第二章燃烧基本原理[共171页].ppt
171页第二章第二章 燃烧基本原理燃烧基本原理第2章 燃烧基本原理第2章 燃烧基本原理第2章 燃烧基本原理第2章 燃烧基本原理2.1 2.1 燃烧与燃烧条件燃烧与燃烧条件2.2 2.2 燃烧形式和燃烧过程燃烧形式和燃烧过程2.3 2.3 燃烧理论燃烧理论2.4 2.4 气体燃烧气体燃烧2.5 2.5 液体燃烧液体燃烧2.6 2.6 固体燃烧固体燃烧2.7 2.7 燃烧产物的毒害作用燃烧产物的毒害作用2.8 2.8 热值与燃烧温度热值与燃烧温度2.1 2.1 燃烧及燃烧条件燃烧及燃烧条件燃烧及燃烧条件燃烧及燃烧条件2.1.12.1.1燃烧现象燃烧现象燃烧现象燃烧现象•燃燃烧是伴随有是伴随有发光、放光、放热现象的象的剧烈的氧化反烈的氧化反应•放放热、、发光、生成新物光、生成新物质是燃是燃烧现象的三个特征象的三个特征2.1.2 2.1.2 燃烧条件燃烧条件燃烧条件燃烧条件•燃烧三要素:燃料、助燃剂(氧化剂)、点火源燃烧三要素:燃料、助燃剂(氧化剂)、点火源•燃料(可燃物)–汽油–苯–木材–塑料–金属–氢气–一氧化碳–•氧化氧化剂–空气空气–氧气氧气–氟氟–氯–过氧化氧化氢–过氯酸酸盐–金属金属过氧化物氧化物–硝酸硝酸铵–。
•点火源点火源–明火明火/电火花火花/静静电火花火花–高温表面高温表面/冲冲击与摩擦与摩擦–自燃自燃/绝热压缩/雷雷电–其他其他助燃物助燃物可燃物可燃物点火源点火源2.1.3 燃烧的充分条件燃烧的充分条件充分充分条件条件三者相三者相互作用互作用一定能一定能量点火量点火源源一定量一定量可燃物可燃物一定量一定量助燃物助燃物2.1.4 2.1.4 燃烧条件的应用燃烧条件的应用燃烧条件的应用燃烧条件的应用•燃燃烧不不仅需要一定的条件,需要一定的条件,而且燃而且燃烧条件是一个整体,条件是一个整体,无无论缺少哪个,燃缺少哪个,燃烧都不都不能能发生因此,可以用来生因此,可以用来防火和防火和灭火AIR (OXYGEN)FUELIGNITION SOURCE燃燃烧烧四面体四面体 •根据燃根据燃烧的的链琐反反应理理论,很多燃,很多燃烧的的发生生和持和持续有游离基(自由基)作有游离基(自由基)作“中中间体体”,,•因此燃因此燃烧三角形三角形应扩大到包括一个大到包括一个说明游离明游离基参加燃基参加燃烧反反应的附加的附加维,从而形成一个燃,从而形成一个燃烧四面体 防火的基本原理防火的基本原理阻止火势扩散蔓延阻止火势扩散蔓延控制和消除点火源控制和消除点火源控制可燃物控制可燃物控制助燃物控制助燃物(一)防火方法(一)防火方法 1.控制可燃物.控制可燃物 •燃料是燃燃料是燃烧发生最根本的要素,因此消生最根本的要素,因此消除或控制燃料是防火的根本措施。
除或控制燃料是防火的根本措施 如:通风;涉及氢气时设气楼、天窗;煤矿中如:通风;涉及氢气时设气楼、天窗;煤矿中存在瓦斯,需顶部通气;商场中安装防火卷帘存在瓦斯,需顶部通气;商场中安装防火卷帘等2 2..隔隔绝绝空气空气 •将空气、氧气、或其他助燃物将空气、氧气、或其他助燃物质与可燃与可燃性气体、液体或固体隔性气体、液体或固体隔绝,避免相互接,避免相互接触,可以避免触,可以避免发生燃生燃烧或爆炸 化工储罐中会采用氮封,红顶罐化工储罐中会采用氮封,红顶罐3 3.消除或控制点火源.消除或控制点火源 •虽然并不是所有可燃物然并不是所有可燃物质的燃的燃烧都需要火源,都需要火源,但但绝大多数火灾是由于火源的存在而引大多数火灾是由于火源的存在而引发的,的,因此消除或控制火源因此消除或控制火源对防火极其重要防火极其重要•火源的种火源的种类很多,很多,实际引引发火灾的火源情况更火灾的火源情况更是千差万是千差万别,非常复,非常复杂•防爆开关、灯、扇、插座等;杜防爆开关、灯、扇、插座等;杜绝使用使用过程中程中可能可能带入的不防爆器件,如入的不防爆器件,如烧水、降温用水、降温用电器,器,、相机等。
相机等 某化学品分配站某化学品分配站发发生系列爆炸生系列爆炸分析分析•在罐体的充装口附近形成在罐体的充装口附近形成过爆炸性蒸气爆炸性蒸气和空气的混合物和空气的混合物•罐体,称重称和罐体,称重称和泵都是接地的,但是充都是接地的,但是充装嘴,装嘴,软管管组件(和金属重物)没有做件(和金属重物)没有做等等电位位连接和接地,它接和接地,它们被合成橡胶充被合成橡胶充装装软管隔管隔绝起来•静静电可能可能积聚在了聚在了这些部件上,并些部件上,并对不不锈钢罐体放罐体放电,,产生了火花,而点燃了生了火花,而点燃了在充装在充装过程中程中积聚在充装口附近的气体聚在充装口附近的气体你知道你知道吗吗??•当液体通当液体通过管道,管道,阀门和其它和其它设备时,会,会产生静生静电•正确的等正确的等电位位连接和接地保接和接地保证了静了静电不会不会积聚并引起火花聚并引起火花•静静电火花可以点燃火花可以点燃许多易燃蒸气和空气的多易燃蒸气和空气的混合物你知道你知道吗吗??•等等电位位连接接就是就是电气气连接可接可导电物体,物体,以使以使这些物体些物体间电势相等,而防止火花相等,而防止火花你知道你知道吗吗??•接地接地就是将可就是将可导电物体与地物体与地连接,以接,以释放放积聚的静聚的静电和其它来源的和其它来源的电荷。
荷你知道你知道吗吗??你能做什么?你能做什么?•针对易燃材料易燃材料处理,要确保可理,要确保可导电的管道的管道和和设备的等的等电位位连接和接地,接和接地,设计正确它包括容器、它包括容器、泵,管道,,管道,阀门,,喷嘴,嘴,仪表探表探头,充装管和充装嘴,桶和可移,充装管和充装嘴,桶和可移动的的容器,以及其它的可容器,以及其它的可导电的的设备你能做什么?你能做什么?•要确保定期地要确保定期地检查你工厂的接地你工厂的接地连接情况,接情况,以保以保证它它们正常地工作正常地工作•当在向容器充装易燃液体当在向容器充装易燃液体时,要尽量减小,要尽量减小液体自由下落的高度,因液体自由下落的高度,因为这种方式会在种方式会在液体中制造出静液体中制造出静电分析分析•罐体正通罐体正通过一个短一个短喷嘴嘴进行充装,此行充装,此时易燃的醋酸易燃的醋酸乙脂正在穿越空气下落到乙脂正在穿越空气下落到罐体中,罐体中,这无疑会在罐体无疑会在罐体空气中形成小液粒和空气中形成小液粒和雾状状微粒•在液体自由下落穿越空气在液体自由下落穿越空气时,静,静电荷就可能荷就可能产生了,生了,而且可能而且可能进一步一步导致火花致火花而点燃可燃气体而点燃可燃气体环境。
境推荐的做法推荐的做法•从底部从底部进行充装,它行充装,它可以通可以通过一个浸入到一个浸入到液体下面的管子来液体下面的管子来实现•应该在下浸管被淹没在下浸管被淹没在液体液面下在液体液面下150mm之前,充装速度要控之前,充装速度要控制在制在1米米/秒或更小秒或更小你能做什么?你能做什么?•使用下浸管道或底部充装使用下浸管道或底部充装•当存在液体自由下落的可能当存在液体自由下落的可能时,要使用,要使用合适的低的流速合适的低的流速•正确地正确地对所有所有设备和容器和容器进行接地和等行接地和等电位金属位金属连接•使用使用为处理易燃材料而理易燃材料而设计的充装的充装喷嘴嘴和和软管,例如,管,例如,软管具有一个完整的管具有一个完整的连接到管道和接接到管道和接头的金属的金属编织网灭火方法灭火方法隔离法隔离法窒息法窒息法冷却法冷却法抑制法抑制法主要灭火方法主要灭火方法抑制法抑制法 •使使灭火火剂参与到燃参与到燃烧反反应中去,它可以中去,它可以销毁燃燃烧过程中程中产生的游离基,形成生的游离基,形成稳定分子或低活性游离基,从而使燃定分子或低活性游离基,从而使燃烧反反应终止 2.1.5 2.1.5 火灾分类火灾分类火灾分类火灾分类D类火灾火灾(金属火灾)(金属火灾)E类火灾(火灾(带电火灾)火灾)A类火灾火灾(固固体物体物质火灾火灾)B类火灾火灾(液体或者(液体或者可溶化固体可溶化固体物物质火灾)火灾)C类火灾(气体火灾)火灾(气体火灾)F类火灾(火灾(烹烹饪器具火灾器具火灾))分类分类分类分类2.2 燃烧形式及燃烧过程燃烧形式及燃烧过程2.2.1 燃烧类型燃烧类型自燃自燃爆炸爆炸闪燃闪燃着火着火((1))闪燃燃定义定义定义定义闪燃:闪燃:在一定温度下,可燃性液体(包括少量可熔化的在一定温度下,可燃性液体(包括少量可熔化的固体,如萘、樟脑、硫磺、沥青等固体,如萘、樟脑、硫磺、沥青等) )蒸气与空气混合后,蒸气与空气混合后,达到一定浓度,达到一定浓度,遇点火源产生的一闪即灭的燃烧现象。
