物质燃烧学课件

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1、物质燃烧学,韩建新 山西省消防协会理事 山西省安全生产监督管理局备案专家 山西警官高等专科学校兼职教授 北京中安质环测评中心特邀顾问 太原市公安局高级工程师,燃烧学,燃烧是一个受多种物理、化学因素影响的复杂过程。燃烧是一种化学反应，影响化学反应速度的因素必然影响燃烧反应的快慢；燃烧会产生热量，热量要传递，热量的传递会引起温度场的变化，温度场的变化又会对燃烧产生影响；燃烧所需要的氧化剂（氧气）主要是气体，燃烧对象也可能是气体（可燃气体），燃烧产物有相当部分是气体，这些气体在燃烧过程要混合、传递和流动，因此燃烧与化学动力学、化学热力学、传热学和传质学等有关。由此可见，燃烧学是一门建立在许多基础学科

2、上的新兴边缘科学。,自然界物质状态图,物质燃烧示意图,燃烧产物,燃烧时生成的气态及固体物质，一般称为燃烧产物。例如一氧化碳、二氧化碳、水蒸气等。 如果生成的是不能再燃烧的物质，则称为完全燃烧产物。例如二氧化碳等。 如果生成的是还能继续燃烧的产物，则称不完全燃烧产物。例如一氧化碳等。,二氧化碳的性质,1、它是完全燃烧产物，一种无色、不燃的气体，溶于水，有弱酸味，比重1.52，有轻度毒性；2、它在常温和60个大气压下会变成液体，当减去压力，此种液态二氧化碳气化快、吸热多，温度可达-79OC，一部分凝成雪状固体，俗称干冰；3、它在消防工作中，可以做灭火剂，但是有少数金属物质如钾、钠、镁等，能在二氧化

3、碳中燃烧，因此不能用它扑救这类物质的火灾。,一氧化碳的性质,1、它是不完全燃烧产物。一种无色、无味而有毒性的气体，在空气中的爆炸极限为12.5%74%，难溶于水，比重为0.97。 2、在火场中，必须注意一氧化碳中毒和一氧化碳与空气形成爆炸性混合物。 3、空气中，一氧化碳含量0.5%时，经过2030min，现场人员有中毒死亡危险；一氧化碳含量1.0%时，现场人员呼吸数次后失去知觉，12min内可导致死亡。,二氧化硫的性质,1、它是硫和硫化物燃烧时生成的完全燃烧产物。是无色有刺激性气味的有毒气体，能刺激人的眼角膜和呼吸道的粘膜。 2、它的比重是2.2，极易变成无色液体，液态二氧化硫的沸点为-10O

4、C。 3、它易溶于水，在20OC时，1体积的水可以容纳大约40体积的二氧化硫，故灭火时，可用喷雾水溶解烟雾中的二氧化硫，以减轻其毒性。,五氧化二磷的性质,是黄磷在燃烧时生成的完全燃烧产物。纯五氧化二磷是白色雪花状晶体，熔点42O0C，但3000C时升华，升华后的气体比重为3.9。 它吸水性很强，吸水时生成磷酸，并放出大量的热量（大约）。 火场上，它常以气体或微粒状态混合或漂浮在空气中，人吸入呼吸器官遇水会生成磷酸，其会有中等刺激性，吸入过多易引起咳嗽和呕吐。 火场上，它遇水会生成磷酸（），如接触普通金属会生成氢气，故应防止氢气发生燃烧。,氯化氢的性质,它是一种有刺激味的气体。是非金属含氯化合物

5、遇水分解的产物。有些含氯的树脂及其塑料制品在燃烧时也会产生氯化氢气体。 它的熔点是，沸点是，易溶于水，在通常条件下，体积的水能吸收体积的氯化氢。在水中溶解时放出大量的热（.） 它溶于水以后得到盐酸，其属于强酸，故对于人体皮肤和粘膜有较强腐蚀性和刺激性。在高浓度场合，会加剧刺激眼睛，易引起呼吸道发炎和肺气肿等疾病。,硫化氢的性质,它是无色而有臭鸡蛋味的可燃气体。在工业中生产的水煤气、焦炉煤气以及制造人造丝、橡胶、二硫化碳、硫化染料等过程中常用硫化氢气体释放出，硫和硫化物火灾用水扑救时也会产生硫化氢气体。 它的比重为，爆炸极限浓度为，它在空气充足条件下燃烧时生成二氧化硫和水，它在空气不充足条件下燃

