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1、第1章防火基本原理1.1 燃烧的学说和理论 1.1.1 燃素说1.1.2 氧学说1.1.3 分子碰撞理论1.1.4 活化能理论1.1.5 过氧化物理论1.1.6 链锁反应理论1.1 燃烧的学说和理论1.1.1 燃素说其它类似学说; 四元素说 燃烧是“火、水、空气、土”这四种元素的作用。如木材的燃烧所产生的明显火焰为“火素”，蒸发散发的潮气为“水素”，上升的烟为“空气素”，剩余的灰为“土素”。汞硫盐说 火焰的发生是因为物体中含有硫质，气体的逸出为汞素，剩余的灰为盐质，等等。非常盛行，普里斯特实验室得到了氧气，仍是燃素说的忠实信徒;显而易见不科学，唯心，没有证明燃烧素的化学成分组成;当时某些科学家
2、已经认识到空气对于燃烧的重要性。燃素说是形成于17世纪末、18世纪初的一种解释燃烧现象甚至整个化学的学说。其创始人是斯莫尔。燃素在燃烧过程中从可燃物中飞散出来，与空气结合，从而发光发热。例如油脂、蜡、木炭都是极富燃素的物质，而石头、木灰、黄金都不含燃素，所以不能燃烧。直到18世纪70（1772年）年代氧气被发现后，燃烧的本质才真相大白。燃素说才逐渐退出历史舞台。普林斯特是英国的一位杰出的科学家、化学家，可惜犯了一个巨大的判断错误。离奇的是，尽管他终生坚持的化学理论燃素论最终被他自己的研究所推翻，他本人却从未放弃过这一理论。但他终究对科学有显著贡献。普林斯特对气体特别感兴趣，他被酿啤酒时释放的气
3、体（现在我们知道那是二氧化碳）所吸引，就收集了许多。并通过实验表明，这种气体在高压下易溶于水。这就是苏打水和发泡软饮料工业的开端，风行的“汽水”热的源头。几乎所有淡而无味的流体包括白开水，在溶解了二氧化碳后都会变得非常可口。当前的商家正把二氧化碳溶于天然矿泉水，赚进大笔银子。1.1.2 氧学说氧学说是1777年，法国拉瓦锡，在普里斯特于实验室内得到氧气的基础上提出的。燃烧是可燃物与氧化剂作用发生的放热反应，通常伴有火焰、发光和（或）发烟的现象。1.1.3 分子碰撞理论氢气与氯气的混合物在常温下避光贮存于容器中，它们的分子每秒钟彼此碰撞达10亿次，但觉察不到任何反应；可是，若把这种混合物置于光照
4、条件下，虽不改变其压力和温度，但却以极快的速度生产氯化氢，显出光和热的燃烧现象，甚至引起爆炸。1.1.4 活化能理论烯烃与氢加成反应需要很高的活化能，加入催化剂后，可以降低反应的活化能，使反应容易进行。 举例：在室温下蜡烛不会自发燃烧（说明活化能高，需要一根火柴的能量点燃蜡烛）；一旦点燃后可以持续燃烧（说明是放热反应，放出的热量足以使临近的普通分子变为活化分子。）一般化学反应的活化能40400KJ/mol 1.1.5 过氧化物理论实际上，活化能理论已经可以很清楚地解释燃烧作为一种化学反应的实质和动力，因为它已经指出了可燃物分子和助燃物分子发生氧化反应的可能性和条件。那么，过氧化物理论在此基础上
5、进一步解释活化能的作用机理，也就是活化能是怎样使活性分子间的碰撞引起化学反应的。 所以，我认为过氧化物理论可以称为应用于燃烧的活化能理论 。1.2 燃烧的类型1.2.2 点燃与燃点点燃闪点温度燃烧的只是可燃物蒸发或分解出来的蒸气，而在着火点时燃烧的不只是蒸气还有可燃物本身，或者说可燃物达到了着火点时可以持续地提供蒸气以保持稳定的燃烧;着火点（燃点）高于闪点，且闪点越低两者之间相差越小。燃油的着火点一般高出其闪点10-30度，汽油、CS2的相差仅1度。1.2.3 自燃与自燃点自燃方式1. 热力自然：由于可燃物系统内部的化学反应放热，或由于生物、物理吸附作用放热，同时散热不良导致热量积累，使得系统