遇点火源产生的一闪即灭的燃烧现象闪点:闪点:液体(或少量固体)产生闪燃现象的最低温度液体(或少量固体)产生闪燃现象的最低温度闪燃闪燃闪燃闪燃条件条件条件条件一是在环境中存在足够的可燃蒸气;一是在环境中存在足够的可燃蒸气;二是具有能够引起闪燃的温度二是具有能够引起闪燃的温度 闪燃闪燃闪燃闪燃原因原因原因原因是因为可燃性液体在闪燃温度下,蒸发速度不快,蒸是因为可燃性液体在闪燃温度下,蒸发速度不快,蒸发出来的气体仅能维持刹那那的燃烧,而来不及补充发出来的气体仅能维持刹那那的燃烧,而来不及补充新的蒸气以维持稳定的燃烧,故燃一下就灭新的蒸气以维持稳定的燃烧,故燃一下就灭((2)着火)着火定义定义定义定义可燃物质在与空气并存条件下,遇到比其自燃点高的可燃物质在与空气并存条件下,遇到比其自燃点高的点火源使开始燃烧,并在点火源使开始燃烧,并在点火源移开后仍能继续燃烧点火源移开后仍能继续燃烧,,这种这种持续燃烧持续燃烧(不小于不小于5秒秒)的现象叫着火的现象叫着火特征特征特征特征指可燃物与氧或氧化剂作用发生的释放热量的化学反指可燃物与氧或氧化剂作用发生的释放热量的化学反应,通常伴有火焰和发烟的现象应,通常伴有火焰和发烟的现象。
燃点燃点燃点燃点•可燃物质开始着火所需要的最低温度叫可燃物质开始着火所需要的最低温度叫燃点燃点,又称,又称着火着火点点或火焰点或火焰点•对评价可燃固体和高闪点液体的危险性具有重要意义对评价可燃固体和高闪点液体的危险性具有重要意义((3)爆炸)爆炸定义定义定义定义可燃性气体、蒸气、液体雾滴及粉尘同空气(氧)的可燃性气体、蒸气、液体雾滴及粉尘同空气(氧)的混合物发生的爆炸,实际上是可带有冲击力的快速燃混合物发生的爆炸,实际上是可带有冲击力的快速燃烧特征特征特征特征爆炸速度快;爆炸速度快;爆炸点附近压力急剧升高;发出或大或爆炸点附近压力急剧升高;发出或大或小的响声;周围介质发生震动或邻近的物质遭到破坏小的响声;周围介质发生震动或邻近的物质遭到破坏爆炸爆炸爆炸爆炸极限极限极限极限•可燃物质可燃物质(可燃气体、蒸气和粉尘可燃气体、蒸气和粉尘)与空气必须在一定的与空气必须在一定的浓度范围内均匀混合,形成预混气,遇着火源才会发生浓度范围内均匀混合,形成预混气,遇着火源才会发生爆炸,这个浓度范围称为爆炸极限,或爆炸浓度极限爆炸,这个浓度范围称为爆炸极限,或爆炸浓度极限((4))自燃自燃自燃自燃自燃自燃•可燃物在没有外部火花、火焰等点火源的作用下,因可燃物在没有外部火花、火焰等点火源的作用下,因受热或自身发热并蓄热而发生的自然燃烧现象。
受热或自身发热并蓄热而发生的自然燃烧现象自燃点自燃点自燃点自燃点使可燃物发生自燃的最低温度叫做自燃点也叫自燃使可燃物发生自燃的最低温度叫做自燃点也叫自燃温度类别类别类别类别•受热自燃受热自燃•自热自燃自热自燃•可燃物可燃物质在外部在外部热源作用下,使温度升高,当达到其燃点源作用下,使温度升高,当达到其燃点时,,即着火燃即着火燃烧的的现象•机理:机理:可燃物可燃物质与空气一起被加与空气一起被加热时,首先开始,首先开始缓慢氧化,慢氧化,氧化反氧化反应产生的生的热使物使物质温度升高,同温度升高,同时,也有部分散,也有部分散热损失若物质受受热少,少,则氧化反氧化反应速度慢,反速度慢,反应所所产生的生的热量量超超过热散失量散失量时,,则温度不再上升若物温度不再上升若物质继续受受热,氧化,氧化反反应加快,当所加快,当所产生的生的热量超量超过热散失量散失量时,温度逐步升高,,温度逐步升高,达到自燃点而自燃达到自燃点而自燃•热源:源:在工在工业生生产中,引起受中,引起受热自燃的自燃的热源有:接触高温表源有:接触高温表面、加面、加热或烘烤或烘烤过度、冲度、冲击摩擦等摩擦等受热自燃受热自燃受热自燃受热自燃汽车自燃汽车自燃汽车自燃汽车自燃•汽汽车在在给人人们的生活的生活带来来诸多便利和情趣多便利和情趣的同的同时,有,有时也会成也会成为危危险的潜在的潜在杀手。
手马路上路上飞奔的汽奔的汽车突突然狼烟然狼烟滚滚;静默停;静默停放的汽放的汽车不不经意意间在在熊熊大火中熊熊大火中“自焚身自焚身亡亡”汽车自燃事故汽车自燃事故汽车自燃事故汽车自燃事故2010.7.62010.7.6北京公交车自燃北京公交车自燃北京公交车自燃北京公交车自燃2009.6.52009.6.5成都公交车自燃造成都公交车自燃造成都公交车自燃造成都公交车自燃造成成成成2828人死亡、人死亡、人死亡、人死亡、7474人受伤人受伤人受伤人受伤汽车自燃原因汽车自燃原因汽车自燃原因汽车自燃原因•漏油:漏油:在一些普通化油器式汽车上,汽油泵多安装于发动机舱内,而且距离发在一些普通化油器式汽车上,汽油泵多安装于发动机舱内,而且距离发动机缸体以及分电器很近,一旦燃油出现泄漏混合气达到一定的浓度,加之有动机缸体以及分电器很近,一旦燃油出现泄漏混合气达到一定的浓度,加之有点火源出现,自燃事故将不可避免点火源出现,自燃事故将不可避免•易燃品易燃品:运载酒精、鞭炮、汽油等危险易燃物品,货物在高热、暴晒、碰撞后:运载酒精、鞭炮、汽油等危险易燃物品,货物在高热、暴晒、碰撞后产生大量气体或热量后导致爆燃;产生大量气体或热量后导致爆燃;•线路:线路:汽车的突发自燃事故多为线路故障所引起的。
汽车的电气线路、火线的汽车的突发自燃事故多为线路故障所引起的汽车的电气线路、火线的绝缘体破损搭铁或电器搭铁都会造成短路,尤其是线路残旧和排列混乱的车辆绝缘体破损搭铁或电器搭铁都会造成短路,尤其是线路残旧和排列混乱的车辆•漏电:漏电: 这主要是由于电路上各电气元件老化而造成的发动机工作时,点火线这主要是由于电路上各电气元件老化而造成的发动机工作时,点火线圈的温度很高,长期使高压点火导线的绝缘层软化、老化、裂损,点火高压电圈的温度很高,长期使高压点火导线的绝缘层软化、老化、裂损,点火高压电易击穿绝缘层,很容易产生高压电漏电,引发漏电处温度不断升高,一遇发动易击穿绝缘层,很容易产生高压电漏电,引发漏电处温度不断升高,一遇发动机油管等泄漏的油品,极易导致着火燃烧机油管等泄漏的油品,极易导致着火燃烧•机件过度摩擦:机件过度摩擦: 汽车机件之间的干摩擦会产生高温,如接触到可燃物可导致火汽车机件之间的干摩擦会产生高温,如接触到可燃物可导致火灾的发生变速箱、分动箱、车轮、传动轴的工作温度都低于润滑油的燃点,灾的发生变速箱、分动箱、车轮、传动轴的工作温度都低于润滑油的燃点,但如果轴承、活塞、气缸、齿轮箱由于磨损或制造缺陷,造成过度干摩擦,就但如果轴承、活塞、气缸、齿轮箱由于磨损或制造缺陷,造成过度干摩擦,就会产生过多的热量引发自燃。
会产生过多的热量引发自燃•抽烟:抽烟:驾乘人员不注意安全,吸烟后乱扔烟头;驾乘人员不注意安全,吸烟后乱扔烟头;•火花:火花:交通事故中机动车相撞产生火花;交通事故中机动车相撞产生火花;汽车自燃征兆汽车自燃征兆汽车自燃征兆汽车自燃征兆•仪表不亮,水温过高、开车时发现车身有异味,冒出烟雾仪表不亮,水温过高、开车时发现车身有异味,冒出烟雾等等,遇到这些情况要马上找安全的地方停车检查如果等等,遇到这些情况要马上找安全的地方停车检查如果真是发生自燃,一般从冒烟雾到着明火需要一段较长的时真是发生自燃,一般从冒烟雾到着明火需要一段较长的时间,汽车通常在明火着起来之后才会爆炸,这时候车主一间,汽车通常在明火着起来之后才会爆炸,这时候车主一定不要慌张,用灭火器、水或者衣物覆盖都可能将自燃扑定不要慌张,用灭火器、水或者衣物覆盖都可能将自燃扑灭;如果实在没有办法,也要尽快寻求消防、交警的帮助,灭;如果实在没有办法,也要尽快寻求消防、交警的帮助,保护现场,为事后索赔取证留下依据,确定车主自身的权保护现场,为事后索赔取证留下依据,确定车主自身的权利和责任,减少损失利和责任,减少损失汽车自燃预防汽车自燃预防汽车自燃预防汽车自燃预防•预防措施:第一,不要防措施:第一,不要轻易私自改装汽易私自改装汽车。
