1、,2/11/2025,#,燃,烧,与,爆,炸,知,识,一、燃烧,(一),燃烧的概念,燃烧是指可燃物与氧化剂产生化学作用而发生的放热反应,通常伴有火焰、发光,和(或),发烟现象。,燃烧的反应过程极其复杂,游离基的链锁反应是燃烧反应的实质,光和热是燃烧过程中发生的物理现象。,一、燃烧,(二),燃烧的类型,燃烧有四种类型:,闪燃、着火、自燃和爆炸,。,闪燃,有两种含义:,易燃、可燃液体(包括具有升华性质的可燃固体),表面挥发的蒸气浓度随其温度,上升而增大,这些蒸气与空气形成混合气体。当蒸气达到一定浓度时,如与火源接,触,就会产生一闪即灭的瞬间燃烧,这种现象称为闪燃。,当可燃物在密闭的室内着火时,这些有机物因燃烧分解出可燃性物质,由于密闭空间氧气被耗尽,致使火焰在短时间内熄灭而成阴燃冒烟状态。然而屋内可燃物均已达临界点,并充满不完全燃烧气体。因此当有新鲜空气突然灌入时,所有可燃物表面,将全都一起燃烧,造成一片火海,极为致命。这种现象也称为闪燃,亦称燃爆。,一、燃烧,(二),燃烧的类型,燃烧有四种类型:闪燃、着火、自燃和爆炸,。,着火,可燃物在与空气共存的条件下,当达到某一温度时,与着火源接触即
2、能,引起燃烧,并在着火源离开后仍能持续燃烧,这种持续燃烧的现象叫着火。,自燃,是指可燃物在空气中没有外来火源的作用,靠自热或外热而发生燃烧的,现象。,爆炸,在极短时间内,释放出大量能量,产生高温,并放出大量气体,在周围,介质中造成高压的化学反应或状态变化,同时破坏性极强。,可燃物,氧化剂,燃烧三角形,温度,(引火源,),可燃物,氧化剂,(三),燃烧的必要条件,物质燃烧过程的发生和发展,必须具备以下三个必要条件,即,:可燃,物、氧化剂和温度(引火源),。,这三个必要条件可表示成,“燃烧三角形”和“燃烧四面体”。,温度(引火源,),燃烧过程中,未受抑制的,链式反应,燃烧四面体,一、燃烧,(三),燃烧的必要条件,可燃物,凡是能与空气中的氧或其他氧化剂起化学反应的物质都称为,“可燃物”,如木材、氢气、汽油、煤炭、纸张、硫等。可燃物按其化学,组成,可分为,无机可燃物,和,有机可燃物,两大类。从数量上讲,绝大部分可,燃物为有机物,少部分为无机物。按其所处的状态,又可分为,可燃固体,、,可燃液体,和,可燃气体,三大类。对于这三种状态的可燃物来说,其燃烧难易,程度是不同的,一般是气体比较容易燃烧,其次
3、是液体,最后是固体。,可燃物是燃烧不可缺少的一个首要条件,是燃烧的内因,没有可燃物,,燃烧就根本不能发生,。,一、燃烧,(三),燃烧的必要条件,氧化剂,帮助和支持可燃物燃烧的物质,即能与可燃物发生氧化反应的物质称为氧化剂。燃烧过程中的氧化剂主要是空气中游离的氧,另外如氟、氯等也可以作为燃烧反应的氧化剂。,温度,(,引火源,)是指供给可燃物与氧或助燃剂发生燃烧反应的能量来源。常见的是热能,其他还有从化学能、电能、机械能等转变而来的热,能。,一、燃烧,一、燃烧,(四),与燃烧相关的常用概念,闪燃,在液体(固体),表面上能产生足够的可燃蒸气,遇火能产生一闪,即灭的火焰的燃烧现象。(参见前面,),阴燃,没有火焰的缓慢燃烧的现象。,爆燃,以亚音速传播的爆炸。,自燃,可燃物质在没有外部明火焰等火源作用下,因受热或自身发热并蓄热所产生自行燃烧的现象。根据热来源不同,物质自燃可分为两种:一是本身自燃;二是受热自燃。本身自燃,就是由于物质内部自行发热而发生燃烧现,象。受热自燃就是物质被加热到一定温度时发生燃烧现象。(参见前面,),一、燃烧,(四),与燃烧相关的常用概念,闪点 在规定的试验条件下,液体(固