6、的温度自行升高，反应速度急剧增大，以致着火。2. 链锁自然：由于可燃物发生了分支链锁反应，活化中心迅速增殖，使反应速度急剧增大，以致着火。改为受热自燃和自热自燃如“冷焰”现象：在低压、等温（自燃点550）下，氢气和氧气可以无需反应放热而可由链锁反应的自行加速引起自燃。 说明：实际过程不可能存在纯粹的热力自燃或链锁自燃烧，它们同时发生并相互促进；一般来说，高温下容易发生热力自燃，低温低压下发生分支链锁自燃。典型可燃物的自燃点：黄磷30，煤320 ，氢气（在氧气中燃烧）550 。(1) 煤的自燃煤中硫化铁可在低温下氧化，水分越多，可促使硫化铁加速氧化生成体积较大的硫酸盐，使煤块松散碎裂，暴露出更多
7、的表面，加速煤的氧化。同时，硫化铁氧化时也放出热量，促进煤的自燃过程。1.2.2 自燃与自燃点磁黄铁矿FeS是具有金属光泽的深棕色或黑色块状物，当其与空气中的氧接触后能自燃，自燃点大约为40。对于粉末状的硫化铁来说，与空气接触后更易自燃。一露天硫化铁矿石堆发生自燃，产生大量二氧化硫气体。虽然没有发现明火，但根据堆垛上方产生的大量暗黄色气体可以断定，该堆垛内部正在燃烧。一支枪对正在向下风方向飘散的有毒气体进行稀释，二号车单干线出两支枪对堆垛进行冷却，防止自燃的进一步扩大。由于该堆垛内部堆积的热量过高，大量的水立刻变为水蒸气，并散发出大量的热。国内外曾发生过多起含硫油品储罐火灾和爆炸事故，人们普遍
8、认为是由硫化铁氧化放热（甚至自燃）引起的。1.3.1燃烧的特征发光，放热，剧烈的氧化反应铁的氧化生锈，虽然在氧化反应时也放热，但同时又很快散失掉，因此没有发光现象。在一些特殊情况下的燃烧可以在无氧的条件下进行，如氢气在氯气中燃烧、镁条在二氧化碳中的燃烧,钠在氯气中燃烧，铜在氯气中燃烧等。1.3.2 燃烧的条件必要条件：可燃物，助燃物，着火源低氮硝酸纤维、赛璐珞等含氧物质，旦受热或着火后能自动释放出氧，不需外部氧化剂就可发生燃烧。 充分条件一定的可燃物浓度; 一定的助燃物浓度；一定的点火源能量；三者相互作用。闪燃！在室温20的同样条件下，用火柴去点汽油或煤油时，汽油立刻燃烧起来，而煤油却不燃。为
9、什么？请学生做答。（因为煤油在室温下蒸气浓度不多，还没有达到燃烧所需的浓度。）氢气在空气中的含量达到475之间时就能着火甚至爆炸；但若氢气在空气中的含量低于4或高于75时，即不能发生着火，也不能发生爆炸。（爆炸极限）O21416%(木材)燃点，着火点一根火柴的热量不能点燃一根原木。 1.4 防火技术基本理论1.4.1 防火技术基本理论电石库防火条例1.4.3 灭火技术基本理论和方法灭火技术基本理论:一旦火灾发生，只要消除燃烧三个基本条件中的任何一条火即熄灭。1隔离法2冷却法3窒息法4抑制法隔离法消除可燃物。如水墙，破拆，关闭燃料的阀门等。窒息法消除助燃物（氧化剂）,如CO2灭火器，CCl4灭火
10、器等。窒息、冷却、隔离灭火方法就其使用的灭火剂(或方法)来说，在灭火过程中不参与燃烧过程的化学反应，均属于物理灭火方法。 而抑制灭火法是使灭火剂参与燃烧反应，使燃烧过程中产生的游离基消失，而形成稳定分子或低活性的游离基，使燃烧反应停止。 如干粉灭火剂灭气体火灾 ，气溶胶灭火剂。 进行抑制灭火时，一定要将灭火剂准确地喷射在燃烧区内，使灭火药剂参与燃烧反应中去，否则，将起不到抑制反应的作用。 第2章防爆基本原理2.1.1 爆炸的概念爆炸就是指物质的物理或化学变化，在变化的过程中，伴随有能量的快速转化，内能转化为机械压缩能，且使原来的物质或其变化产物、周围介质产生运动。2.1.2 爆炸的破坏作用 冲