如果需要如果需要对原原车增加一些附件如音增加一些附件如音响等,响等,请改装改装师一定要从汽一定要从汽车的保的保险丝盒内取盒内取电第二,常做第二,常做检查防止电气气线路故障或接触不良,以及漏油、漏气等路故障或接触不良,以及漏油、漏气等现象的象的发生第三,生第三,驾驶5年以上的年以上的“老老车”以及出以及出过重大事故的汽重大事故的汽车,,应该定期做清定期做清线路、排除故障等全面路、排除故障等全面检查,,以免以免发生意外第四,生意外第四,别在在仪表表盘上放易燃品气体打火机、清新上放易燃品气体打火机、清新剂、、灭蚊蚊剂等受等受热膨膨胀后容易爆炸引起火灾也不要在后后容易爆炸引起火灾也不要在后备厢内放置摩内放置摩丝等易燃物品第等易燃物品第五,汽五,汽车进行修理或更行修理或更换零配件零配件时应尽量尽量选择正正规修理厂和正修理厂和正规零配件•平平时驾车时要随要随车自自备一个小型一个小型车载灭火器一般火器一般说来,两公斤左右的来,两公斤左右的灭火装火装置就可起到置就可起到应急急灭火作用司机火作用司机驾车时要尽量做到不在要尽量做到不在车内吸烟最好的防范内吸烟最好的防范措施就是定措施就是定时对汽汽车进行底行底盘保养、内保养、内饰清洗等,而且清洗等,而且对电线、油管等部件也、油管等部件也应定期定期检查更更换,特,特别要要检查油管油管连接接处是否有松是否有松动和漏油情况,保持油箱干和漏油情况,保持油箱干净通通风,停,停车时尽量尽量选择阴凉阴凉处。
•可燃物可燃物质在没有外部在没有外部热源影响下,由于物源影响下,由于物质内部所内部所发生的化学、物理或生的化学、物理或生物生物过程而程而产生生热量,量,这些些热量在适当条件下会逐量在适当条件下会逐渐积聚,使物聚,使物质温度温度升高,达到自燃点而燃升高,达到自燃点而燃烧的的现象自热自燃自热自燃自热自燃自热自燃2009.5.52009.5.5云南澄江云南澄江云南澄江云南澄江 黄磷自燃黄磷自燃黄磷自燃黄磷自燃2009.9.152009.9.15湖北宜都一货车发湖北宜都一货车发湖北宜都一货车发湖北宜都一货车发生生生生100100余桶黄磷自燃事故余桶黄磷自燃事故余桶黄磷自燃事故余桶黄磷自燃事故黄磷属黄磷属剧毒,极易自燃,是一种危毒,极易自燃,是一种危险化工品黄磷燃黄磷燃烧后,生成三氧化二磷或五氧化二磷后,生成三氧化二磷或五氧化二磷并并带有白色有白色浓烟,五氧化二磷遇水能生成烟,五氧化二磷遇水能生成剧毒的偏磷酸吸入或接触粉毒的偏磷酸吸入或接触粉尘时,,对身体局身体局部有部有强烈的腐烈的腐蚀性刺激作用,性刺激作用,严重者可引起重者可引起中毒性肺炎、肺水中毒性肺炎、肺水肿 比较一下以下的几种燃烧有何不同?比较一下以下的几种燃烧有何不同?比较一下以下的几种燃烧有何不同?比较一下以下的几种燃烧有何不同?•1、氢气在氧气中的燃烧与汽油在空气中的燃烧?•2、木材的燃烧、硫磺的燃烧?燃烧形式燃烧形式燃烧形式燃烧形式主要形式主要形式主要形式主要形式BBE EC CDDAA均一系燃烧和非均一系燃烧和非均一系燃烧均一系燃烧混合燃烧和扩散燃烧混合燃烧和扩散燃烧蒸发燃烧蒸发燃烧表面燃烧表面燃烧分解燃烧分解燃烧(一)均相燃(一)均相燃烧烧和非均相燃和非均相燃烧烧 •均相燃均相燃烧是指可燃物是指可燃物质和助燃物和助燃物质间的的燃燃烧反反应在同一相中在同一相中进行,如行,如氢气在氧气在氧气中的燃气中的燃烧,煤气在空气中的燃,煤气在空气中的燃烧。
(一)均相燃(一)均相燃烧烧和非均相燃和非均相燃烧烧•非均相燃非均相燃烧是指可燃物是指可燃物质和助燃物和助燃物质并并非同相,如石油非同相,如石油(液相液相)、木材、木材(固相固相)在空在空气气(气相气相)中的燃中的燃烧•与均相燃与均相燃烧比比较,非均相燃,非均相燃烧比比较复复杂,,需要考需要考虑可燃液体或固体的加可燃液体或固体的加热,以及,以及由此由此产生的相生的相变化 (二)(二)预预混燃混燃烧烧和和扩扩散燃散燃烧烧 •可燃气体与助燃气体可燃气体与助燃气体预先混合而后先混合而后进行行的燃的燃烧称称为预混燃混燃烧 •预混燃混燃烧速度快、温度高,一般爆炸反速度快、温度高,一般爆炸反应属于属于这种形式 (二)(二)预预混燃混燃烧烧和和扩扩散燃散燃烧烧•可燃气体由容器或管道中可燃气体由容器或管道中喷出,与周出,与周围的空气的空气(或氧气或氧气)互相接触互相接触扩散而散而产生的燃生的燃烧,称,称为扩散燃散燃烧 •在在扩散燃散燃烧中,由于与可燃气体接触的中,由于与可燃气体接触的氧气量偏低,通常会氧气量偏低,通常会产生不完全燃生不完全燃烧的的炭黑 (三)蒸(三)蒸发发燃燃烧烧、分解燃、分解燃烧烧和表和表面燃面燃烧烧 •蒸蒸发燃燃烧是指可燃液体蒸是指可燃液体蒸发出的可燃蒸出的可燃蒸气的燃气的燃烧。
•通常液体本身并不燃通常液体本身并不燃烧,只是由液体蒸,只是由液体蒸发出的蒸气出的蒸气进行燃行燃烧•硫磺和硫磺和萘这类可燃固体是先熔融、蒸可燃固体是先熔融、蒸发,,后后进行燃行燃烧,也可,也可视为蒸蒸发燃燃烧 (三)蒸(三)蒸发发燃燃烧烧、分解燃、分解燃烧烧和表面燃和表面燃烧烧•很多固体或不很多固体或不挥发性液体性液体经热分解分解产生生的可燃气体的燃的可燃气体的燃烧称称为分解燃分解燃烧•如木材和煤大都是由如木材和煤大都是由热分解分解产生的可燃生的可燃气体气体进行燃行燃烧 (三)蒸(三)蒸发发燃燃烧烧、分解燃、分解燃烧烧和表面燃和表面燃烧烧•可燃固体和液体的蒸可燃固体和液体的蒸发燃燃烧和分解燃和分解燃烧,,均有火焰均有火焰产生,属火焰型燃生,属火焰型燃烧•当可燃固体燃当可燃固体燃烧至分解不出可燃气体至分解不出可燃气体时,,便便没有火焰没有火焰,燃,燃烧继续在所剩固体的表在所剩固体的表面面进行,称行,称为表面燃表面燃烧 2.3 2.3 燃烧的基本理论燃烧的基本理论燃烧的基本理论燃烧的基本理论活化能理活化能理活化能理活化能理论论论论过氧化物过氧化物过氧化物过氧化物理论理论理论理论链式反链式反链式反链式反应理论应理论应理论应理论2.3.1 2.3.1 活化能理论活化能理论活化能理论活化能理论碰撞碰撞碰撞碰撞分子与分子之间不停的发生碰撞,在标准状态下,单分子与分子之间不停的发生碰撞,在标准状态下,单位时间、单位体积内气体分子相互碰撞约位时间、单位体积内气体分子相互碰撞约1026次。
次有效有效有效有效碰撞碰撞碰撞碰撞相互碰撞的分子不一定发生反应,只有少数具有一定相互碰撞的分子不一定发生反应,只有少数具有一定能量的分子按照一定的方向进行碰撞才会发生反应能量的分子按照一定的方向进行碰撞才会发生反应 反应反应反应反应条件条件条件条件• 分子能量足够大;碰撞方向合适分子能量足够大;碰撞方向合适 如反应如反应如反应如反应2AB→A2AB→A2 2+B+B2 2 硝酰氯的反应硝酰氯的反应活化分子与活化能活化分子与活化能活化分子与活化能活化分子与活化能•活化分子:具有较高活化分子:具有较高能量且能发生有效碰能量且能发生有效碰撞的分子撞的分子 •活化能:使普通分子活化能:使普通分子变为活化分子所必需变为活化分子所必需的能量活活化化能能E1反反应应热热活活化化能能E2 活化能理论活化能理论活化能理论活化能理论•活化能理论指出了可燃物与助燃物两种气体分子发生活化能理论指出了可燃物与助燃物两种气体分子发生氧化反应的可能性及条件氧化反应的可能性及条件•气体总是按直线轨迹不断地运动,其运动速度取决于气体总是按直线轨迹不断地运动,其运动速度取决于温度温度越高,气体分子运动越快温度越高,气体分子运动越快,反之,温度越,反之,温度越低,气体分子运动也越慢。