4、体),表面能产生闪燃的最低温度。,同系物中异构体比正构体的闪点低;同系物的闪点随其分子量的增加而升高,随其沸点升高而升高。各组分混合液,如汽油、煤油等,其闪点随沸程的增加而升高;低闪点液体和高闪点液体,形成的混合液,其闪点低于这两种液体闪点的平均值。木材的闪点在,260左右。,闪点的意义,:,(1),闪点是生产厂房的火灾危险性分类的重要依据;,(2),闪点是储存物品仓库的火灾危险性分类的依据;,(3),闪点是甲、乙、丙类危险液体分类的依据;,(4),以甲、乙、丙类液体分类为依据规定了厂房和库房的耐火等级、层数、占地面积、安全疏,散、防火间距、防爆设置等;,(5),以甲、乙、丙类液体的分类为依据规定了液体储罐、堆场的布置、防火间距、可燃和助燃气,体储罐的防火间距,液化石油气储罐的布置、防火间距等。,一、燃烧,氧化发,热,聚合放,热,发酵放,热,(四),与燃烧相关的常用概念,燃点 是指在规定的试验条件下,液体或固体能发生持续燃烧的,最低温度。一切液体的燃点都高于闪点。,自燃点,是指在规定的条件下,可燃物质产生自燃的最低温度。可燃物质发生自燃的主要方式有:,可燃物与,分解放热,吸附放热,活性
5、物质遇水,强氧化剂混合,7,1,2,3,4,5,6,一、燃烧,(四),与燃烧相关的常用概念,影响液体、气体可燃物自燃点的主要因素,:,压力,压力越高,自燃点越低;,氧浓度,混合气中氧浓度越高,自燃点越低;,催化,活性催化剂能降低自燃点,钝性催化剂能提高自燃点;,容器的材质和内径,器壁的不同材质有不同的催化作用,容器直径越小,自燃点越高。,影响固体可燃物自燃点的主要因素,:,受热熔融,熔融后可视液体、气体的情况;,挥发物的数量,挥发出的可燃物越多,其自燃点越低;,固体的颗粒度,固体颗粒越细,其比表面积就越大,自燃点越低;,受热时间,可燃固体长时间受热,其自燃点会有所降低。,一、燃烧,(四),与燃烧相关的常用概念,氧指数,是指在规定条件下,固体材料在氧、氮混合气流中,维持平稳燃烧所需的最低氧含量。氧指数高表示材料不易燃烧,氧,指数低表示材料容易燃烧,一般认为氧指数22,属于易燃材料,氧,指数在,2,2,2,7,之间属可燃材料,氧指数,2,7,属难燃材料。,一、燃烧,(四),与燃烧相关的常用概念,可燃液体的燃烧特点,可燃液体的燃烧实际上是可燃蒸气的燃烧,因此,液体是否能发生燃烧以及燃烧速率的
6、高低,与液体的蒸气压、闪点、沸点和蒸发速率等性质有关。,液体火灾危险分类及分级是根据其闪点划分为,3,类:,甲类(一级易燃液体),,闪点小于,28;,乙类(二级易燃液体),闪点大于等于,28,小于,60;,丙类(可燃液体),,闪点大于等于,60,。,在不同类型油类的敞口贮罐的火灾中容易出现三种特殊现象:沸溢、喷溅和冒泡。沸溢现象是指液体在燃烧过程中,由于不断向液层内传热,会使含有水分、粘度,大、沸点在,100,以上的重油、原油产生沸溢和喷溅现象,造成大面积火灾。能产,生沸溢现象的油品称为沸溢性油品。,一、燃烧,(四),与燃烧相关的常用概念,固体的燃烧特点,固体可燃物必须经过受热、蒸发、热分解,固体上,方可燃气体浓度达到燃烧极限,才能持续不断地发生燃烧。燃烧方式分为:,蒸发燃烧、分解燃烧、表面燃烧和阴燃四种。,蒸发燃烧,熔点较低的可燃固体,受热熔融后,类似于可燃液体蒸发成蒸汽而燃烧。如硫、,磷、沥青、热塑性高分子材料等。,分解燃烧,分子结构复杂的固体可燃物,在受热后分解出其组成成分,与加热温度相应的热分解产物再氧化燃烧,称为分解燃烧。如木材、纸张、棉、麻、毛巾、热固塑料、合成橡胶等燃烧。