6、烧会生成游离的硫和水。 该气体毒性较大，吸入少量时会引起头痛、眩晕，吸入大量时会致人死亡。,氮的氧化物之性质,主要是一氧化氮和二氧化氮，前者是无色不能助燃的气体，但易与氧化合生成二氧化氮，后者为红棕色助燃气体，并具有令人讨厌的气味，有毒。 二氧化氮在时凝为红棕色液体，在时凝结为无色晶体，温度超过以上时会分解成一氧化氮和氧气，遇水会生成硝酸和一氧化氮。 氮的氧化物一般由硝酸或硝酸盐的分解、含硝酸盐及亚硝酸盐炸药的爆炸以及消化纤维的燃烧所产生。,碳粒与烟炱,有机物在不完全燃烧时往往会产生游离碳粒，其火焰的明亮程度和熏烟多少与碳粒的多少有关。烟炱是有机物不完全燃烧时产生的固体和胶体物质，它主要是由极

7、细的碳粒构成的，碳粒和烟炱构成了火焰上部的黑烟。 火焰中碳粒的多少主要取决于可燃物中氧和碳的含量，因此火焰的明亮程度和熏烟多少又与可燃物中氧和碳的含量有关。 火焰的明亮程度划分为显光和不显光的，火焰的熏烟多少划分为有熏烟和无熏烟的。 含氧量大于的可燃物，燃烧时生成不显光的火焰；反之，燃烧时生成显光无熏烟的火焰；含碳量大于的可燃物，燃烧时生成显光有熏烟的火焰。,消防术语,燃烧：发光放热的化学反应。 火灾：在时间和空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。 火灾隐患：指在工作、生产和生活中，容易引发火灾事故的不安全因素。 防火间距：为防止火灾蔓延扩散而在建筑物之间留出的距离。 爆炸：由于物质急剧氧化或分解

8、反应产生温度、压力增加或两者同时增加的现象。 爆炸极限：可燃气体、蒸汽或粉尘与空气混合后遇火会产生爆炸的最高或最低浓度。 最小静电点火能：能够引起危险物质燃烧爆炸的最小放电能量称之。 消防学：是一门专门研究火灾预防和火灾扑救的边缘科学。,燃烧概念及其本质,燃烧是一种发光、放热的化学反应。 所谓发光，是指人们用肉眼能够观察到的亮光。 所谓放热，是指燃烧前存在于物质分子中的化学能，经过燃烧，一部分转变成热能。例如碳和氧的燃烧反应 C+O2=CO2+401.8kj 表示1摩尔碳和1摩尔氧气燃烧后，生成1摩尔二氧化碳，并释放出401.8kj的热量。 所谓化学反应大致包括以下类型：1、可燃物与氧气发生化

9、合反应。2、碱金属遇水反应，生成的氢气再与空气中的氧气进行化合反应。3、可燃物与氯气等卤族元素进行化合反应。4、可燃物与强氧化剂中的氧元素进行化合反应。5、分子结构不稳定或分子中含氧的爆炸性物质自身进行分解反应。6、活泼金属与氮气、二氧化碳等不燃气体进行化合反应或置换反应。,化学反应方程式,1、可燃物与氧气发生化合反应：例如C+O2=CO2. 2H2+O2=2H2O 2、碱金属遇水反应，生成的氢气再与空气中的氧气进行化合反应：例如 2Na+2H2O=H2+2NaOH H2+0.5O2=H2O 3、可燃物质与氯气等卤素进行化合反应：例如 H2+CI2=2CIH H2S+CI2=2CIH+S,物质

10、燃烧的基本条件,1、可燃物：凡是能与空气中的氧或其它氧化剂起化学反应的物质称之。 2、氧化剂：能帮助和支持可燃物，即能与可燃物发生氧化反应的物质称之。 3、温度：指供给可燃物与氧或助燃剂发生燃烧反应的能量来源称之。,物质燃烧的充分条件,1、一定的可燃物浓度。 2、一定的氧气含量。 3、一定的点火能量。 4、不受抑制的链式反应。,物质燃烧的条件,物质燃烧的基本条件： 一、可燃物 凡是能与空气中的氧或其它氧化剂起燃烧化学反应的物质称为可燃物。 二、氧化剂（助燃物 ）能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氧化剂。 三、温度（点火源） 是指供给可燃物与氧化剂发生燃烧反应的能量来

11、源。 物质燃烧的充分条件： 一定的可燃物浓度；一定的氧气含量；一定的点火能量；不受抑制的链式反应。,基本灭火方法,一切灭火措施，都是为了破坏已经产生的燃烧条件或使燃烧中的游离基消失。 隔离法：用分隔包围或分离空气扑救火灾的方法。 窒息法：用隔绝空气扑救火灾的方法。 冷却法：用降低火场温度扑救火灾的方法。 抑制法：用破坏化学燃烧链扑救火灾的方法。,火灾发展蔓延的阶段,火灾通常都有一个从小到大、逐步发展、直至熄灭的过程。这个过程一般可分为以下五个阶段： 1、初起阶段 2、发展阶段 3、猛烈阶段 4、下降阶段 5、熄灭阶段,火灾的分类（一）,按照燃烧物质的状态和性质，将火灾分为六类： A类火灾：指固