在任一气流中,都有大量低,气体分子运动也越慢在任一气流中,都有大量的气体分子,当它们进行规律运动时,许多分子会相的气体分子,当它们进行规律运动时,许多分子会相互碰撞、弹开和改变方向,随着气体温度和能级的提互碰撞、弹开和改变方向,随着气体温度和能级的提高,这些碰撞会变得更加频繁和剧烈高,这些碰撞会变得更加频繁和剧烈2.3.2 2.3.2 过氧化物理论过氧化物理论过氧化物理论过氧化物理论•氧分子在热能作用下形成过氧键,这种基团加氧分子在热能作用下形成过氧键,这种基团加在被氧化物上形成过氧化物:在被氧化物上形成过氧化物:– R-O-O-H –或或 – R-O-O-R•过氧化物有强氧化性且不稳定,容易继续发生过氧化物有强氧化性且不稳定,容易继续发生反应或分解反应或分解•该理论部分解释了燃烧可以在较低温度下进行该理论部分解释了燃烧可以在较低温度下进行的事实2.3.3 2.3.3 链式反应理论链式反应理论链式反应理论链式反应理论•链式反应理论是由前苏联科学家谢苗诺夫捏出的他认链式反应理论是由前苏联科学家谢苗诺夫捏出的他认为物质的燃侥经历以下过程:为物质的燃侥经历以下过程:–可燃物质或助燃物质先吸收能量而离解为可燃物质或助燃物质先吸收能量而离解为自由基自由基–自由基极其活泼,与其他分子反应活化能很低。
自由基极其活泼,与其他分子反应活化能很低–自由基与其他分子相互作用形成一系列连锁反应,将自由基与其他分子相互作用形成一系列连锁反应,将燃烧热释放出来燃烧热释放出来•例:例:ROO· + RH→R· + ROOHR· + O2 → ROO· •链引发链引发•链发展链发展•链终止链终止•例:低压下氢的氧化例:低压下氢的氧化–链引发链引发 H2 + M → 2H· + M –链发展链发展 H· + O2 → ·OH + O· O· + H2 → ·OH + H· ·OH + H2 → H2O + H·–链终止链终止 H· + ·OH + M → H2O + M H· + H· + M → H2 + M 链式反应历程链式反应历程链式反应历程链式反应历程链式反应分类链式反应分类直直链反反应在直在直链反反应中,中,链传递过程中,自由基的程中,自由基的数目保持不数目保持不变。
支支链反反应在在链传递过程中,一程中,一个自由基在生成个自由基在生成产物物的同的同时,,产生两个或生两个或两个以上自由基的两个以上自由基的链式反式反应燃燃烧过烧过程程熔化、蒸发熔化、蒸发或分解或分解蒸发蒸发氧氧 化化 分分 解解着着 火火燃燃 烧烧固体固体液体液体气体气体燃烧过程燃烧过程燃烧过程燃烧过程 防火工程防火工程防火工程防火工程• 着火 火势发展 熄灭•防火方法 灭火效率 灭火方法•着火条件 燃烧速度控制 燃烧机理燃烧反应速度理论燃烧反应速度理论燃烧反应速度理论燃烧反应速度理论• 1、反应速度的概念 • •化学计量方程式反应了反应物和生成物之间的数量,没有说明其实际中间过程•化学反应时由于反应物各分子之间的碰撞产生,单位体积内的分子数目越多(即反应物的浓度越大),反应物分子之间碰撞次数就越多,那么反应过程就越快,因此反应速度与反应浓度呈正比!•这种反应速度与反应浓度(实质是质量浓度)之间的关系规律,称为质量作用定律!2 2 2 2、质量作用定律、质量作用定律、质量作用定律、质量作用定律————影响反应速度规律一影响反应速度规律一影响反应速度规律一影响反应速度规律一• 影响反应速度的因素二影响反应速度的因素二影响反应速度的因素二影响反应速度的因素二——阿累尼乌斯定律阿累尼乌斯定律阿累尼乌斯定律阿累尼乌斯定律•反应温度对化学反应速度的影响很大,同时影响也比较复杂,一般体现为正相关,。
Van’t Holf 近似认为:如果初始浓度相同,温度每升高10℃,反应速度增大2-4倍阿累尼乌斯定律阿累尼乌斯定律阿累尼乌斯定律阿累尼乌斯定律• 阿累尼乌斯定律阿累尼乌斯定律阿累尼乌斯定律阿累尼乌斯定律• 燃烧反应的速度方程燃烧反应的速度方程燃烧反应的速度方程燃烧反应的速度方程• 燃烧反应的速度方程燃烧反应的速度方程燃烧反应的速度方程燃烧反应的速度方程• 燃烧反应的速度方程燃烧反应的速度方程燃烧反应的速度方程燃烧反应的速度方程• • 着火 火势发展 熄灭如果反应的氧气不足!对于一个反应,究竟需要多少氧气?燃烧空气量的计算燃烧空气量的计算燃烧空气量的计算燃烧空气量的计算• 按照完全燃烧的化学方程式:按照完全燃烧的化学方程式:按照完全燃烧的化学方程式:按照完全燃烧的化学方程式:• • • • 即:即:即:即:• • 物物质质燃燃烧过烧过程的温度程的温度变变化化 •由由T自自(理论着火点)(理论着火点)到到T’自自(实验值,看(实验值,看到火焰)间的时间到火焰)间的时间间隔称为间隔称为燃烧诱导燃烧诱导期期,或着火延滞期。
或着火延滞期•到达到达T自自以前,停止以前,停止外界能量输入,温外界能量输入,温度会下降,燃烧停度会下降,燃烧停止2.4.1 2.4.1 气体燃烧过程气体燃烧过程气体燃烧过程气体燃烧过程可燃可燃气体气体氧化剂氧化剂扩散扩散可燃混可燃混合气体合气体火源火源断键、断键、活化活化分子碎片、分子碎片、游离基游离基火焰火焰连续氧化、连续氧化、燃烧燃烧产物、产物、热量热量2.4 气体燃烧气体燃烧2.4.2 2.4.2 气体燃烧速度气体燃烧速度气体燃烧速度气体燃烧速度定义:火焰传播速度(火焰移动的速度)定义:火焰传播速度(火焰移动的速度)减去由于燃烧气体的温度升高而产生的减去由于燃烧气体的温度升高而产生的膨胀速度膨胀速度扩散燃烧的速度通常决定于可燃气体扩散的速度预混燃烧的速度通常以火焰传播速度表示常见可燃气体的火焰传播速度常见可燃气体的火焰传播速度常见可燃气体的火焰传播速度常见可燃气体的火焰传播速度气体火焰最高传播速度(m·s-1)可燃气体含量(%)气体火焰最高传播速度(m·s-1 )可燃气体含量(%)氢4.8338.5丙烷0.324.6一氧化碳1.2545丁烷0.823.6甲烷0.679.8乙烯1.427.1乙烷0.856.5炉煤气1.7017水煤气3.143焦炉发生煤气0.7348.52.4.2 2.4.2 气体燃烧速度气体燃烧速度气体燃烧速度气体燃烧速度•影响因素–可燃气的还原性及氧化剂的氧化性。
–浓度:稍高于化学计量浓度时燃烧速度最大–初始温度:温度高速度大–惰性气体:有影响–管径、材质、方向ü管径:越小速度越慢ü材质:有影响ü方向:例如:10%甲烷空气混合物的燃烧速度:垂直下点火:75cm/s水平:65cm/s垂直上点火:59.5cm/s2.4.2 2.4.2 气体燃烧速度气体燃烧速度气体燃烧速度气体燃烧速度2.4.2 2.4.2 气体燃烧速度气体燃烧速度气体燃烧速度气体燃烧速度火焰传播速度与初温的关系2.4.2 2.4.2 气体燃烧速度气体燃烧速度气体燃烧速度气体燃烧速度火焰传播速度与初温的关系2.4.2 2.4.2 气体燃烧速度气体燃烧速度气体燃烧速度气体燃烧速度惰性气体浓度对火焰传播速度的影响2.4.2 2.4.2 气体燃烧速度气体燃烧速度气体燃烧速度气体燃烧速度•管径对燃烧速度的影响(甲烷/空气混合)ü燃烧速度随管径增大而增大,并趋于恒定;ü管径缩小,速度变慢;ü管径小至某一直径,火焰不能传播,此为阻火器原理管径燃烧速度2.5 2.5 液体燃烧液体燃烧液体燃烧液体燃烧2.5.1 液体燃烧过程液体燃烧过程 热热热、氧化剂热、氧化剂燃烧燃烧液体液体蒸气蒸气氧化、分解氧化、分解中间产物中间产物产物产物+热量热量2.5.22.5.2液体燃烧形式液体燃烧形式液体燃烧形式液体燃烧形式•蒸发燃烧 可燃液体边蒸发边与空气混合、边燃烧。
池状燃烧、喷射式燃烧•动力燃烧可燃液体的蒸汽或液雾先与空气混合,遇火产生有冲击力的燃烧与可燃气体的预混燃烧类似•沸溢式和喷溅式燃烧闪闪点的估算点的估算 •纯物物质的的闪点同液体点同液体的沸点关的沸点关联的很好的很好 :沸点沸点:闪点闪点闪闪点的估算点的估算多多组分混合物中分混合物中仅有一种有一种组分是可燃的分是可燃的•通通过确定在某温度下混合物中的可燃确定在某温度下混合物中的可燃组分的蒸气分的蒸气压等于等于该组分在分在纯净状状态下下闪点点时的蒸气的蒸气压来估算混合物的来估算混合物的闪点 闪闪点的估算点的估算可燃可燃组分超分超过一种的多一种的多组分混合物分混合物 •推荐使用推荐使用实验测定定闪点点 2.5.3 2.5.3 液体燃烧速度液体燃烧速度液体燃烧速度液体燃烧速度•液体燃烧速度取决于液体的蒸发速度•两种表示方法:ü液体燃烧直线速度,单位mm/min或cm/hü液体燃烧质量速度,单位g/(cm2 ·min)或kg/(m2 ·h)2.5.32.5.3液体燃烧速度液体燃烧速度可燃液体的燃烧速度2.5.3 2.5.3 液体燃烧速度液体燃烧速度液体燃烧速度液体燃烧速度•影响液体燃烧速度的因素影响液体燃烧速度的因素 液体燃烧速度取决于液体的蒸发速度。
