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1、危险化学品特性分析 与 防火防爆技术 陈 莹,第一部分 燃烧爆炸基础知识,第一节 燃烧概述 一、燃浇的本质与燃烧现象 根据消防基本术语第一部分（GB590786）（以下简称“消防术语”）定义：燃浇是可燃物与氧化剂作用发生的放热反应，通常伴有火焰和发光和（或）发烟的现象。,二、燃烧的条件（燃烧三要素） 燃烧必须同时具备下列三个条件： 1、可燃物 一般说来，凡是能在空气、氧气或其它氧化剂中发生燃烧反应的物质都称为可燃物，否则称不燃物。 严格地讲，可燃物与不燃物并没有明显的界限。 可燃物按其组成可分为无机可燃物和有机可燃物两大类。,2、氧化剂 凡是能和可燃物发生反应并引起燃烧的物质，称为氧化剂。（传
2、统说法叫“助燃剂”，严格地说这样叫不甚合理，因为它们不是“帮助”燃烧而是“参与”燃烧。） 氧化剂的种类很多，氧气是一种最常见的氧化剂。,3、点火源（点火能、初始能量） 点火源是指具有一定能量，能够引起可燃物质燃烧的能源。有时也称着火源。 点火源的种类很多，按照点火能量种类，一般分为四大类：机械性火源、热火源、电火源和化学火源。 还有一种点火源，没有明显的外部特征，而是自可燃物内部发热，由于热量不能及时失散引起温度升高导致燃烧。这种情况可视为“内部点火源”。这类点火源造成的燃烧现象通常叫自燃。 点火源这一燃烧条件的实质是提供一个初始能量，在这能量激发下，使可燃物与氧化剂发生剧烈的氧化反应，引起燃
3、烧。,可燃物、氧化剂和点火源是构成燃烧的三个要素，缺一不可。这是指“质”的方面的条件必要条件，但这还不够，还要有“量”的方面的条件充分条件。 因此，燃烧条件应做进一步明确的叙述： 具备一定数量的可燃物。 有足够数量的氧化剂。 点火源要具有一定的能量。 总之，要使可燃物发生燃烧，不仅要同时具有三个基本条件，而且每一条件都须具有一定的“量”，并彼此相互作用，否则就不能发生燃烧。,三、燃烧的分类 1、按着火方式分，可分为强制着火（点燃）和自发着火（自燃）两类。 强制着火：通过外部能源（即点火源）引起的燃烧。在接近点火源处，局部开始燃起火焰，然后向四周传播。 自发着火（自燃）：又分为受热自燃和本身自燃
4、两种情况。,2、按燃烧时可燃物的状态分，可分为气相燃烧、液相燃烧和固相燃烧三类。 气相燃烧：燃烧反应在进行时，如果可燃物和氧化剂均为气相，称为气相燃烧。气相燃烧是均相燃烧。其特征是有火焰产生。气相燃烧是一种最基本的燃烧形式，多数可燃物（气体、多数液体和固体）在燃烧时呈气相燃烧。 液相燃烧：燃烧时可燃物呈液态，称为液相燃烧（注意：并非液体燃烧）。大部分液体燃烧是通过蒸发、分解成可燃气体而呈气相燃烧的，只有某些液体在高温状态下直接发生燃烧。 固相燃烧：燃烧进行时可燃物为固相，称为固相燃烧。固相燃烧的特点是：没有火焰，只产生光和热（阴燃）。某些固体在燃烧时呈气相燃烧，而某些固体在燃烧时，既有气相燃烧
5、，又有固相燃烧。,3、按燃烧过程的控制因素分，可分为扩散燃烧（物理混合控制）和动力燃烧（化学反应控制）两类。 扩散燃烧：如果可燃物与氧化剂（空气）的混合是在燃烧过程中进行的，即边混合边燃烧，则这种燃烧称为扩散燃烧。 一般来说，扩散燃烧是比较平稳的。,动力燃烧：如果可燃物与空气（或其它氧化剂）已均习混合好，并且完全是气相，遇火源而燃烧（爆炸），这种燃烧叫动力燃烧。 一般来说，动力燃烧的燃烧速度较快，可能导致爆炸。,四、不同状态物质的燃烧过程 自燃界里的一切物质，在一定的温度和压力下，都以一定的状态（固态、液态、气态）存在。这三种状态的物质的燃烧过程及特点是不同的。,1、气体的燃烧 气体燃烧的情况