11、击波的破坏作用主要是由其波阵面上的超压引起的。在爆炸中心附近，空气冲击波波阵面上的超压可达几个甚至十几个大气压。当冲击波大面积作用于建筑物时，波阵面超压在20kPa30kPa内，就足以使大部分砖木结构建筑物受到强烈破坏。超压在100kPa以上时，除坚固的钢筋混凝土建筑外，其余部分将全部破坏。机械设备、装置、容器等爆炸后产生许多碎片，飞出后会在相当大的范围内造成危害。一般碎片在100500米内飞散。 2.1.3 爆炸的分类(1) 按能量来源简单分解爆炸：爆炸时分解为元素，爆炸所需能量来自爆炸物自身的分解热，爆炸过程不一定伴随有燃烧反应的发生。（！有资料把气体分解爆炸划归为简单分解爆炸，我认为不太
12、合适。）特点：这类爆炸物极不安定，受到磨擦、撞击甚至轻微振动即可引起爆炸。乙炔与铜、银、水银等金属或盐类长期接触时，会生成乙炔铜和乙炔银等爆炸性化合物，当受到摩擦或冲击时就会发生爆炸。凡供乙炔使用的器材(容器、管道、阀门等)，都不能用银和含铜量70以上的铜合金制作。 复杂分解爆炸：这类爆炸物在外界强激发能（如爆轰波）作用下，能发生快速放热反应，同时产生高温、高压气体。特点：这类物质爆炸过程常伴随有燃烧现象，对外界刺激的敏感性较低，危险性也相对小些。炸药（TNT、苦味酸、硝化甘油、硝酸铵等）、有机过氧化物等爆炸属于此类。如1kg硝化甘油炸药的分解热为6688kJ，温度可达4697，爆炸瞬间体积可
13、增大1.6万倍，速度达8625ms，故能产生强大的破坏力。爆炸性混合物爆炸指可燃性气体（蒸气、粉尘等）与氧化剂（空气）所形成的爆炸性混合物爆炸。特点：这类物质爆炸一般需同时具备一定的条件。通常，这类爆炸物的爆炸超压较前两类小得多，爆炸危险性也相对小些；这类爆炸的爆炸破坏力虽然比前两类小，但实际危险要比前两类大，这是由于在采矿和工业生产过程中形成爆炸性混合物的机会多，而且往往不易察觉。因此，石油化工生产的防火防爆是安全工作一项十分重要的内容。 (2)按瞬时燃烧速度无烟火药在空气中的快速燃烧，可燃气体混合物在接近爆炸浓度上限或下限时的爆炸， 都属于爆燃。可燃性气体混合物在多数情况下的爆炸，以及被压
14、紧的火药遇火源引起的爆炸等， 属于爆炸。由于在极短的时间内发生的燃烧产物急速膨胀，像活塞一样挤压其周围气体。反应所产生的能量有一部分传给被压缩的气体层，于是形成的冲击波由它本身的能量所支持，迅速传播并能远离爆轰的发源地而独立存在。并能引起该处的其他爆炸性气体混合物或炸药发生爆炸，从而发生一种“殉爆”现象。 2.1.3 爆炸的分类(3)按反应的相表2-1气相爆炸表2-2液相、固相爆炸燃烧与可燃物质化学性爆炸的区别和联系H2的燃烧与爆炸燃烧速度是亚音速，而爆炸是超音速的；1kg煤块完全燃烧时需要10分钟，47807W，而1kg煤气与空气混合发生爆炸时，只需02秒，1471105w 。炸药爆炸和燃烧
15、的主要区别有哪些?答案:主要区别是：燃烧靠热传导来传递能量和激起化学反应，而爆炸是靠瞬间产生的冲击波作用来传递能量和激起化学反应;燃烧受环境影响较大，而爆炸基本上不受环境的影响;爆炸反应比燃烧更为激烈;燃烧产物的运动方向和反应区传播的方向相反，而爆炸产物的运动方向则和反应区传播方向相同，从而爆炸可以产生很大的压力。TATP敲击爆炸实验TATP是一种爆炸威力巨大，且容易自制的爆炸物，它的配方和原料甚至在网上就可以找到或买到，是目前恐怖分子经常使用的一种爆炸物。然而，TATP也是一种极为敏感的爆炸物，轻微的摩擦就可能引发爆炸，许多自制者因此而丧命。最新的研究表明，TATP又是一种十分奇特的爆炸物，在爆炸时不产生热量。 以色列理工学院化学系主任凯南教授领导的研究小组通过长期研究发现，与所有其它常规爆炸物不同的是，TATP是通过将每个固态分子迅速地分解为四个气态分子，而产生爆炸的，在爆炸过程中并不产生热量。这种罕见的现象科学上称之为“熵爆炸”。 研究人员认为，自从炸药被发明以后，无论是在军用还是民用时，人