蒸发所需热量主要来自燃烧的辐射热,所有影响蒸发的因素均影响液体燃烧速度 考虑其他散热的因素ü液体热容、蒸发潜热、火焰辐射能力;ü初温:温度高燃烧速度快;ü风速:一般风速大加快燃烧(加速混合);ü含水量:含水石油产品较不含水石油产品燃烧慢;ü罐内燃烧:•罐直径:•液位:液位低燃烧慢(烟气上浮,阻止O2进入)2.5.3 2.5.3 液体燃烧速度液体燃烧速度液体燃烧速度液体燃烧速度初温对液体燃烧速度的影响2.5.3 2.5.3 液体燃烧速度液体燃烧速度液体燃烧速度液体燃烧速度储罐直径对燃烧速度的影响10 cm80 cm工业储罐(大)中液体燃烧的速度与罐直径无关与气体燃烧不同2.5.3 2.5.3 液体燃烧速度液体燃烧速度液体燃烧速度液体燃烧速度风速对液体燃烧速度的影响单组分液体燃烧时热量在液层的传播特点单组分液体单组分液体( (如甲醇、丙酮、苯等如甲醇、丙酮、苯等) )和沸程较窄的混合液体和沸程较窄的混合液体( (如煤如煤油、汽油等油、汽油等) ),在自由表面的燃烧,很短时间内就形成稳定燃,在自由表面的燃烧,很短时间内就形成稳定燃烧,燃烧速度基本不变烧,燃烧速度基本不变燃烧时火焰的热量通过辐射传入液体表面,然后通过导热向液面燃烧时火焰的热量通过辐射传入液体表面,然后通过导热向液面以下传递,由于受热液体比重减小而向上运动,所以热量只能传以下传递,由于受热液体比重减小而向上运动,所以热量只能传入很浅的液层内。
入很浅的液层内ü液面温度接近但稍低于液体的沸点液面温度接近但稍低于液体的沸点ü液面加热层很薄液面加热层很薄 单组分液体燃烧时热量在液层的传播特点 丁醇和汽油燃烧时的温度分布丁醇和汽油燃烧时的温度分布2.5.4 2.5.4 油罐火灾油罐火灾油罐火灾油罐火灾•原油的热波特性原油的热波特性Ø原油的性质 原油是不同沸点和比重的烃类的混合物,此外还有部分的高分子物质及少量的水 初沸点初沸点:原油中最轻的烃类沸腾时的温度 终沸点终沸点:原油中最重的烃类沸腾时的温度 沸程沸程:不同沸点的所有馏分转变为蒸气的最低和最高沸点范围 轻组分轻组分:原油中比重最小、沸点最低的很少一部分烃类组分 重组分重组分:原油中比重最大、沸点最高的很少一部分烃类组分原油的热波特性原油的热波特性原油的热波特性原油的热波特性热波:宽沸程原油燃烧时,沸点较低的烃类蒸发,离开油品表面,进入燃烧区;沸点较高的烃类则沉向底部形成一个热的锋面; 当燃烧继续时,此热锋面逐渐深入加热冷油,使被加热层不断增厚,这一现象称之为热波2.5.4 2.5.4 油罐火灾油罐火灾油罐火灾油罐火灾原油储罐火灾特性Ø原油燃烧时热量的传递规律 ü热波特性 •在下降过程中温度逐渐升高(150℃~315℃) •热波下降速度大于液体的燃烧速度ü热波的破坏作用 •使油品中水大量蒸发,发生沸溢和喷溅。
热波传播速度与直线燃烧速度的比较热波传播速度与直线燃烧速度的比较热波传播速度与直线燃烧速度的比较热波传播速度与直线燃烧速度的比较油品种类热波传播速度 (mm/min)直线燃烧速度 (mm/min)轻质油品含水<0.3%7~151.7~7.5含水>0.3%7.5~201.7~7.5重质燃油及燃料油含水<0.3%~81.3~2.2含水>0.3%3~201.3~2.3初镏分(原油轻镏分)4.2~5.82.5~4.2热波的传播速度热波的传播速度:热波在液层中向下移动的速度称为热波的传播速度重质油品的沸溢和喷溅重质油品的沸溢和喷溅Ø沸溢沸溢ü定义:定义:热波在油品中传播时,乳化水或自由水热波在油品中传播时,乳化水或自由水蒸发,形成大量油包气气泡,最后发生向外溢蒸发,形成大量油包气气泡,最后发生向外溢出的现象出的现象ü发生条件:发生条件:•原油具有形成热波的特性;原油具有形成热波的特性;•原油中含有乳化水或自由水;原油中含有乳化水或自由水;•原油的粘度较大原油的粘度较大 重质油品的沸溢和喷溅重质油品的沸溢和喷溅ü沸溢发生的时间沸溢发生的时间 发生沸溢的时间与原油的种类、水分含量有关。
发生沸溢的时间与原油的种类、水分含量有关根据实验,含有根据实验,含有1%1%水分的石油,经水分的石油,经45~6045~60分钟燃分钟燃烧就会发生沸溢烧就会发生沸溢ü发生沸溢的征兆发生沸溢的征兆•火焰由红变白变亮,高度突然增加;火焰由红变白变亮,高度突然增加;•烟气由浓黑变稀白;烟气由浓黑变稀白;•油面蠕动,有轻微呼隆和嘶嘶声响油面蠕动,有轻微呼隆和嘶嘶声响重质油品的沸溢和喷溅重质油品的沸溢和喷溅Ø喷溅喷溅ü喷溅:热波下降到水垫层,使其中的水大量蒸喷溅:热波下降到水垫层,使其中的水大量蒸发,蒸气压迅速升高,把上部的油品抛出罐外发,蒸气压迅速升高,把上部的油品抛出罐外的现象ü喷溅的发生条件喷溅的发生条件•原油具有热波特性;原油具有热波特性;•原油底部存在水垫层;原油底部存在水垫层;•高温层与水垫层接触高温层与水垫层接触ü喷溅发生时间喷溅发生时间 喷溅发生的时间与油层厚度、热波移动速度以喷溅发生的时间与油层厚度、热波移动速度以及油的燃烧线速度有关及油的燃烧线速度有关重质油品的沸溢和喷溅重质油品的沸溢和喷溅ü喷溅发生的征兆:喷溅发生的征兆:•火焰由红变白变亮,高度突然增加;火焰由红变白变亮,高度突然增加;•罐体发生轻微的振动沸溢,热波在油品中传播时,乳罐体发生轻微的振动沸溢,热波在油品中传播时,乳化水或自由水蒸发,形成大量油包气气泡,最后发生化水或自由水蒸发,形成大量油包气气泡,最后发生向外溢出的现象。
向外溢出的现象 喷溅最远可达喷溅最远可达70~120m,威胁消防官兵生,威胁消防官兵生命安全,应及早撤离命安全,应及早撤离重质油品的沸溢和喷溅重质油品的沸溢和喷溅Ø沸溢、喷溅的沸溢、喷溅的预防预防措施:措施:ü减少油品中的含水量(底部阀门,定期排水);减少油品中的含水量(底部阀门,定期排水);ü减小油品的粘度;减小油品的粘度;ü设置冷却系统降温(底部泡沫发生器,阻止热设置冷却系统降温(底部泡沫发生器,阻止热辐射;若置于顶部,爆炸时罐顶会被掀开,设辐射;若置于顶部,爆炸时罐顶会被掀开,设施被破坏)施被破坏)沸溢?喷溅?沸溢?喷溅?沸溢?喷溅?沸溢?喷溅?2.6.1固体燃烧过程固体燃烧过程((1)熔融蒸发式燃烧)熔融蒸发式燃烧(蜡蜡)固固 液液 蒸气蒸气 产物产物熔熔加热加热加热加热气化气化氧氧((2)升华式燃烧)升华式燃烧(萘、樟脑萘、樟脑)固固 蒸气蒸气 产物产物升华升华加热加热氧氧2.62.6固体燃烧固体燃烧固体燃烧固体燃烧((3)热分解式燃烧)热分解式燃烧(木材、煤、塑料木材、煤、塑料)固固 挥发份挥发份 产物产物热分解热分解加热加热氧氧((4)固体表面燃烧)固体表面燃烧(木炭、焦炭木炭、焦炭)固固 ++ 氧氧 产物产物最后燃烧的最后燃烧的物态为气体物态为气体((1)、()、(2)、)、((3)类)类同相同相燃烧燃烧有焰有焰燃烧燃烧燃烧区存燃烧区存在两相在两相((4)类)类异相异相燃烧燃烧无焰无焰燃烧燃烧2.6.2 2.6.2 固体燃烧形式固体燃烧形式固体燃烧形式固体燃烧形式•蒸发燃烧表面燃烧分解燃烧•阴燃 氧气不足、温度较低或湿度较大时,固体物质发生的只冒烟而无火焰的燃烧。
是固体物质特有的燃烧形式 包含干馏分解、炭(焦)化、氧化等过程 多孔状物质如成捆堆放的棉、麻、烟叶、布匹等 当改变通风条件、增加供氧量、可燃物水分蒸发,可能转为有焰燃烧阴燃案例阴燃案例•因吸烟点火乱扔未熄灭的烟头,造成火灾因吸烟点火乱扔未熄灭的烟头,造成火灾的案例屡见报端,最典型的莫过于的案例屡见报端,最典型的莫过于1987年年5月月6日大兴安岭森林火灾此次大火共造成日大兴安岭森林火灾此次大火共造成69.13亿元亿元的惨重损失事后查明,这次特的惨重损失事后查明,这次特大森林火灾,最初的五个起火点中,有四大森林火灾,最初的五个起火点中,有四处系人为引起,其中两处起火点是三名处系人为引起,其中两处起火点是三名“烟民烟民”烟头烟头引燃的•该大火不但使得中国境内的该大火不但使得中国境内的1800万英亩万英亩(相当于苏格兰大小)的面积受到不同程度(相当于苏格兰大小)的面积受到不同程度的火灾损害,还的火灾损害,还波及了苏联境内的波及了苏联境内的1200万万英亩森林英亩森林•过火的林地和疏林地面积达到过火的林地和疏林地面积达到114万公顷万公顷, 其中受害面积其中受害面积87万公顷。