7、,表面燃烧,蒸汽压非常小或难以热分解的可燃固体,不能发生蒸发燃烧或分解燃烧,当氧气包围物质表层时,呈炽热状态发生无焰燃烧,属于非均相燃烧,即表面燃烧。表面发红,而无火焰,如木炭、焦炭等的燃烧。,阴燃,一些固体可燃物在空气不流通、加热温度较低或含水分较高时会阴燃。如成捆堆放的棉、,麻等,随着阴燃的进行,热量聚集、温度升高,此时空气导入可能会转变为有焰燃烧。,一、燃烧,(五),燃烧产物及其毒性,燃烧产物是指由燃烧或热解作用产生的全部物质。燃烧产物包括:燃烧生成,的气体、能量、可见烟等。燃烧生成的气体一般是指:二氧化碳、一氧化碳、氰化氢、丙烯醛、氯化氢、二氧化硫等。,火灾统计表明,火灾中死亡人数大约 80,%是由于吸入火灾中燃烧产生的有毒烟气而,致死的。火灾产生的烟气中含有大量的有毒成分,如上所述。二氧化碳是主要的燃烧产物之一,而一氧化碳是火灾中致死的主要燃烧产物之一,其毒性在于对血液中血红蛋白,的高亲和性,其对血红蛋白的亲和力比氧气高出,250,倍。,二、爆炸燃烧的特殊形式,(一),爆炸的概念,爆炸是指由于物质急剧氧化或分解反应,使温度、压力急剧增加或使两者同时急剧增,加的现象。,二、爆炸
8、燃烧的特殊形式,(一),爆炸的概念,爆炸可分为:物理爆炸、化学爆炸和核爆炸。,物理爆炸,:由于液体变成蒸气或者气体迅速膨胀,压力急速增加,并大大超过容器的,极限压力而发生的爆炸。如蒸气锅炉、液化气钢瓶、气压式升降椅等的爆炸。,2007,年,浙江省,某女士坐的升降椅发生物理爆炸,椅面被炸穿,她的裤子被炸了个大洞,硬塑料、木屑、密封圈等大量碎片崩进她体内达十几厘米。此类事故并,不鲜见。,二、爆炸燃烧的特殊形式,(一),爆炸的概念,化学爆炸,:因物质本身起化学反应,产生大量气体和高温而发生的爆炸。如炸药的爆炸,可燃气体、液体蒸气和粉尘与空气混合物的爆炸等。化学爆炸是消防工作中防止爆,炸的重点。,二、爆炸燃烧的特殊形式,(一),爆炸的概念,核爆炸,:是剧烈核反应中能量迅速释放的结果,可能是由核裂变、核聚变或者是这,两者的多级串联组合所引发。大气层内部的核爆炸通常都伴随着蘑菇云的产生。核,爆炸会产生大量的放射线和放射性污染。,空中核爆炸,水下核爆炸,二、爆炸燃烧的特殊形式,(二),爆炸极限,爆炸极限是指可燃气体、蒸汽或粉尘与空气混合后,遇火可产生爆炸的最高浓度或最低浓度。通常以体积百分数表示。,
9、可燃气体、蒸气或粉尘与空气组成的混合物,能使火焰传播的最低浓度称为,该气体或蒸气的,爆炸下限,,也称燃烧下限。,可燃气体、蒸气或粉尘与空气组成的混合物,能使火焰传播的最高浓度称为,该气体或蒸气的,爆炸上限,,也称燃烧上限。,建筑设计防火规范中将爆炸下限,10,%的气体划分为甲类气体,少数爆,炸下限,10,%的气体划分为乙类气体。,二、爆炸燃烧的特殊形式,(三),影响爆炸极限的因素,爆炸极限值受各种因素变化的影响,主要有:初始温度、初始压力、惰性介质及杂质、混合物中氧含量、点火源等。,初始温度高,爆炸极限范围大;初始压力高,爆炸极限范围大;混合物中加入惰性气体,爆炸极限范围缩小,特别对爆炸上限的影响更大。混合物含氧量增加,爆炸下限降低,爆炸上限上升。,二、爆炸燃烧的特殊形式,(四),关于粉尘爆炸,粉尘爆炸的特点:,多次爆炸是粉尘爆炸的最大特点;,粉尘爆炸所需的最小点火能量较高,一般在几十毫焦耳以上。,与可燃性气体爆炸相比,粉尘爆炸压力上升较缓慢,较高压力持续时间长,释放的能量大,破坏力强。,二、爆炸燃烧的特殊形式,(四),关于粉尘爆炸,粉尘爆炸的条件:,粉尘本身必须是可燃性的;,粉尘必须具有相当大的比表面积;,粉尘必须悬浮在空气中,与空气混合形成爆炸极限范围内的混合物;,有足够的点火能量。,影响粉尘爆炸的因素:,颗粒越小其比表面积越大,氧吸附也越多,在空气中悬浮时间越长,爆炸危险性越大。,空气中含水量越高、粉尘越小、引爆能量越高。随着含氧量的增加,爆炸浓度范围扩大。有粉尘的环境中存在可燃性气体时,会大大增加粉尘爆炸的危险性。,颗粒的尺寸,粉尘浓,度,空气的含水,量,含氧,量,可燃气体含,量,第,168,页,谢,谢,
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