化工安全技術之火災爆炸基礎知識

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CONTENTS一燃燒的基本概念二爆炸的基本概念一燃燒的基本概念燃燒是可燃物質（氣體、液體和固體）與助燃物（氧或氧化劑）發(fā)生的伴有放熱和發(fā)光的一種激烈的化學反應。燃燒它具有發(fā)光、發(fā)熱、生成新物質三個特征。最常見、最普通的燃燒現(xiàn)象是可燃物在空氣或氧氣中燃燒。燃燒的基本概念1.燃燒的定義思考：（1）鐵與稀硝酸反應，是不是燃燒？（2）電燈在照明時是否是燃燒？（3）氫氣在氯氣中反應，是不是燃燒？燃燒的基本概念燃燒必須同時具備下述三個條件：可燃性物質，助燃性物質、點火源。每一個條件要有一定的量，相互作用，燃燒方可產(chǎn)生。燃燒的基本概念2.燃燒發(fā)生的必要條件可燃物質的聚集狀態(tài)不同，其受熱后所發(fā)生的燃燒過程也不同。除了結構簡單的可燃氣外，大多數(shù)可燃物質的燃燒并非物質本身在燃燒，而是物質受熱分解出的氣體或液體蒸汽在氣相中的燃燒。燃燒的基本概念3.燃燒過程、形成燃燒的基本概念4.燃燒過程、形成燃燒的基本概念4.燃燒過程、形成氣態(tài)可燃物：

——通常為擴散燃燒，即可燃物與氧氣邊混合邊燃燒。

可燃氣體燃燒所需的熱量只用于本身的氧化分解，在火源作用下被加熱到著火點（燃點）就能氧化分解燃燒，是最容易燃燒的。燃燒的基本概念4.燃燒過程、形成液態(tài)可燃物：——通常為先蒸發(fā)為可燃蒸氣，可燃蒸氣再與氧化劑發(fā)生燃燒。

可燃液體首先蒸發(fā)成蒸氣，其蒸氣進行氧化分解后達到自燃點而燃燒。燃燒的基本概念4.燃燒過程、形成固態(tài)可燃物：

簡單固體物質：受熱后首先熔化，蒸發(fā)成蒸氣進行燃燒，沒有分解過程。如硫、磷等；

復雜物質：受熱后受限分解為氣態(tài)或液態(tài)產(chǎn)物，其蒸氣進行氧化分解燃燒；如塑料等；有的可燃固體，不能分解為氣態(tài)物質，在燃燒時呈炙熱狀態(tài)，沒有火焰，如焦炭等燃燒的基本概念5.閃燃、陰燃、爆燃、自燃的概念（1）閃燃

——可燃液體揮發(fā)的蒸氣與空氣混合達到一定濃度遇明火發(fā)生一閃即逝的燃燒，或者將可燃固體加熱到一定溫度后，遇明火會發(fā)生一閃即滅的燃燒現(xiàn)象。閃燃往往是持續(xù)燃燒的先兆。由于可燃液體在閃點溫度下，蒸發(fā)速度還不太快，蒸發(fā)出來的氣體僅能維持一剎那的燃燒，而來不及補充新的蒸氣以維持穩(wěn)定的燃燒，因而一下就滅了。燃燒的基本概念5.閃燃、陰燃、爆燃、自燃的概念（2）陰燃——沒有火焰和可見光的緩慢燃燒。很多固體物質，如紙張、鋸末、纖維織物、纖維素板、膠乳橡膠以及某些多孔熱固性塑料等，都有可能發(fā)生陰燃，特別是當它們堆積起來的時候。陰燃通常產(chǎn)生煙和溫度上升等現(xiàn)象，能分解出可燃氣，在一定條件下可以轉換成有焰燃燒。陰燃發(fā)生的條件：(1)內(nèi)部條件：可燃物必須是受熱分解后能產(chǎn)生剛性結構的多孔碳的固體物質。(2)外部條件：有一個適合供熱強度的熱源。燃燒與爆炸的基礎知識（3）爆燃

——伴隨爆炸的燃燒波。爆燃產(chǎn)生的三個必要條件（即爆燃三要素）（1）有燃料和助燃空氣的積存；（2）是燃料和空氣混合物達到了爆燃的濃度；（3）有足夠的點火能源。燃燒的基本概念（4）自燃