烧毁贮木场存材万公顷烧毁贮木场存材85万立方米;各种设备万立方米;各种设备2488台台, 其中汽车、其中汽车、拖拉机等大型设备拖拉机等大型设备617台;桥涵台;桥涵67座座, 总长总长1340米;铁路专用线米;铁路专用线9.2公里;通讯线路公里;通讯线路483公里;输变电线路公里;输变电线路 284公里;粮食公里;粮食325万公斤;房屋万公斤;房屋61.4万平方米万平方米, 其中民房其中民房40万万平方米受灾群众平方米受灾群众10807户户,56092人死亡193人人,受伤受伤226 人参加这次扑火的军民人参加这次扑火的军民共共58800多人多人,其中解放军其中解放军34000多人Ø概述概述v定义:是一种发生在气固相界面处的燃烧定义:是一种发生在气固相界面处的燃烧反应,反应,是是固体物质无气相火焰的缓慢燃烧,固体物质无气相火焰的缓慢燃烧,通常产生烟和伴有温度升高是固体物质特通常产生烟和伴有温度升高是固体物质特有的燃烧形式有的燃烧形式v燃燃烧速度慢、温度速度慢、温度较低,不易被低,不易被发现v阴燃与有焰燃阴燃与有焰燃烧的区的区别:是无火焰:是无火焰v阴燃与表面燃阴燃与表面燃烧的区的区别:能:能热分解出可燃气。
分解出可燃气v在一定条件下,阴燃可以向明火在一定条件下,阴燃可以向明火转化,化,转变为有有焰燃焰燃烧 阴燃阴燃 阴燃阴燃 此外,阴燃过程中产生的烟雾中,含有此外,阴燃过程中产生的烟雾中,含有可燃气体,可燃气体,有发生爆炸的危险性有发生爆炸的危险性;阴燃;阴燃火灾发生堆积物的内部,较难彻底扑灭,火灾发生堆积物的内部,较难彻底扑灭,并且并且易发生复燃易发生复燃因此阴燃具有很大的因此阴燃具有很大的危险性 阴燃的发生条件l阴燃能否阴燃能否发生,取决于固体材料自身的理化生,取决于固体材料自身的理化性性质及其所及其所处的外部的外部环境 v固体材料的理化性固体材料的理化性质::ü固体介固体介质疏松多孔,固体疏松多孔,固体颗粒直径在粒直径在10--3米量米量级以下,如:以下,如:纸张、、锯末、末、纤维织物、物、纤维板、板、胶乳橡胶及其某些多孔胶乳橡胶及其某些多孔热固性塑料固性塑料 ü受受热分解后能分解后能产生生刚性性结构的多孔炭构的多孔炭,从而具,从而具备多孔蓄多孔蓄热并使燃并使燃烧持持续下去的条件下去的条件ü空气不流通,空气不流通,如固体堆如固体堆垛内部的阴燃,内部的阴燃,处于密封性于密封性较好的室好的室内的固体阴燃。
内的固体阴燃ü固体内部存在空气,从而固体内部存在空气,从而发生氧化放生氧化放热反反应维持阴燃状持阴燃状态ü固体氧化反固体氧化反应所所产生的生的CO2等不可燃气体大大稀等不可燃气体大大稀释了了热解所解所产生的可燃气体,使有焰燃生的可燃气体,使有焰燃烧难以形成以形成 ü一个供一个供热强度适宜的度适宜的热源源 ,,引起阴燃的引起阴燃的热源包括:源包括:1.自燃自燃热源;源;2. 阴燃本身成阴燃本身成为热源源 如香烟的阴燃引起地毯的如香烟的阴燃引起地毯的阴燃;阴燃;3. 有焰燃有焰燃烧火焰熄火焰熄灭后的阴燃后的阴燃 阴燃的发生条件v外部外部环境:境:阴燃向有焰燃阴燃向有焰燃烧烧的的转变转变v((—)阴燃从材料堆)阴燃从材料堆垛内部内部传播到外部播到外部时转变为有焰燃有焰燃烧v(二)加(二)加热温度提高,阴燃温度提高,阴燃转变为有焰燃有焰燃烧v(三)密(三)密闭空空间内材料的阴燃内材料的阴燃转变为有焰燃有焰燃烧,,甚至甚至轰燃(燃(回燃、回火回燃、回火))轰燃轰燃•轰燃轰燃是室内火灾由局部燃烧瞬间向全是室内火灾由局部燃烧瞬间向全面燃烧的转变,转变完成后,室内所面燃烧的转变,转变完成后,室内所有可燃物表面都开始燃烧。
有可燃物表面都开始燃烧•轰燃是火灾由初期阶段向旺盛阶段转轰燃是火灾由初期阶段向旺盛阶段转变的最显著特征之一变的最显著特征之一轰燃轰燃轰燃轰燃•在火灾初起阶段后期,当通风条件良好,在火灾初起阶段后期,当通风条件良好,可燃物数量适当,火灾范围会迅速扩大,可燃物数量适当,火灾范围会迅速扩大,并引起室内相当数量的可燃物的热解和气并引起室内相当数量的可燃物的热解和气化,一旦可燃气体达到燃烧极限下限,室化,一旦可燃气体达到燃烧极限下限,室内温度达到可燃气体燃点时,经过较短时内温度达到可燃气体燃点时,经过较短时间间(几分钟几分钟)就会出现一种就会出现一种全室性气相火焰全室性气相火焰现现象,并迅速点燃室内绝大多数可燃物表面,象,并迅速点燃室内绝大多数可燃物表面,燃烧十分猛烈,温度升高很快燃烧十分猛烈,温度升高很快•它标志着火灾由初起阶段后期进入全盛阶它标志着火灾由初起阶段后期进入全盛阶段•轰燃发生后,由于燃烧极为猛烈,轰燃发生后,由于燃烧极为猛烈,温度很快升高,人员在这种条件下温度很快升高,人员在这种条件下很难生存,因此,就火灾中安全疏很难生存,因此,就火灾中安全疏散而言,如果散而言,如果在轰燃发生前尚未从在轰燃发生前尚未从室内火灾场中逃生,那么将难以幸室内火灾场中逃生,那么将难以幸存存。
因此,认真研究室内火灾中的因此,认真研究室内火灾中的轰燃规律对于火灾防治具有十分重轰燃规律对于火灾防治具有十分重要的意义要的意义•轰燃现象的出现是火灾燃烧释放出大量热量积轰燃现象的出现是火灾燃烧释放出大量热量积累的结果实验研究表明,引起室内轰燃的热累的结果实验研究表明,引起室内轰燃的热源主要是源主要是热辐射热辐射建筑物室内地板接收到的热建筑物室内地板接收到的热通量的辐射热源主要有以下三个方面通量的辐射热源主要有以下三个方面:(1)顶棚顶棚下方的热烟气层下方的热烟气层(2)室内上部的顶与侧壁所有热室内上部的顶与侧壁所有热表面的辐射表面的辐射(3)火焰,包括垂直上升的火羽流与火焰,包括垂直上升的火羽流与沿顶棚扩散的火焰这些热辐射对轰燃出现的沿顶棚扩散的火焰这些热辐射对轰燃出现的控制作用和影响取决于火灾发展过程中可燃物控制作用和影响取决于火灾发展过程中可燃物质的性质以及通风状况在实际火灾中,一般质的性质以及通风状况在实际火灾中,一般都会产生大量烟气因此,都会产生大量烟气因此,轰燃的出现主要由轰燃的出现主要由热烟气层的厚度和温度达到某一临界点时所决热烟气层的厚度和温度达到某一临界点时所决定定,因此,烟气层的热辐射对确定火灾的发展,因此,烟气层的热辐射对确定火灾的发展十分重要。
十分重要2.6.3 2.6.3 固体燃烧速度固体燃烧速度固体燃烧速度固体燃烧速度•固体物质的燃烧速度一般小于可燃气体和液体的燃烧速度•不同组成、不同结构的固体物质燃烧速度差别很大:–萘的衍生物、石蜡,三硫化磷,松香等固体物质,其燃烧过程要经过受热熔化、蒸发、分解氧化、起火燃烧等几个阶段,一般速度较慢–硝基化合物、硝化纤维及其制品,因其本身含有不稳定的含氧基团,燃烧非常剧烈•密度:•比表面:固体物质比表面大的燃烧速度快•含水量:2.6.3 2.6.3 固体燃烧速度固体燃烧速度固体燃烧速度固体燃烧速度木材燃烧速度与其密度的关系2.6.3 2.6.3 固体燃烧速度固体燃烧速度固体燃烧速度固体燃烧速度2.6.3 2.6.3 固体燃烧速度固体燃烧速度固体燃烧速度固体燃烧速度2.6.4 2.6.4 典型固体物质的燃烧典型固体物质的燃烧典型固体物质的燃烧典型固体物质的燃烧一、木材的燃烧一、木材的燃烧(一)木材的(一)木材的组成成•主要成分是碳(主要成分是碳(50%)、%)、氢((6.4%)和%)和氧(氧(42.6%)元素,%)元素,还有少量的氮有少量的氮((0.01%~%~0.2%)和其它元素(%)和其它元素(0.8%~%~0.9%),但不含有其它燃料中常有的硫。
