1、燃烧与爆炸知识燃烧Part01燃烧的概念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。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。爆炸燃烧的类型闪燃着火自燃燃烧类型燃烧的类型（1）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。（2）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
2、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。 两种含义闪燃着火自燃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。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。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。爆炸燃烧的类型燃烧的必要条件可燃物氧化剂温度（引火源）燃烧三角形这三个必要条件可表示成“燃烧三角形”和“燃烧四面
3、体”。氧 化 剂可 燃 物温度（引火源）可燃物氧化剂温度（引火源）燃烧过程中未受抑制的链式反应燃烧四面体物质燃烧过程的发生和发展，必须具备以下三个必要条件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
4、可燃物，燃烧就根本不能发生。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。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。燃烧的必要条件与燃烧相关的常用概念01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。02阴燃没有火焰的缓慢燃烧的现象。03爆燃以亚音速传播的爆炸。04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，
5、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。与燃烧相关的常用概念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。闪点在规定的试验条件下，液体（固体）表面能产生闪燃的最低温度。（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
6、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。闪点的意义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：氧化发热1分解放热2聚合放热3吸附放热4发酵放热5活性物质遇水6可燃物与强氧化剂混合7影响液体、气体可燃物自燃点的主要因素：影响固体可燃物自燃
7、点的主要因素：与燃烧相关的常用概念（1）受热熔融，熔融后可视液体、气体的情况；（2）挥发物的数量，挥发出的可燃物越多，其自燃点越低；（3）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；（4）受热时间，可燃固体长时间受热，其自燃点会有所降低。（1）压力，压力越高，自燃点越低；（2）氧浓度，混合气中氧浓度越高，自燃点越低；（3）催化，活性催化剂能降低自燃点，钝性催化剂能提高自燃点；（4）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。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气浓度以氧气所占体积的百分数表
8、示。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2227之间属可燃材料，氧指数27属难燃材料。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高低，与液体的蒸气压、闪点、沸点和蒸发速率等性质有关。甲类（一级易燃液体），闪点 28；乙类（二级易燃液体），闪点 28 60；丙类（可燃液体），闪点 60。液体火灾危险分类及分级是根据其闪点划分为3类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
9、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。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。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。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
10、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。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。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
11、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。爆炸燃烧的特殊形式Part02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。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
12、崩进她体内达十几厘米。此类事故并不鲜见。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。空中核爆炸水下核爆炸核爆炸：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。爆炸的概念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。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
13、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。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。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。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。粉尘爆炸的特点多次爆炸是粉尘爆炸的最大特点；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。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关于粉尘爆炸1324粉 尘 爆 炸 的 条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影响粉尘爆炸的因素THANKS!