12、体物质火灾。 B类火灾：指液体物质火灾。 C类火灾：指气体物质火灾。 D类火灾：指金属火灾。 E类火灾: 指带电体火灾. F类火灾：指烹饪器具内的烹饪物火灾。,火灾的分类（二）,按照火灾造成的危害，将火灾分为四类： 特别重大火灾：一次火灾造成一亿元以上直接损失。造成30人以上死亡，或100人以上重伤。 重大火灾：一次火灾造成五千万元以上一亿元以下直接损失。造成10人以上30人以下死亡，或50人以上100人以下重伤。 较大火灾：一次火灾造成一千万元以上五千万元以下直接损失。造成3人以上10人以下死亡，或10人以上50人以下重伤。 一般火灾：一次火灾造成一千万元以下直接损失。造成3人以下死亡，或1

13、0人以下重伤。 本规定从2007年6月1日起执行。,发生火灾的主要原因,1、用火不慎 2、电气失控 3、违章操作 4、吸烟不慎 5、小孩玩火 6、纵火 7、自燃 8、雷击、静电 9、机械磨擦 10 、其它,四懂四会内容,四懂： 一、懂得本单位、本岗位的火灾危险性； 二、懂得本单位、本岗位的防火措施； 三、懂得灭火的基本方法； 四、懂得逃生的基本方法。,四会： 一、会报警； 二、会使用灭火器材； 三、会扑救初起火灾； 四、会逃生自救。,火灾的类型,燃烧的类型主要有四种：即闪燃、着火、自燃和爆炸。 闪燃与闪点 着火与燃点 自燃与自燃点 爆炸与爆炸极限,干粉灭火器,ABC干粉灭火器主要成分是磷酸氨盐

14、，并掺入适量的润滑剂和防潮剂经研磨而成的一种化学灭火剂。干粉灭火剂灌装在灭火器内，在二氧化碳或氮气压力作用下喷出，形成浓云般的粉雾，覆盖在燃烧物上，使燃烧的连锁反应中断。同时，干粉受热分解出惰性气体和粉雾，可阻止火焰扩散，阻碍热辐射，抑制燃烧。 使用干粉灭火器时，撕掉铅封，拔去保险销，打开喷嘴盖，一只手握住胶管，将喷嘴对准火源根部，另一只手按下压把，干粉即能喷射出来灭火。 注意事项：在室外应顺风向使用。平时应做好防雨、防晒、防潮工作。,二氧化碳灭火器,它是将二氧化碳气体压缩成液体，储存于灭火器的高压钢瓶内，使用时由于压力大大降低，二氧化碳液体就迅速气化，同时吸收大量的热，喷桶内温度迅速降低，使

15、二氧化碳冷凝成雪片状的固体（俗称干冰），当“雪花”覆盖在燃烧物上时，立即气化，冷却燃烧物质和冲淡燃烧区内空气中的氧含量。 当二氧化碳蒸发在空气中的含量达到30%左右时，火焰就会熄灭。 使用二氧化碳灭火器时，左手撕去铅封，拔掉保险销，紧握喇叭胶柄，右手将上面的鸭嘴向下压，二氧化碳即可喷出灭火。 其主要适用于扑救电气方面的火灾，不宜扑救D类火灾。,灭火剂的选择,灭火剂的选择主要根据火灾的类型。目前常用的灭火剂主要有： 水及水添加剂 泡沫灭火剂 干粉灭火剂 二氧化碳灭火剂 冷气溶胶灭火剂,灭火的基本原则,救人第一的原则； 集中兵力打歼灭战的原则； 先控制、后消灭的原则； 先重点、后一般的原则。,闪燃

16、与闪点,在液体（固体）表面上能产生足够的可燃蒸汽，遇火能产生一闪即灭的燃烧现象称为闪燃。 在规定试验条件下，液体（固体）表面能产生闪燃的最低温度称为闪点。 闪点是衡量物质火灾危险的重要参数。,闪点和消防的关系,闪点在消防工作中占有举足轻重的地位，消防人员应该给以极大的关注。 1、依据闪点的高低，将生产、加工、储存易燃或可燃液体场所的火灾危险性分为甲、乙、丙三类。 2、依据闪点将可燃液体划分为易燃液体和可燃液体。 3、依据闪点确定灭火剂的供给强度。 供给强度：指每秒每平方米面积上供给灭火剂的数量。,着火与燃点 着火：可燃物质受到外界火源的直接作用而开始的持续燃烧现象称为着火。 燃点：一种物质燃烧时所放出的燃烧热使该物质能蒸发出足够的蒸汽来维持其燃烧所需的最低温度。,闪点和燃点的关系,1、闪点是衡量液体火灾危险性大小的主要依据，其越低火危性越大； 2、一切可