%),但不含有其它燃料中常有的硫 (二)木材的(二)木材的热热分解分解 •首先是水的蒸首先是水的蒸发;加;加热到到150℃℃时木材开始微弱分木材开始微弱分解,分解解,分解产物主要是水和二氧化碳;物主要是水和二氧化碳;•温度升高到温度升高到200℃℃以上,构成木材主要成分的以上,构成木材主要成分的纤维素被分解,生成一氧化碳、素被分解,生成一氧化碳、氢和碳和碳氢化合物;化合物;闪燃燃现象象•250~280 ℃℃剧烈分解稳定的有焰燃定的有焰燃烧•热分解的剩余物得到分解的剩余物得到30%~%~38%的碳随后是%的碳随后是表表面燃面燃烧 (三)木材的燃(三)木材的燃烧过烧过程程 •木材燃木材燃烧大体分大体分为有焰燃有焰燃烧和无焰燃和无焰燃烧两两个个阶段 •木材的有焰燃木材的有焰燃烧是木材是木材热分解出的可燃气分解出的可燃气燃燃烧,它的特点是燃,它的特点是燃烧速度快;燃速度快;燃烧量大,量大,约占整个木材重量的占整个木材重量的70%;火焰温度高,%;火焰温度高,燃燃烧时间短,火灾短,火灾发展迅速猛裂展迅速猛裂 (三)木材的燃(三)木材的燃烧过烧过程程•在木材的有焰燃在木材的有焰燃烧阶段,木材表面上生成的碳,段,木材表面上生成的碳,虽然然处在灼在灼热的状的状态,但不燃,但不燃烧。
•因因为此此时,分解,分解产物的燃物的燃烧阻碍了氧气阻碍了氧气扩散到碳散到碳的表面上去的表面上去•当析出的气体当析出的气体产物很少物很少时,氧,氧扩散到碳的表面,散到碳的表面,即有焰燃即有焰燃烧接近尾声接近尾声时,碳才开始燃,碳才开始燃烧•两种形式燃两种形式燃烧同同时进行若干行若干时期以后,完全不析期以后,完全不析出可燃气体出可燃气体时,才出,才出现仅有碳的无火焰燃有碳的无火焰燃烧 (四)木材燃(四)木材燃烧烧速度速度 1.木材密度的影响.木材密度的影响•木材的密度越大,燃木材的密度越大,燃烧速度越小,速度越小,这是是因因为密度大的木材密度大的木材导热性能好,大量性能好,大量热被被导入木材深入木材深处,使表面温度上升慢,,使表面温度上升慢,热分解慢,不容易着火,燃分解慢,不容易着火,燃烧速度慢 2 2.含水量的影响.含水量的影响 •木材含水量越大,木材不易着火,着火木材含水量越大,木材不易着火,着火后燃后燃烧速度也慢;速度也慢;•蒸蒸发的水蒸气充的水蒸气充满燃燃烧区使氧与可燃气区使氧与可燃气浓度减少;度减少;•水分会使木材水分会使木材导热率增加 3 3.木材比表面的影响.木材比表面的影响 •比表面比表面积大,燃大,燃烧时单位体位体积的木材承的木材承受的受的热量就大,与氧气接触面量就大,与氧气接触面积也大,也大,所以易着火且燃所以易着火且燃烧速度大。
速度大 二、高聚物的燃烧二、高聚物的燃烧二、高聚物的燃烧二、高聚物的燃烧•高聚物包括合成纤维、合成橡胶、塑料•橡胶与塑料的区别:橡胶需由高分子硫化交联,具有弹性形变可燃性较差•包含元素:C、H、O、Cl、Br、N、S等高聚物的燃烧高聚物的燃烧高聚物的燃烧高聚物的燃烧•燃烧过程•熔融阶段•分解阶段•着火阶段聚合物的温度聚合物的温度-形形变曲曲线高聚物随温度变化有高聚物随温度变化有三三种物理状态:种物理状态:玻璃态、高弹态、黏流态玻璃态、高弹态、黏流态玻璃玻璃态::由于温度较低,分子运由于温度较低,分子运动的能量很低,不足以克服主链内动的能量很低,不足以克服主链内旋转的位垒,旋转的位垒,链段处于被冻结的状链段处于被冻结的状态态,此时,聚合物表现的力学性质,此时,聚合物表现的力学性质和小分子的玻璃差不多,即,较硬、和小分子的玻璃差不多,即,较硬、较脆、形变小,因此称为玻璃态较脆、形变小,因此称为玻璃态 高高弹态::随温度的升高,随温度的升高,聚合物聚合物主链虽不能移动,但通过主链的单主链虽不能移动,但通过主链的单键内旋转可使键内旋转可使链段发生滑移链段发生滑移因此,就整个分子链来看,它是固体;就就整个分子链来看,它是固体;就链段运动来看,它是液体。
链段运动来看,它是液体黏流黏流态::温度继续升高,温度继续升高,整个分子链发生互相滑移整个分子链发生互相滑移,这种流动,这种流动同低分子液体流动相类似同低分子液体流动相类似 高聚物熔融阶段高聚物熔融阶段高聚物熔融阶段高聚物熔融阶段高聚物受热后的热分解聚合物聚合物热分解分解时的化学的化学变化化 高聚物受热后,温度逐渐升高,一些热稳定性差的键开始断高聚物受热后,温度逐渐升高,一些热稳定性差的键开始断裂,并引起色泽变化当材料受热达到分解温度时,聚合物中大裂,并引起色泽变化当材料受热达到分解温度时,聚合物中大多数键发生断裂,聚合物本身开始分解多数键发生断裂,聚合物本身开始分解 高聚物不断裂解最后高聚物不断裂解最后生成的产物可能有一生成的产物可能有一下几种:下几种: •不燃性气体或低燃不燃性气体或低燃烧值气气体:体:N2、、SO2、、卤化化氢、、NH3等;等; •液体:熔融聚合物、液体:熔融聚合物、预聚聚体及焦油等;体及焦油等; •固体:炭化物等;固体:炭化物等; •可燃性气体:甲可燃性气体:甲烷、乙、乙烷、、丙丙烷、乙、乙烯等等烯烃、甲、甲醛、、丙丙酮、一氧化碳及、一氧化碳及单体、二体、二聚体等;聚体等; •烟:空气中烟:空气中悬浮的固体浮的固体微粒微粒。
高聚物着火阶段高聚物着火阶段高聚物着火阶段高聚物着火阶段•闪燃•稳定有焰燃烧•因缺氧暂时停止,空气流动好后爆燃高聚物燃烧特点高聚物燃烧特点高聚物燃烧特点高聚物燃烧特点•发热量大 发热量比木材高,燃烧温度可达2000°C•燃烧速度快•发烟量大 起火后15s内产生烟雾,不到1min视线模糊•有熔滴 熔滴会带着火焰滴落、流淌,扩大燃烧面积•产物毒性大 N2O、HCN、COCl2等不同高聚物的燃烧速度和毒性不同高聚物的燃烧速度和毒性不同高聚物的燃烧速度和毒性不同高聚物的燃烧速度和毒性•含C\H:易燃但不猛烈CO•含O:易燃且猛烈CO•含N:多种类型CO、NOx•含Cl:Cl有一定阻燃性HCl•含F:不燃HF•酚醛树脂:难燃或缓燃酚蒸气 三、金属的燃烧三、金属的燃烧三、金属的燃烧三、金属的燃烧 金属的燃烧能力取决于金属本身及其氧化物的物理、金属的燃烧能力取决于金属本身及其氧化物的物理、化学性质,其中化学性质,其中金属及其氧化物的熔点和沸点对其燃金属及其氧化物的熔点和沸点对其燃烧能力的影响比较显著烧能力的影响比较显著一) 挥发金属Ø挥发性金属(如挥发性金属(如 Li、、Na、、K等)的特点等)的特点 它们的沸点一般低于其氧化物的熔点(它们的沸点一般低于其氧化物的熔点(K除外),因除外),因此在其表面上能够生成固体氧化物。
此在其表面上能够生成固体氧化物Ø挥发性金属的燃烧过程挥发性金属的燃烧过程ü挥发金属和火源接触时被加热发生氧化,经过一段时挥发金属和火源接触时被加热发生氧化,经过一段时间后,金属被熔化并开始蒸发,蒸发出的蒸气通过多间后,金属被熔化并开始蒸发,蒸发出的蒸气通过多孔的固体氧化物扩散进入空气中当空气中的金属蒸孔的固体氧化物扩散进入空气中当空气中的金属蒸气达到一定浓度时就燃烧起来,同时燃烧反应放出的气达到一定浓度时就燃烧起来,同时燃烧反应放出的热量又传给金属,使其进一步被加热直至沸腾,进而热量又传给金属,使其进一步被加热直至沸腾,进而冲碎了覆盖在金属表面上氧化物薄层,出现了更激烈冲碎了覆盖在金属表面上氧化物薄层,出现了更激烈的燃烧同时燃烧激烈时,固体氧化物也变成蒸气扩的燃烧同时燃烧激烈时,固体氧化物也变成蒸气扩散到燃烧层,离开火焰时变冷凝聚成微粒,散到燃烧层,离开火焰时变冷凝聚成微粒,形成白色形成白色的浓烟的浓烟这是挥发金属的燃烧特点这是挥发金属的燃烧特点ü挥发金属的燃烧属于挥发金属的燃烧属于熔融蒸发式燃烧熔融蒸发式燃烧ü金属固体金属固体→金属液体金属液体→金属蒸气金属蒸气→与空气混合与空气混合→均相均相有焰燃烧有焰燃烧→金属氧化物白烟。
金属氧化物白烟(二) 不挥发金属(不挥发金属(不挥发金属的沸点比它的氧化物的熔点要高不挥发金属的沸点比它的氧化物的熔点要高 )ü 不挥发金属因其氧化物的熔点低于金属的沸点,则在不挥发金属因其氧化物的熔点低于金属的沸点,则在燃烧时熔融金属表面上形成一层氧化物金属氧化物燃烧时熔融金属表面上形成一层氧化物金属氧化物先于金属固体熔化变成气体,使金属表面裸露与空气先于金属固体熔化变成气体,使金属表面裸露与空气接触,金属氧化物的熔化消耗了一部分热量,又阻碍接触,金属氧化物的熔化消耗了一部分热量,又阻碍了金属和空气中氧的接触,减缓了金属的氧化燃烧速了金属和空气中氧的接触,减缓了金属的氧化燃烧速度,固体表面呈炽热发光现象,如氧焊、电焊、切割度,固体表面呈炽热发光现象,如氧焊、电焊、切割火花等不挥发金属的燃烧属于火花等不挥发金属的燃烧属于表面燃烧表面燃烧ü 不挥发金属在粉末状、气熔胶状、刨花状时在空气不挥发金属在粉末状、气熔胶状、刨花状时在空气中燃烧进行得很激烈,且不生成烟粉尘悬浮在空气中燃烧进行得很激烈,且不生成烟粉尘悬浮在空气中可能发生爆炸,且无烟生成中可能发生爆炸,且无烟生成ü金属固体金属固体→→炽热表面与空气接触炽热表面与空气接触→→非均相无焰燃烧非均相无焰燃烧üAlAl、、TiTi、、FeFe等金属等金属在空气中难以燃烧,但在纯氧中能在空气中难以燃烧,但在纯氧中能燃烧,在燃烧时金属并不气化而是液化。