6、比较简单。由于气体在燃烧时所需要的热量仅仅由于氧化或分解气体以及将气体加热到燃点，因此一般说来，气体比较容易燃烧，而且燃烧速度较快。 2、液体的燃烧 多数液体呈气相燃烧。液体在点火源作用（加热）下，通常首先被蒸发成气态，而后蒸气氧化分解，开始燃烧。只由液体产生的蒸气进行的燃烧叫做蒸气燃烧，而由液体热分解产生可燃气体再燃烧的叫做分解燃烧。蒸发燃烧和分解燃烧都属气相燃烧。 3、固体的燃烧 多数固体呈气相燃烧，有些固体则是同时产生气相燃烧与固相燃烧。,五、燃烧类型 1、闪燃 消防术语的定义：闪燃是在液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。闪燃是可燃液体的特征之一。 在规定的试验
7、条件下，液体发生闪燃的最低温度，叫做闪点。闪点是判定液体火灾危险性的主要指标。 闪燃这个概念主要适用于可燃性液体，某些固体，如萘和樟脑等，能够在室温下挥发或缓慢蒸发（升华），因此也会发生闪燃现象，也有闪点。,2、自燃 (1)本身自燃：某些物质在没有外来热源影响时，由于物质内部所产生的物理（辐射、吸附等）、化学（分解、化合等）及生物化学（细菌腐败、发酵等）过程产生热量，这些热量在某些条件下会积聚起来，导致升温，又进一步加快上述过程的进行速度，于是可燃物温度越来越高，当达到一定温度时，就会发生燃烧。这叫本身自燃。 (2)受热自燃（加热自燃）：由外来热源将可燃物加热，使其整体温度达到自燃温度，未与明
8、火接触就发生燃烧，这叫受热自燃。 在规定的试验条件下，物体发生自燃的最低温度，叫做自燃点。自燃点是判断、评价可燃物质火灾危险性的重要指标之一。,3、点燃 点燃亦称强制着火。即可燃物质与明火直接接触引起燃烧，在火源移去后仍能保持继续燃烧的现象。物质被点燃后，先是局部（与明火接触处）被强烈加热，首先达到燃点，产生火焰，该局部燃烧产生的热量，足以把邻近部分加热到燃点，燃烧就得以蔓延开去。 物质能被点燃的最低温度叫燃点（引燃温度）。,第二节 爆炸概述 一、爆炸的概念 所谓爆炸是（大量）能量（物理能量、化学能量或核能）在瞬间迅速释放或急剧转化为功和机械能、 光、热等能量形态的现象。 一般说来，爆炸现象具
9、有以下特征： 爆炸过程进行得很快； 爆炸点附近压力急剧升高，多数爆炸伴有温度升高； 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。 爆炸的最主要特征是压力急剧升高。,二、爆炸的分类 1、发生爆炸的原因和性质分： 物理爆炸：这是一种纯物理过程，只发生物态变化，不发生化学反应。 化学爆炸：物质发生高速放热化学反应（主要是氧化反应及分解反应），产生大量气体，并急剧膨胀做功而形成的爆炸现象。 原子爆炸（核爆炸）：某些物质的原子核发生裂变反应或聚变反应，瞬间放出巨大能量而形成的爆炸现象。,2、按照引起爆炸反应的相分为凝相爆炸与不凝相爆炸（气相爆炸），其中凝相爆炸又分为固相爆炸与液相爆炸两类
10、 例如： 不凝相爆炸：混合气体爆炸、分解性其他爆炸、粉尘爆炸和喷雾爆炸等 凝相爆炸：固体或液体的炸药爆炸、氧化剂与还原剂混合后爆炸等,3、在化学爆炸中，根据爆炸传播速度，又可分为轻爆，爆燃和爆轰 轻爆：通常指每秒数十厘米至数米的过程； 爆炸：通常指每秒数10米至数百米（亚音速）的过程； 爆轰：通常指每秒数1000米至7000米（超音速）的过程。,三、爆炸与燃烧的区别与联系 1、爆炸的最主要特征是压力的急剧上升，并不一定着火（发光、放热）；而燃烧定有发光放热现象，但与压力无特别关系。 2、化学爆炸（其中绝大多数是氧化反应）与燃烧现象本质上都属氧化反应，也同样有温度与压力的升高现象。但二者反应速度
11、、放热速率不同，火焰传播速度也不同，前者比后者快得多。 因此，燃烧与（化学）爆炸是可以互相转化的。,四、可燃气体爆炸 （一）分解爆炸气体爆炸 某些气体如乙炔、乙烯、环氧乙烷等，即使在没有氧气的条件下，也能被点燃爆炸，其实质是一种分解爆炸。 分解爆炸性气体在温度和压力作用下发生分解反应时，可产生相当数量的分解热，这为爆炸提供了能量。一般说来，分解热在80kj/mol以上的气体，在一定条件（温度和压力）下遇火源即会发生爆炸。分解热是引起气体爆炸的内因，一定的温度和压力则是外因。,分解爆炸的敏感性与压力有关。分解爆炸所需的能量，随压力升高而降低。对某一种气体，当压力低于某值时，就不再发生分解爆炸，此