——可燃物質在沒有火焰等火源的作用下，因受熱或自身發(fā)熱并蓄熱所產(chǎn)生的自行燃燒現(xiàn)象。根據(jù)熱源的不同，分為自熱自燃和受熱自燃兩種。根據(jù)發(fā)生的機理，自燃大致可以分成以下七種類型氧化發(fā)熱自燃。如褐煤、黃磷等；分解放熱自燃。如硝化棉、硝化甘油等；聚合放熱自燃。如乙酸乙烯酯、丙烯腈等；吸附放熱自燃。如活性炭粉、木粉等發(fā)酵放熱自燃。如稻草、樹葉、鋸末等。活性物質遇水自燃。如堿金屬、保險粉等。物質混合接觸自燃。如強氧化劑與強還原劑混合，產(chǎn)生具有分解爆炸特性或強氧化性的不穩(wěn)定物，都能爆炸。燃燒的基本概念燃燒的基本概念6.閃點、燃點、自燃點的定義（1）

閃點

——在規(guī)定的條件下，加熱試樣，當試樣達到某溫度時，試樣的蒸汽和周圍空氣的混合氣，一旦與火焰接觸，即發(fā)生閃燃現(xiàn)象，發(fā)生閃燃時試樣的最低溫度，稱為閃點。閃點越低，發(fā)生火災和爆炸的危險性越大。按照《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》（GB50160-2008）可燃液體的分類如下：甲類液體：閃點＜28℃的液體（液化烴除外）乙類液體：28℃≤閃點＜60℃的液體丙類液體：閃點≥60℃的液體。燃燒的基本概念6.閃點、燃點、自燃點的定義（2）燃點——將物質在空氣中加熱時，開始并繼續(xù)燃燒的最低溫度叫做燃點（著火點）。燃點對可燃固體和閃點較高的液體具有重要意義，在控制燃燒時，需將可燃物的溫度降至其燃點以下。如：紙130℃，木材295℃等。在不同大氣壓下燃點也會有所變化，一般氣壓越低，燃點越高，如柴油機。柴油機正是通過將空氣壓縮，降低柴油的燃點，達到燃燒的目的。燃燒的基本概念6.閃點、燃點、自燃點的定義（3）自燃點——在規(guī)定條件下，可燃物質發(fā)生自燃的最低溫度。如：黃磷30℃，煤320℃。液體和固體可燃物受熱分解并析出來的可燃氣體揮發(fā)物越多，其自燃點越低。固體可燃物粉碎得越細，其自燃點越低。自燃點越低，發(fā)生火災的危險性越大。二爆炸的基本概念爆炸的基本概念1.爆炸定義——是物質的一種非常急劇的物理、化學變化。也是大量能量在短時間內(nèi)迅速釋放或急劇轉化成機械功的現(xiàn)象。它通常借助于氣體的膨脹來實現(xiàn)。2.爆炸的4個特征爆炸過程進行得很快；爆炸點附近壓力急劇升高；發(fā)出或大或小的響聲；周圍介質發(fā)生震動或鄰近物質遭到破壞。3.爆炸過程第一階段：

物質的能量以一定形式（定容、絕熱）轉變?yōu)閺妷嚎s能；第二階段：

強壓縮能急劇絕熱膨脹對外做功，引起被作用介質的變形、移動和破壞。爆炸的基本概念4.爆炸分類

一般分為物理爆炸、化學爆炸和原子爆炸。物理爆炸：物質狀態(tài)參數(shù)迅速發(fā)生變化，在瞬間放出大量能量并對外做功的現(xiàn)象。如種氣體或液化氣體鋼瓶、鍋爐和壓力容器超壓爆炸等?；瘜W爆炸：物質由一種化學結構迅速轉變?yōu)榱硪环N化學結構，在瞬間放出大量能量并對外做功的現(xiàn)象。如可燃氣體、蒸氣或粉塵與空氣形成的爆炸性混合物質的爆炸。原子爆炸（核爆炸）：

核爆炸的能量相當于數(shù)萬噸到數(shù)千萬噸TNT（黑色炸藥）的爆炸的能量，可形成數(shù)百萬到數(shù)千萬度的高溫，爆炸中心產(chǎn)生數(shù)百萬兆帕的的高壓。爆炸的基本概念5.爆炸極限爆炸極限定義：

——可燃物質（可燃氣體，蒸氣或粉塵）與空氣（氧氣）的混合物，遇著火源能夠發(fā)生爆炸的濃度范圍，簡稱爆炸極限。

爆炸的基本概念5.爆炸極限CO空氣混合物<12.5%不燃不爆=12.5%輕度燃爆燃爆逐漸增強=30%左右燃爆最強烈燃爆逐漸減弱=80%輕度燃爆>80%不燃不爆爆炸的基本概念爆炸下限：可燃性混合物能發(fā)生爆炸的最低濃度.爆炸下限越小，發(fā)生爆炸的危險性就越大COH2C2H2NH312.5%4%2.2%15%爆炸的基本概念爆炸上限：可燃混合物發(fā)生爆炸的最高濃度。爆炸上限越高，發(fā)