燃烧,在燃烧时金属并不气化而是液化金属燃烧的应用金属燃烧的应用金属燃烧的应用金属燃烧的应用————气割气割气割气割气割时,先用氧-乙炔火焰将金属预热到燃点,然后打开切割氧阀门,使高温金属燃烧,金属燃烧时所产生的氧化物熔渣被高压氧吹走,形成切口金属燃烧时放出大量的热,又预热待切割的金属,所以切割过程是预热-燃烧-去渣的形成切口的不断连续重复进行的过程金属燃烧的应用金属燃烧的应用金属燃烧的应用金属燃烧的应用————气割气割气割气割气割过程一般分为3个阶段:①钢材表面,铁和氧开始燃烧反应②铁和氧的燃烧反应向钢材内部传播③将反应生成物(主要是氧化铁)强行排除,达到切断目的气割的实质是金属在氧气中燃烧,乙炔或丙烷只起助燃作用,整个切割过程不是将金属熔化,而是金属燃烧的过程在气割过程中,铁与氧反应是预热钢材的主要热源,而预热火焰的热作用则是次要的切割时所需总热量的85%来自燃烧反应,只有15%的热量来自预热火焰(三)(三) 金属燃烧的特点金属燃烧的特点ü金属易燃程度与比表面积关系极大;金属易燃程度与比表面积关系极大;ü燃烧热值大、燃烧温度高;燃烧热值大、燃烧温度高;ü燃烧时强度降低;燃烧时强度降低;ü某些金属燃烧时火焰具有特征颜色。
某些金属燃烧时火焰具有特征颜色 钠钠 锂锂 钾钾 铷铷 铯铯 钙钙 锶锶 铜铜 钡钡 黄黄 紫红紫红 浅紫浅紫 紫紫 紫红紫红 砖红色砖红色 洋红洋红 绿绿 黄绿黄绿 (三)(三) 金属燃烧的特点金属燃烧的特点ü高温下,金属性质活泼(四)(四) 金属储运过程中的防火管理金属储运过程中的防火管理Ø防水、防潮防水、防潮 碱金属、碱土金属、金属粉末碱金属、碱土金属、金属粉末 少量少量 煤油煤油大量大量氮封氮封锂锂氩或氦氩或氦(四)(四) 金属储运过程中的防火管理金属储运过程中的防火管理Ø密封单独存放密封单独存放薄片和颗粒金属薄片和颗粒金属单独单独远离远离可燃物可燃物氧化剂氧化剂涂油物涂油物酸、碱、卤素酸、碱、卤素铪粉、锆粉铪粉、锆粉含水量含水量≥≥25%%(五)(五) 金属火灾扑救时灭火剂的选择金属火灾扑救时灭火剂的选择71507150灭火剂(三甲氧基硼氧六环):灭火剂(三甲氧基硼氧六环):是扑救镁、铝、镁铝合金、海绵状钛等轻金属火灾的有效灭火剂。
灭火时,当它以雾状喷到炽热的燃烧着的轻金属上时,会发生两种反应,即ü 分解反应: 60℃以上 (CH3O)3B3O3 ——— (CH3O)3B + B2O3 (三甲氧基硼氧六环) (硼酸三甲酪) (硼酐)ü 燃烧反应: (CH3O)3B3O3 + 9OO22 —— 3B2O3 + 9H2O 十 6CO2 (三甲氧基硼氧六环) (氧) (硼酐) (水) (二氧化碳) (五)金属火灾扑救时灭火剂的选择(五)金属火灾扑救时灭火剂的选择 以上两种反应产生的硼酐在轻金属燃烧的高温下,熔化为玻璃状液体,流散于金属表面及其缝隙中,在金属表面形成一层硼酐隔膜,使金属与大气隔绝,从而使燃烧窒熄7150燃烧反应时,还消耗金属表面附近大量的氧,从而也能够降低轻金属的燃烧强度 在用7150灭火剂灭火时,当燃烧的轻金属表面被硼酐的玻璃状液体覆盖以后,还可以喷射适量雾状水或泡沫,冷却金属,会得到更好的灭火效果(五)(五) 金属火灾扑救时灭火剂的选择金属火灾扑救时灭火剂的选择原位膨胀石墨灭火剂原位膨胀石墨灭火剂金属金属Na等碱金属、等碱金属、Mg等轻金属等轻金属隔氧、隔热隔氧、隔热(六)(六) 金属火灾扑救时灭火剂的选择金属火灾扑救时灭火剂的选择ü原位膨胀石墨灭火剂是石墨层间化合物ü金属钠等碱金属和镁等轻金属着火时,将原位膨胀石墨灭火剂喷撒在这些金属上面,灭火剂中的反应物在火焰高温的作用下,迅速呈气体逸出,使石墨体积膨胀,能在燃烧金属的表面形成海绵状的泡沫,与燃烧金属接触部分则被燃烧金属润湿,生成金属碳化物或部分生成石墨层间化合物,瞬间造成了与空气隔绝的耐火膜,达到迅速灭火的效果。
ü灭火应用时,可盛于薄塑料袋中投入燃烧金属上灭火;也可以放在金属可能发生泄漏处,预防碱金属或轻金属着火;同时也可盛于灭火器中在低压下喷射灭火(六)(六) 金属火灾扑救时灭火剂的选择金属火灾扑救时灭火剂的选择干沙、干粉、石粉、干的食盐、干的石墨干沙、干粉、石粉、干的食盐、干的石墨金属火灾灭火需要注意:金属火灾灭火需要注意:Mg、、Li×干沙干沙放热2.7 2.7 燃烧产物的毒害作用燃烧产物的毒害作用燃烧产物的毒害作用燃烧产物的毒害作用•热烟气的一般毒害作用包含物质:二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、五氧化二磷、氮氧化物、水蒸气、烟灰1)缺氧(2)高温气体的热损伤(3)热烟尘的毒害作用缺氧缺氧缺氧缺氧•16%~12%:头痛、呼吸急促、脉搏加快•14%~9%:判断力迟钝,出现酩酊状态,产生紫斑•10%~6%:意识不清、痉挛、致死碳氢化合物燃烧产物的毒性碳氢化合物燃烧产物的毒性碳氢化合物燃烧产物的毒性碳氢化合物燃烧产物的毒性•二氧化碳:窒息作用•一氧化碳:毒性与血红蛋白的结合能力比氧气高 无机化学:羰基络合物高聚物燃烧产物的毒害作用高聚物燃烧产物的毒害作用高聚物燃烧产物的毒害作用高聚物燃烧产物的毒害作用•NO、NO2。
刺激、有毒性NO可与O2迅速生成NO2后者为棕红色也是汽车尾气的主要毒物•HCN 剧毒化学品电镀工业中常用其盐•Cl2 有毒气体强氧化性•光气 化工中间体无色,发霉柴草气味化学武器一战中德国、日本都曾使用•H2S 臭鸡蛋气味强烈的神经毒物2.8 2.8 热值与燃烧温度热值与燃烧温度热值与燃烧温度热值与燃烧温度•燃烧焓(热) 各反应组分在温度T条件下的标准态时,1摩尔指定相态的物质与氧进行完全氧化还原反应对应的焓差,称为温度T时该物质的标准燃烧焓(热)ü单位为J/mol;ü手册数据温度一般298.15K;ü是严格的热力学概念•热值Ø单位质量(或体积)的可燃物质完全燃烧时所放出的热量称为该物质的发热值,简称热值ü单位固体或液体为J/kg,气体为J/m3;Ø高热值:燃料完全燃烧,生成的水蒸汽冷凝为液体时的热值Ø低热值:燃料完全燃烧,生成的水蒸汽不冷凝为液体时的热值2.8 2.8 热值与燃烧温度热值与燃烧温度热值与燃烧温度热值与燃烧温度•热值计算Ø 由燃烧热计算ü气体可燃物Q=1000Qr/22.4ü液体或固体可燃物Q=1000Qr/M[例] 试求乙炔和苯的热值从手册查得乙炔的燃烧热为130.6×104J/mol;苯的燃烧热为328×104J/mol 5.83×107J/m3;4.21×107J/kg Ø组成复杂可燃物计算:门捷列夫经验公式:ü高热值:ü低热值2.8 2.8 热值与燃烧温度热值与燃烧温度热值与燃烧温度热值与燃烧温度•燃烧温度即火焰温度,可燃物质燃烧放出的热量主要用于加热燃烧产物;如不计辐射等损失,可以计算理论最高温度。
2.8 2.8 热值与燃烧温度热值与燃烧温度热值与燃烧温度热值与燃烧温度•燃烧温度计算Ø恒(等)压热容ü一定量物质在恒压、非体积功为零的条件下,温度 升高1K所需的显热用CP表示,单位J/(mol·K)ü如果质量为1kg,工程上称为恒压比热,单位为J/(kg·K)Ø恒(等)容热容ü一定量物质在恒容、非体积功为零的条件下,温度升高1K所需的显热用Cv表示,单位J/(mol·K)ü如果质量为1kg,工程上称为恒容比热,单位为J/(kg·K)2.8 2.8 热值与燃烧温度热值与燃烧温度热值与燃烧温度热值与燃烧温度热容一般随温度变化而变化,C=f(T)平均热容显然 一般燃烧按等压考虑;爆炸按等容考虑,起始温度一般取273K绝热指数:。