12、压力值称为该气体分解爆炸的临界压力。 乙炔是最常见的分解爆炸气体。国际上一般将140 kPa规定为焊割作业中乙炔发生装置的限定压力。某些国家要求更加严格，将限定压力规定为130 kPa。 另外，安全规程中规定：不能用含铜量超过70%的铜合金制造盛乙炔的容器；在用乙炔焊接时，不能使用含银焊条。,（二）燃爆性混合气体爆炸 在工业生产及日常生活中，很多爆炸事故都是由可燃气体与空气形成爆炸性混合物引起的。如可燃气体从工艺装置、设备管线泄漏到空气中；或空气渗入存有可燃气体的设备管线中，都会形成爆炸性质混合物，遇到点火源就会发生爆炸事故。这类爆炸事故应当作为预防工作的重点。,五、爆炸极限 （一）爆炸极限的
13、概念 1、定义 消防术语将爆炸极限定义为：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的浓度。可燃气体（或蒸气、粉尘）与空气的混合物，并不是在任何浓度下，遇到火源都能爆炸，而必须在一定的浓度范围内，遇火源才能发生爆炸。这个遇火源能发生爆炸的可燃气浓度范围，称为爆炸极限（包括爆炸下限和爆炸上限）。 爆炸极限一般用可燃气在空气中的体积百分数及可燃粉尘再空气中的质量浓度（g/m3标或mg/l3）来表示。,2、实用意义 可用来评定可燃气体和可燃液体燃爆危险性的大小，作为可燃气分级和确定其火灾危险性类别的标准。 可作为设计依据。 可作为制定安全生产操作规程的依据。,3、爆炸极限数值的确定
14、 查资料：只能查到单一（纯）可燃物质的爆炸极限； 测试：专业性强，一般单位无法自行测试； 估算：有实用意义的是混合物质组成的可燃气体爆炸极限的估算，又有两种情况： 多种可燃气体组成的混合气体的爆炸极限 可燃气体和惰性气体(CO2 、N2)混合气爆炸极限,六、粉尘爆炸 （一）粉尘的特性（与燃爆性有关的主要特性） 1、粉尘的分散度（粒度） 2、粉尘的表面积 3、粉尘的吸附性和活性 4、粉尘的自燃点 5粉尘的动力稳定性,(二)粉尘爆炸的条件及爆炸过程 1、粉尘爆炸的条件 粉尘本身具有可燃性； 粉尘悬浮在空气中并达到一定浓度； 有足以引起粉尘爆炸的起始能量。 2、爆炸过程,（三）粉尘爆炸与可燃混合气爆
15、炸的比较 1、爆炸起因及条件 须形成一定浓度（达到爆炸下限）的悬浮粉尘云才可能发生粉尘爆炸。这就要有足够数量直径足够小的粉尘且有外界条件（如空气扰动）才成。 粉尘燃烧是一种固体燃烧，其过程比气体燃烧复杂，因而粉尘爆炸的感应期长，可达数十秒，为气体的数十倍。 点燃粉尘所需的初始能量大，一般10mj（毫焦耳），为气体的近百倍。,2、爆炸后果及危害 由于粉尘密度比气体大，因此在爆炸时能量密度也大。一般说来与可燃气体相比,粉尘爆炸造成的破坏比较严重。 粉尘爆炸时发生二次爆炸的可能性较大。 粉尘易发生不完全燃烧，因而在产物气体中含有大量一氧化碳，造成人中毒身亡。 粉尘爆炸时因粒子一面燃烧一面飞散，易使人
16、体受到灼伤。 综上所述：与可燃混合气体爆炸相比，引起粉尘爆炸的条件相对苛刻一些，但一旦发生粉尘爆炸，则后果往往较为严重。,第二部分 化学危险品燃爆特性,在国家标准GB694486危险货物分类和品名编号中，将化学危险货物分为九类： 第1类：爆炸品 第2类：压缩气体和液化气体 第3类：易燃液体 第4类: 易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品 第5类：氧化剂和有机过氧化物 第6类：毒害品和感应性物品 第7类：放射性物品 第8类：腐蚀品 第9类：杂类 下面，对其中有燃爆危险的进行分类介绍。,一、可燃气体 （一）概述 凡是在常温常压下以气态存在（某些气体降温、加压时可液化），遇到点火源作用能发生燃烧爆炸的气态物质称为可燃气体。 常见的可燃气体有以下几类： 可燃气体 可燃液化气 可燃液体的蒸气 分解爆炸性气体：,可燃气体的燃爆危险程度可用爆炸极限、爆炸危险度、闪点、最小发火能量（最小点燃电流）、最大试验安全间隙、燃烧热或分解热等数值来判断可燃气体的。 爆炸危险度综合考虑了爆炸极限范围及爆炸下限两
