度均达到600℃以上,即便无毒害物质,生命也难以存活。值得一提的是,洁净灭火剂在高温下的化学抑制灭火过程通常会产生有害气体。而全氟己酮凭借其冷却、窒息和化学抑制三种灭火机理,在同类灭火剂中展现出最高的安全性。
此外,关于全氟己酮是否属于“永久化学品”PFAS的争议也日益浮现。3M公司已表明计划逐步退出PFAS的生产,并致力于在2025年底前停止其产品中的PFAS使用。全氟己酮作为一种易分解的氟碳化合物,其大气寿命仅为5.1天,不具备生物蓄积性。因此,该产品并未被列入美国环保局的高生物蓄积性PFAS化合物清单。同时,我国全氟己酮的生产过程中也严格遵循环保标准,确保原料和添加剂不含高生物蓄积性的PFAS产品,废液排放也符合环保要求。
PFAS类物质中,以PFOA和PFOS为代表的少数几种具有显著的高生物累积性和难以降解的特性,它们广泛用于不粘炊具、去污剂以及消防泡沫等产品中。目前,我国消防部门正加强对这类物质的管理,并计划逐步淘汰使用PFOS类物质的水成膜泡沫灭火剂。斯图尔特市对3M公司的指控,主要涉及生产销售含PFAS的消防泡沫,该行为被指污染了当地土壤和地下水。
随着国务院《消耗臭氧层物质管理条例》的深入实施,以及我国“2030年碳达峰、2060年碳中和”战略目标的逐步推进,消防行业对新一代洁净环保灭火剂的需求将日益旺盛。全氟己酮凭借其出色的环保性能和灭火效果,有望在此背景下迎来更为广阔的发展空间。